Структура памяти и адресация данных. Особенности модели проектируемой машины базы данных. Схема формирования адреса среза, поиска отмеченных строк и их ускоренной передачи. Структура управляющего процессора. Кодированная граф-схема операции MARK.NE.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

10

Рязанская государственная радиотехническая академия

Кафедра ЭВМ

Машины баз данных

курсовой проект по дисциплине

“Организация ЭВМ и систем”

Выполнил:

ст. гр. 140

Калинин Д.В.

Проверил:

Волковыский А.В.

Рязань, 2001

Проектирование МБД

1. Задание

1.1 Структура базы данных

Основную часть БД составляет таблица Tab1, содержащая 64 строки. Атрибуты БД описываются табл.1. В состав БД включена таблица Tab2, формируемая из Tab1 операцией селекции.

1.2 Выполняемые операции

- Sel (F1>C)&(F6=D)

1.3 Способы доступа

- параллельный (по срезам) - побитовый;

- последовательный (по адресам) - 4-байтовый.

1.4 Уточнение задания

Компаранд с[14] - 14-байтовая(112-битная) символьная константа.

Команда Selection (селекция) формирует таблицу Tab2 из строк Tab1, удовлетворяющей заданным условиям. Условие (ИМЯ C) выделяет строки, в которых атрибут ИМЯ, рассматриваемое как 14-байтовая(112-битная) строка символов.

Таким образом, операция Selection сводится к последовательности двух операций:

MARK.NE (ИМЯ , c[14]) - отметка записей , удовлетворяющих условию;

SEL (Tab2 , Tab1) marked - передача отмеченных строк из Tab1 в Tab2.

Таблица 1. Структура базы данных.

Имя поля	Тип	Длина (байт)	Примечание
Фамилия	Символьный (char)	16
Имя	Символьный (char)	14
Отчество	Символьный (char)	20
ДатаРождения	Дата (date)	3	ddmmgg
НомСтрахСвед	Десятичный целый без знака, упакованный (dec unsigned, packet)	6	Номер страхового свидетельства
Индекс	Десятичный целый без знака, упакованный (dec unsigned, packet)	3
Улица	Символьный (char)	20
Дом	Двоичный целый без знака (Integer unsigned)	2
Квартира	Десятичный целый без знака, неупакованный (dec unsigned, unpacket)	3
СемПолож	Логический (logical)	1	Семейное положение
Долг	Двоичный целый со знаком в дополнительном коде (Integer signed)	4

2. Организация МБД

2.1 Структура памяти и адресация данных

В качестве памяти МБД используется ассоциативное запоминающее устройство (АЗУ). АЗУ разделено на два блока АЗУ1 и АЗУ2 , допускающие независимое обращение. Каждый блок содержит 64 строки по 128 байта в каждой. В АЗУ1 размещается таблица Tab1 , в АЗУ2 - Tab2. Строка таблицы содержит 92 байтов. Остальные 36 могут использоваться как резервные.

При параллельном (ассоциативном) доступе каждый блок АЗУ рассматривается, как содержащее 736=2E0Н 1-битных среза по 64 бита в каждом. Адресом поля считается адрес старшего среза. При последовательном (адресном) доступе блоки АЗУ рассматриваются как состоящие из 64 строк по 32 4-байтовых слов в каждой. Адресом строки считается адрес её левого слова, адресом поля - адрес слова, в котором оно начинается. Поля могут пересекать границы слов. Строки таблиц Tab1 и Tab2 содержат по 92-байтов и считаются состоящими из 23-х слов .

Для АЗУ определены операции чтение среза Rds , запись среза Wrs , чтение слова Rdw , запись слова Wrw.

Для выполнения операций МБД , указанных в задании , используются для АЗУ1 чтение среза Rds1 , чтение слова Rdw1 , а для АЗУ2 - запись слова Wrw2. Обращение к АЗУ1 и АЗУ2 может происходить одновременно.

2.2 Структурная схема МБД

Структурная схема проектируемой МБД приведена на рис.1. В состав МБД входят два блока ассоциативной памяти АЗУ1 и АЗУ2 , управляющий процессор, схема адресации слов и срезов, 64 исполнительных процессора для поиска строк, удовлетворяющих заданным условиям , блок маркеров , включающий регистры маркеров MRK и HLP и вспомогательные элементы, схему поиска отмеченных строк СПОС, блок регистров слов PгW1 и PгW2, исполнительный процессор вычисления суммы ИП SUM.

На управляющий процессор из центрального процессора ЦП поступают коды операций, значения компарандов , адреса обрабатываемых полей (cрезов или слов) и сигнал СТАРТ. Из УП МБД в ЦП выдается сигнал “конец операции”.

Из УП на АЗУ поступают сигналы чтения срезов Rds, чтения слов Rdw и записи слов Wrw. На схему адресации поступают из УП начальные адреса слов и срезов. Кроме того, УП вырабатывает различные управляющие сигналы для исполнительных устройств МБД. Значение суммы из ИП SUM поступает в центральный процессор.

Рис.1 Структурная схема МБД

3. Разработка алгоритмов операций и исполнительных процессов

3.1 Поиск в диапазоне (MARK.DI)

Поиск по условию Low < attr < High, где Low и High границы диапазона, возможен по нескольким алгоритмам.

Алгоритм 1:

М 1: = 11 … 1; Н : = 11 … 1; С : = Low;

SGE (М1); /*поиск больших или равных с отметкой в маркере М1*/

М2 : = 11 … 1; Н : = 11 … 1; С : = High;

SLE (М2); /*поиск меньших или равных с отметкой в М2*/.

М1 : = М1 & М2; */результат*/

end.

Алгоритм требует трех маркеров - М1, М2 и Н.

Алгоритм 2:

М : = 11 … 1; Н : = 11 … 1; С : = Low;

SGE (М);

С : = High; Н : = М; /*записи, удовлетворяющие условию Attr > = Low*/

SLE (М); /*поиск записей, удовлетворяющих условию Attr < = High, среди отмеченных */

end.

Для этого алгоритма достаточно двух маркеров.

3.2 Схема адресации срезов

При выполнении операций MARK.NE над полем ИМЯ адреса срезов AddrS поступают из регистра адреса срезов в составе УП МБД.

Схема формирования адреса приведена на рисунке 2. Код на выходе указателя шага step преобразуется в код младших битов адреса с помощью преобразователя кода ПК, описываемого логическими выражениями в таблице 2. Выбор адреса осуществляется мультиплексором MX под управлением признака выполняемой операции NE.

Таблица 2. Формирование адреса среза

n1	n2	N3	a1	a2	a3	a4	Логическое описание
0 0 0 0 1 1	0 0 1 1 0 0	0 1 0 1 0 1	1 Другие файлы: Машины для содержания и ремонта дорог Машины для летней уборки дорог:Подметально-уборочные машиныПоливомоечные машиныМашины для зимней уборки дорог:Распределители технологических материало... Стиральные машины История появления стиральной машины. Активаторные стиральные машины: особенности, конструкция, достоинства. Устройство автоматической стиральной машин... Машины и оборудование для добычи и переработки каменных материалов Методические указания предназначены для проведения лабораторных занятий по курсам: Дорожные машины, Гидромелиоративные и дорожные машины, для студенто... Машины и установки для приготовления асфальтобетонных смесей Методические указания предназначены для проведения лабораторных занятий по курсам: Дорожные машины, Гидромелиоративные и дорожные машины, для студенто... Реализация машины Тьюринга на функциональном языке Положения машины Тьюринга. Алгоритмически неразрешимые проблемы: "остановка", эквивалентность алгоритмов, тотальность. Свойства алгоритма: дискретност...