Контрольная Информатика Процессор

Содержание

1 Процессор 3
2 Базы данных 6
Список использованных источников 11

1 Процессор

Центральный процессор — электронный блок либо микросхема — исполнитель машинных инструкций (кода программ), главная часть аппаратного обеспечения компьютера или программируемого логического контроллера. Иногда называют микропроцессором или просто процессором. Изначально термин центральное процессорное устройство описывал специализированный класс логических машин, предназначенных для выполнения сложных компьютерных программ. Вследствие довольно точного соответствия этого назначения функциям существовавших в то время компьютерных процессоров, он естественным образом был перенесён на сами компьютеры. Начало применения термина и его аббревиатуры по отношению к компьютерным системам было положено в 1960-е годы. Устройство, архитектура и реализация процессоров с тех пор неоднократно менялись, однако их основные исполняемые функции остались теми же, что и прежде.
Микропроцессор — самостоятельное или входящее в состав ЭВМ устройство, осуществляющее обработку информации и управляющее этим процессом, выполненное в виде одной или нескольких БИС. В общем случае в состав микропроцессора входят: арифметико-логическое устройство (АЛУ), блок управления и синхронизации, ЗУ, регистры и др. блоки, необходимые для выполнения операций вычислительного процесса. Как БИС микропроцессор характеризуется степенью интеграции, потребляемой мощностью, помехоустойчивостью, нагрузочной способностью активных выводов (определяющей возможность подключения к данному микропроцессору и др. БИС) технологией изготовления, типом корпуса, техническим ресурсом, устойчивостью к механическим, климатическим и радиационным воздействиям.
Как вычислительное устройство микропроцессор характеризуется производительностью, разрядностью обрабатываем данных и выполняемых команд, возможностью увеличения разрядности, числом команд ( микрокоманд ), количеством внутренних регистров, возможностью обеспечения режима прерывания ( уровней приоритета ) способностью к обработке десятичных кодов, объемом адресной памяти, наличием канала прямого доступа к памяти, типом и числом входных и выходных шин и их разрядностью, наличием и видом программного обеспечения, способом управления.
Микропроцессоры, используемые в средствах вычислительной техники различного назначения (для решения широкого круга разнотипных задач), называются универсальными. Микропроцессоры, предназначенные для построения какого-либо одного типа вычислительных устройств, называются специализированными; типичный пример – микропроцессор в калькуляторе. По способу управления различают микропроцессоры со схемным и микропрограммным управлением. Микропроцессоры со схемным управлением имеют более высокое быстродействие, однако, их работа однозначно определяется постоянным набором команд (хранящихся в их памяти) и соответствующей электрической схемой, которая зачастую бывает довольно сложной из-за необходимости иметь в микропроцессоре как можно больше команд. Функционирование микропроцессора с микропрограммным управлением определяется последовательностью микрокоманд, состав и очередность выполнения которых устанавливается оператором. Такие микропроцессоры имеют сравнительно невысокое быстродействие, но они более универсальны, легче перестраиваются с одной программы на другую.
По структуре микропроцессоры подразделяются на секционированные (как правило, с микропрограммным управлением) и однокристальные (с фиксированной разрядностью и постоянным набором команд). Секционированные микропроцессоры допускают расширение разрядности и емкости ЗУ (за счет подключения дополнительных секций) и обладают способностью к расширению своих функциональных возможностей. Это обусловлено тем, что секционированные микропроцессоры набираются из БИС, каждая из которых способна объединяться с другими БИС, образуя при этом различные функциональные устройства. К секционированным микропроцессорам обычно подключается БИС постоянного ЗУ с хранящимися в нем микрокомандами. Процессорная секция микропроцессора этого типа состоит из секции АЛУ, блока регистров, входных мультиплексоров, выходного регистра адреса и регистра-аккумулятора, дешифратора микрокоманд, входных Вх Ш и выходных Вых Ш шин. Управление работой микропроцессорной секции осуществляется сигналами, выдаваемыми дешифратором микрокоманд.
Каждая новая микрокоманда поступает после исполнения предыдущей. Исходные данные передаются из оперативного ЗУ или из устройств ввода – вывода информации через мультиплексоры в секцию АЛУ. Результат выполнения операций через регистр-аккумулятор направляется по адресу, сформированному в выходном регистре адреса, а также на блок регистров для временного хранения и на мультиплексоры для использования на следующих этапах вычислений. Связь между секциями осуществляется через линии международных связей.
Однокристальный микропроцессор с фиксированной микро разрядностью и с постоянным набором команд конструктивно исполняется в виде одной БИС. Такой микропроцессор выполняет функции процессора ЭВМ, все операции которого определяются хранящимися в его памяти командами. В состав однокристального микропроцессора входят: АЛУ, выходной регистр адреса, регистр-аккумулятор, блок регистров, регистр признаков, схема управления, входная и выходная шины и канал управления. Особенность однокристального микропроцессора – наличие внутренней шины, по которой происходит обмен информацией между устройствами микропроцессора.
По функциональным возможностям микропроцессор соответствует процессору ЭВМ, выполненному на 20-40 ИС малой и средней степени интеграции, но обладает большим быстродействием, существенно меньшими размерами, массой, потребляемой мощностью и стоимостью. Микропроцессоры получили широкое применение в системах управления технологическим и контрольно-испытательным оборудованием, транспортными средствами, космическими аппаратами, бытовыми приборами и т.д. Малые размеры, масса и энергоемкость микропроцессора позволяют встраивать его непосредственно в объект управления. На базе микропроцессора создаются.
Различные типы микро-ЭВМ, контроллеров, программаторов и другие устройства автоматики и вычислительной техники.
Микропроцессор выполняет следующие функции:

  • вычисление адресов команд и операндов;
  • выборку и дешифрацию команд из основной памяти (ОП);
  • выборку данных из ОП, регистров МПП и регистров адаптеров внешних устройств (ВУ);
  • прием и обработку запросов и команд от адаптеров на обслуживание ВУ;
  • обработку данных и их запись в ОП, регистры МПП и регистры адаптеров ВУ;
  • выработку управляющих сигналов для всех прочих узлов и блоков ПК;
  • переход к следующей команде.
    Процесс взаимодействия процессора и памяти сводится к двум операциям – записи и считывания информации. При записи процессор по специальным проводникам (шина адреса) передает биты, кодирующие адрес, по другим проводникам – управляющий сигнал «запись», и еще по другой группе проводников (шины данных) передает записываемую информацию. При чтении по шине адреса передается соответствующий адрес оперативной памяти (ОП), а с шины данных считывается нужная информация.

2 Базы данных

Предметная область — множество всех предметов, свойства которых и отношения между которыми рассматриваются в научной теории. В логике — предполагаемая область возможных значений предметных переменных логического языка.
Предметная область — это часть реального мира, рассматриваемая в рамках определенного контекста. Под контекстом можно понимать область исследования или область, которая является объектом определенной деятельности.
Предметная область или: универсум рассуждения, область теории — множество объектов, рассматриваемых в пределах отдельного рассуждения, научной теории. Предметная область включает прежде всего индивиды, то есть элементарные объекты, изучаемые теорией, а также свойства, отношения и функции, рассматриваемые в теории.
Базы данных (БД) — это организованный набор фактов в определенной предметной области. БД — это информация, упорядоченная в виде набора элементов, записей одинаковой структуры. Для обработки записей используются специальные программы, позволяющие их упорядочить, делать выборки по указанному правилу. Базы данных относятся к компьютерной технологии хранения, поиска и сортировки информации.
БД — это совокупность взаимосвязанных данных при предельно малой избыточности, допускающей их оптимальное использование в определённых областях человеческой деятельности. БД, в зависимости от способа представления данных и отношений между ними, могут иметь реляционную (таблицы связаны между собой), сетевую или иерархическую структуры. На эффективность БД с той или иной структурой влияют условия её применения. Данные в БД организованы, как правило, в виде таблиц. Табличный способ отображения информации широко используется в документах и отчётах, поскольку он удобен и позволяет наглядно представлять различного рода данные.
В БД может храниться миллионы записей. В любое время можно найти запись, которая необходима в данный момент. Результатом поиска информации в приведенной БД могут быть названия, суммы, количество, даты. Например, можно выбрать все стулья по цене 500 руб., поступившие в 1995 году.
В базах данных можно проводить сортировку информации и вывод её на печать, удаление старой и вставка новой информации, просматривать БД целиком или по частям. С числами в таблицах можно проводить обычные математические операции (+,-,Х,:). Фамилии людей и названия предметов можно упорядочить по алфавиту.
Программное обеспечение для управления и поддержки работоспособности БД называют системой управления базами данных (СУБД). СУБД осуществляют ввод, проверку, систематизацию, поиск и обработку данных, распечатку их в виде отчётов.
В основе БД лежит представление данных в виде таблиц. Основными понятиями в СУБД являются поля и записи. В полях содержатся данные. Поле характеризуется длиной. Совокупность всех полей в строке называется записью.
Структуру простейшей базы данных можно рассматривать как прямоугольную таблицу, состоящую из вертикальных столбцов и горизонтальных строк. Вертикальные столбцы принято называть полями, а горизонтальные строки — записями. Единицей хранимой информации является горизонтальная строка-запись, которая хранит информацию, например, об одном сотруднике фирмы. Каждая запись представляет собой совокупность полей.
Параметры, характеризующие поле:

  • имя поля;
  • тип поля;
  • длина поля;
  • количество десятичных знаков.
    Модель сущность-связь (ER-модель) — модель данных, позволяющая описывать концептуальные схемы предметной области.
    ER-модель используется при высокоуровневом (концептуальном) проектировании баз данных. С её помощью можно выделить ключевые сущности и обозначить связи, которые могут устанавливаться между этими сущностями.
    Во время проектирования баз данных происходит преобразование ER-модели в конкретную схему базы данных на основе выбранной модели данных (реляционной, объектной, сетевой или др.).
    ER-модель представляет собой формальную конструкцию, которая сама по себе не предписывает никаких графических средств её визуализации. В качестве стандартной графической нотации, с помощью которой можно визуализировать ER-модель, была предложена диаграмма сущность-связь (ER-диаграмма).
    В соответствии с реляционным методом каждая сущность предметной области представляется таблицей. Каждый столбец такой таблицы содержит значения одного из атрибутов сущности. Каждая строка содержит все признаки одного из экземпляров сущности. Связи между сущностями представляются связями между атрибутами таблиц. Для заполненных данными таблиц связи показывают, какие экземпляры одной таблицы связаны с экземплярами другой таблицы. Связь выполняется по совпадающим значениям одного или нескольких столбцов связанных таблиц.
    В реляционной модели различают следующие типы связей:
    а) 1 : 1 (один к одному) – одной строке таблицы соответствует не более одной строки в другой таблице (группа — староста)
    б) 1 : N (один ко многим) – одной строке таблицы может соответствовать несколько строк в другой таблице (группа — студент):
    в) M : N (много ко многим) – одна строка первой таблицы связана с несколькими строками второй таблицы, и одна строка второй таблицы связана с несколькими строками первой (предмет — преподаватель).
    Связь 1 : 1 является частным случаем связи 1 : M, а связь M : N можно представить с помощью связей типа 1 : N (возможно, введением дополнительных таблиц или атрибутов в муществующие таблицы). Таким образом, наиболее общим случаем связи является связь типа 1 : N. В этом случае первая таблица называется родительской, вторая – дочерней. Один или несколько атрибутов, по которым осуществляется связь, называются в дочерней таблице внешним ключом.
    Требованием реляционной модели является уникальность строк в каждой таблице. Минимальный набор атрибутов, по совокупности которых все строки попарно различны, называется ключом (первичным ключом) таблицы.
    Первичный ключ (сокращенно РК — primary key) — столбец, значения которого во всех строках различны. Первичные ключи могут быть логическими (естественными) и суррогатными (искусственными). Так, для нашей таблицы Пользователи первичным ключом может стать столбец e-mail (ведь теоретически не может быть двух пользователей с одинаковым e-mail). На практике лучше использовать суррогатные ключи, т.к. их применение позволяет абстрагировать ключи от реальных данных.
    Целостность базы данных — соответствие имеющейся в базе данных информации её внутренней логике, структуре и всем явно заданным правилам. Каждое правило, налагающее некоторое ограничение на возможное состояние базы данных, называется ограничением целостности.
    Целостность данных — это механизм поддержания соответствия базы данных предметной области. В реляционной модели данных определены два базовых требования обеспечения целостности:
    целостность ссылок
    целостность сущностей.
    Объект реального мира представляется в реляционной базе данных как кортеж некоторого отношения. Требование целостности сущностей заключается в следующем: каждый кортеж любого отношения должен отличатся от любого другого кортежа этого отношения (т.е. любое отношение должно обладать первичным ключом).
    Вполне очевидно, что если данное требование не соблюдается (т.е. кортежи в рамках одного отношения не уникальны), то в базе данных может хранится противоречивая информация об одном и том же объекте. Поддержание целостности сущностей обеспечивается средствами системы управления базой данных (СУБД). Это осуществляется с помощью двух ограничений:
  • при добавлении записей в таблицу проверяется уникальность их первичных ключей
  • не позволяется изменение значений атрибутов, входящих в первичный ключ.
    Сложные объекты реального мира представляются в реляционной базе данных в виде кортежей нескольких нормализованных отношений, связанных между собой. При этом:
    1) Связи между данными отношениями описываются в терминах функциональных зависимостей.
    2) Для отражения функциональных зависимостей между кортежами разных отношений используется дублирование первичного ключа одного отношения (родительского) в другое (дочернее). Атрибуты, представляющие собой копии ключей родительских отношений, называются внешними ключами.
    Требование целостности по ссылкам состоит в следующем: для каждого значения внешнего ключа, появляющегося в дочернем отношении, в родительском отношении должен найтись кортеж с таким же значением первичного ключа.
    В модели данных описывается некоторый набор родовых понятий и признаков, которыми должны обладать все конкретные СУБД и управляемые ими базы данных, если они основываются на этой модели. Наличие модели данных позволяет сравнивать конкретные реализации, используя один общий язык.
    В структурной части модели данных фиксируются основные логические структуры данных, которые могут применяться на уровне пользователя при организации БД, соответствующих данной модели. Например, в модели данных SQL основным видом структур базы данных являются таблицы, а в объектной модели данных – объекты ранее определенных типов.
    Манипуляционная часть модели данных содержит спецификацию одного или нескольких языков, предназначенных для написания запросов к БД. Эти языки могут быть абстрактными, не обладающими точно проработанным синтаксисом (что свойственно языками реляционной алгебры и реляционного исчисления, используемым в реляционной модели данных), или законченными производственными языками (как в случае модели данных SQL). Основное назначение манипуляционной части модели данных – обеспечить эталонный «модельный» язык БД, уровень выразительности которого должен поддерживаться в реализациях СУБД, соответствующих данной модели.
    Наконец, в целостной части модели данных (которая явно выделяется не во всех известных моделях) специфицируются механизмы ограничений целостности, которые обязательно должны поддерживаться во всех реализациях СУБД, соответствующих данной модели.

Список использованных источников

  1. Богумирский В.С. Руководство пользователя ПК. В 2-х ч. — СПб: Ассоциация OILCO, 2007. — 88 c.
  2. Дейт К., Введение в системы баз данных. 7-е изд., М.; СПб.: Вильямс.- 2001; – 8-е изд. – М.; СПб.: Вильямс, 2005
  3. Когаловский М.Р. Энциклопедия технологий баз данных. М. Финансы и статистика, 2002.
  4. Кузнецов С.Д., Базы данных: языки и модели. Москва, Бином, 2008.
  5. Назаров П.М. Компьютерные технологии обработки информации. — М.: Финансы и статистика, 2005.
  6. Практикум по экономической информатике. Под ред. проф. Шуремова Е.Л., доц. Тимаковой Н.А., доц. Мамонтовой Е.А. — М.: Перспектива, 2009.
  7. Экономическая информатика и вычислительная техника. Под ред. Косарева В.П., Королева Ю.М. — М.: Перспектива, 2008. — 99с.
Оцените статью
Поделиться с друзьями
BazaDiplomov