XI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2019

ВВЕДЕНИЕ

Тяжело представить современный мир без использования баз данных. Они имеют широкое применение в самых различных областях и сферах деятельности людей. База данных или сокращённо БД – это именованная совокупность данных, которая отражает состояние объектов и их отношений, в рассматриваемой предметной области.

Модель данных или МД – это формально определённая структура, которая используется для представления данных. Иерархическая модель данных организует данные в виде древовидной структуры. Сетевая в виде сетевой, а реляционная модель данных в виде таблиц или отношений. Применение базы данных позволяет сократить временные, а также трудовые затраты человека в процессе работы. Существует такое понятие, как система управления базами данных или сокращённо СУБД.

Система управления базами данных – это система, которая предназначена для создания, на вычислительных машинах, общей базы данных, которая используется для решения множества задач. Такие системы предназначены для поддержания баз данных в наиболее актуальном виде, максимально эффективной работы баз данных и всех её составляющих. Производительность систем управления базами данных оценивается по следующим критериям: время выполнения запроса, время генерации отчёта, время выполнения операций импортирования из других форматов. Максимальное число параллельных обращений к данным в многопользовательском режиме.

ОПИСАНИЕ ПРЕДМЕТНОЙ ОБЛАСТИ «МИКРОПРОЦЕССОРЫ»

Современные технологии позволяют сделать деятельность человека, какой бы направленности она не была, наиболее эффективной. К их числу относятся микропроцессоры. Микропроцессор – это специальное устройство, которое отвечает за выполнение множества логических и арифметических операций, а также операций управления, записанных на машинном языке. Самым первым микропроцессором был i4004, 4 – битный, который был представлен фирмой Intel в 1971 году. Данный микропроцессор работал на частоте 108 кГц, а также был предназначен для работы в микрокалькуляторах [2].

Микропроцессор реализовывается на больших интегральных схемах или сокращённо на БИС.

Устройство микропроцессора во многом зависит от его архитектуры построения.

Основные функции, выполняемые микропроцессором:

читают команды, которые поступают из основной памяти;

принимают, а также обрабатывают различные запросы от адаптеров про обслуживание внешних устройств;

создают сигналы управления, которые позволяют им управлять другими узлами и блоками персонального компьютера;

обрабатывают данные и производят их запись в оперативную память, а также регистры внешних устройств [10].

У микропроцессоров существует ряд определённых характеристик. Выделяют следующие:

производительность;

разрядность;

система команд;

объём адресуемой памяти [9].

В состав микропроцессора входят следующие устройства:

арифметико – логическое, которое предназначено для выполнение различных арифметических операций над числовой, символьной информацией;

устройство управления, которое координирует взаимодействие частей персонального компьютера;

микропроцессорная память предназначена для кратковременного хранения, записи и выдачи информации, которая будет использована в ближайший момент времени; она строится на регистрах и используется для обеспечения быстродействия персонального устройства, так как основная память не всегда обеспечивает необходимые функции для наиболее эффективного рабочего процессора;

интерфейсная система микропроцессора, цель которой – это связь с другими составляющими компьютера [7].

Основные функции устройства управления:

формирование и подача во все блоки машины в необходимые моменты времени определённые сигналы управления, которые также называются управляющими импульсами, обусловленные спецификой выполнений множества операций;

формирование адреса ячеек памяти, которые предназначены для использования в выполняемых операциях, а также передача адресов в соответствующие блоки компьютера;

получение от генератора импульсов обратную последовательность импульсов [1].

Интерфейсная система включает в себя следующие пункты:

буферные запоминающие регистры;

схемы управления аппаратурой сопряжения, которая позволяет подключить к микропроцессору другое устройство, а также системной шиной;

внутренний интерфейс микропроцессора.

Выделяют три группы микропроцессоров:

RISC: присутствует сокращённый набор команд;

CISC: присутствует полный набор команд;

MISC: присутствует минимальный набор команд, но они обладают максимально эффективным быстродействием, как для этого класса устройств [6].

Микропроцессор состоит из интерфейсной и операционной части.

Очень важной для микропроцессора является его архитектура.

Архитектурой микропроцессора называют его логическую организацию, которая определяет его возможности, свойства и способность построения вычислительной системы на базе необходимого устройства [3].

Первая группа микропроцессоров CISC. Данная аббревиатура расшифровывается как, Complex Instruction Set Computer, то есть комплексные инструкции для компьютера. В микропроцессорах, которые имеют подобную архитектуру, выделяют следующие отличительные свойства:

использование различных систем адресации;

наличие широкого спектра команд, отличающихся своим функционалом, длиной, форматом;

наличие сложной кодировки команд [5].

Микропроцессоры с архитектурой RISC. Reduced Instruction Set Computer, то есть однородные инструкции для компьютера. В микропроцессорах, которые имеют подобную архитектуру, выделяют следующее отличительные свойства:

невозможность использовать одинаковые программы в CISC;

нагрузка команд на оперативное запоминающее устройство, заметно сокращена;

регулирование работы программы на RISC сложнее, чем на CISC;

микропроцессоры с подобной архитектурой могут обладать низкой тактовой частотой, несмотря на своё быстродействие, а также сравнительно маленькой степенью интеграции больших интегральных схем;

применение упрощённого типа системы определённых команд: один и тот же формат с упрощённой кодировкой, а также данные в оперативно запоминающем устройстве в регистр микропроцессора и обратно, перемещаются посредством загрузочных инструкций [4].

Архитектура MISC. Multipurpose Instruction Set Computer – многоцелевые инструкции для компьютера. Данная архитектура своеобразная попытка совместить в себе свойства двух других архитектур CISC и RISC.

Архитектура состоит из двух частей: основная и расширяемая.

Отличительные характеристики:

основная часть данной архитектуры базируется на архитектуре RISC;

на расширяемой части находится подключенное постоянное запоминающее устройство микропрограммного управления [8].

Данная система приобретает свойства архитектуры CISC. Работа основных команд производится на базисе, предоставляемом на RISC. Помимо этого существует специальное расширение, которое способствует созданию микропрограмм. Базис архитектуры RISC реализует выполнение команд за один такт, а расширение использует сложный набор различных команд.

Благодаря постоянному запоминающему устройству исключён случай компиляции с высокоуровневого языка программирования кода операции, уже дешифрированным и открытым для программиста.

РАЗРАБОТКА КОНЦЕПТУАЛЬНОЙ МОДЕЛИ БАЗЫ ДАННЫХ

Разработанная база данных предназначена для хранения информации о микропроцессорах. Следовательно, необходимо выделить следующие составляющие: типы, характеристики, названия, производители, область применения. Таблица, содержащая в себе общую информацию – МП(микропроцессоры).

Выделим отмеченные составляющие. Полученную модель представим в виде ER – диаграммы, рисунок 1.

Рисунок 1 – ER – диаграмма

ЛОГИЧЕСКОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ БАЗЫ ДАННЫХ

С целью разработки базы данных выбрана система управления базами данных Microsoft Access.

Учитывая все ограничения и используемые типы данных, которые участвуют в реализации и присутствующие в MS Access, выделим следующие требования к таблицам, таблица 1 – 6.

Таблица 1 – Требования к таблице «Типы»

Имя поля	Тип данных	Ограничение
Код типа	Счётчик	Длинное целое
Название	Текстовый	Размер поля - 50

Таблица 2 – Требования к таблице «Производители»

Имя поля	Тип данных	Ограничение
Код типа	Счётчик	Длинное целое
Название	Текстовый	Размер поля - 255

Таблица 3 – Требования к таблице «Область применения»

Имя поля	Тип данных	Ограничение
Код типа	Счётчик	Длинное целое
Название	Текстовый	Размер поля - 50

Таблица 4 – Требования к таблице «Название»

Имя поля	Тип данных	Ограничение
Код типа	Счётчик	Длинное целое
Название	Текстовый	Размер поля - 255

Таблица 5 – Требования к таблице «Типы»

Имя поля	Тип данных	Ограничение
Код типа	Счётчик	Длинное целое
Название	Текстовый	Размер поля - 50

Таблица 6 – Требования к таблице «МП»

Имя поля	Тип данных	Ограничение
Код	Счётчик	Ключевое поле
Тип	Числовой	Размер поля – длинное целое
Название	Числовой	Размер поля – длинное целое
Производитель	Числовой	Размер поля – длинное целое
Область применения	Числовой	Размер поля – длинное целое
Характеристики	Текстовый	Размер поля – длинное целое
Цена	Денежный	Обязательное поле - да

Преобразуем построенную ER – диаграмму в схему данных, рисунок 2.

Рисунок 2 – Схема базы данных

ФИЗИЧЕСКОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ БАЗЫ ДАННЫХ

4.1 Разработка таблиц

Применяя режим «Конструктор» создаём таблицы, рисунок 3- 8.

Рисунок 3 – Таблица «Типы»

Рисунок 4 – Таблица «Название»

Рисунок 5 – Таблица «Производитель»

Рисунок 6 – Таблица «Область применения»

Рисунок 7 – Таблица «Характеристики»

Рисунок 8 – Таблица «Микропроцессоры»

4.2 Создание схемы данных

Устанавливаем связи между таблицами, которые используются в базе данных, Тип – МП, Название – МП, Характеристики – МП, Производитель – МП, Область применения – МП, выбираем связь один ко многим. Данная связь используется очень часто. Далее связываем таблицы между собой. При создании данной схемы выбираем следующие свойства: Обеспечение целостности данных, Каскадное обновление связанных полей, Каскадное удаление связанных полей. В итоге получаем готовую схему данных, рисунок 9.

Рисунок 9 – Схема данных

4.3 Создание форм

Формы отображают табличные данные, дают возможность управлять ими, просматривать и использовать для ввода.

MS Access предоставляет пользователю возможность использовать в формах изображения, кнопки и так далее.

Главная задача форм:

работа с данными: ввода новых данных, редактирование существующих, удаление данных;

поиск данных.

К каждой таблице создаём форму. Для этого переходим в раздел “Создание” и нажимаем на кнопку «Форма», рисунок 10 – 15.

Рисунок 10 – Создание формы «Типы»

Рисунок 11 – Создание формы «Название»

Рисунок 12 – Создание формы «Производитель»

Рисунок 13 – Создание формы «Область применения»

Рисунок 14 – Создание формы «Характеристики»

Рисунок 15 – Создание формы «Микропроцессоры»

Следующее, создание главной кнопочной формы, которая позволяет осуществлять переход к другим составляющим базы данных, рисунок 16.

Рисунок 16 – Создание кнопочной формы «ГЛАВНАЯ ФОРМА»

4.4 Создание запросов

Запросы в MS Access – это инструмент выборки, обновления и обработки данных в таблицах базы данных. MS Access в соответствии с правилами реляционных баз данных для применения запросов использует язык структурированных запросов SQL (Structured Query Language). При помощи инструкций языка SQL создаётся любой запрос в MS Access.

В Access может быть создано несколько видов запроса:

запрос на выборку – производит выбор данных из одной таблицы или запроса, или нескольких взаимосвязанных таблиц и других запросов. Основной результат - таблица, существующая до закрытия запроса. Формирование записей таблицы результата производится в соответствии с заданными условиями отбора и при использовании нескольких таблиц путем объединения их записей;

запрос на создание таблицы – производит выбор данных из взаимосвязанных таблиц и других запросов, но, в отличие от запроса на выборку, результат сохраняет в новой постоянной таблице;

запросы на обновление, добавление, удаление - являются запросами действия, в результате выполнения которых изменяются данные в таблицах.

Для создания запросов заходим в раздел “Создание” и нажимаем кнопку “Конструктор запросов”.

Запрос за выбор названий микропроцессоров по заданному типу, рисунок 17, а также его результат, рисунок 18.

Рисунок 17 – Запрос на тип микропроцессора

Рисунок 18 – Результат запроса на тип микропроцессора

Запрос на вычисление средней цены микропроцессоров, рисунок 19, его результат – рисунок 20.

Рисунок 19 – Запрос на вычисление средней цены

Рисунок 20 – Результат запроса на вычисление средней цены

Запрос на количество типов, рисунок 21, а его результат, рисунок 22.

Рисунок 21 – Запрос на количество типов

Рисунок 22 – Результат запроса на количество типов

Создание запроса на сортирование микропроцессоров по области применения, рисунок 23, а его результат, рисунок 24.

Рисунок 23 – Запрос на распределение по области применения

Рисунок 24 – Результат запроса на распределение по области

Создание запроса на подсчёт микропроцессоров по характеристикам, рисунок 25, а его результат, рисунок 26.

Рисунок 25 – Создание запроса на подсчёт по характеристикам

Рисунок 26 – Результат запроса на подсчёт по характеристикам

Создание запроса на цену микропроцессоров более 1500 рублей, рисунок 27, а его результат, рисунок 28.

Рисунок 27 – Запрос на цену более 1500 рублей

Рисунок 28 – Результат запроса на цену более 1500 рулей

Создание запроса на сортирование микропроцессоров по характеристикам, рисунок 29, а его результат, рисунок 30.

Рисунок 29 – Запрос на сортирование по характеристикам

Рисунок 30 – Результат запроса на сортирование по характеристикам

4.5 Создание отчётов

Отчет -это объект базы данных, использующийся для вывода на экран, в печать или файл структурированной информации. Отчёты позволяют извлечь из таблиц или запросов базы данных необходимую информацию и представить ее в виде удобном для восприятия. Создание отчётов, рисунок 31 – 34.

Рисунок 31 – Отчёт по средней цене

Рисунок 32 – Отчёт по характеристикам и производителям

Рисунок 33 – Отчёт по цене на микропроцессоры

Рисунок 34 – Отчёт на возрастание цены

4.6 Создание макросов

Реализация создания макросов в MicrosoftAccess, рисунок 35.

Рисунок 35 – Макросы

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Цель курсовой работы - создание базы данных на тему “Микропроцессоры”.

Для начала были созданы таблицы, которые хранят данные о производителях, названиях, характеристиках, областях применения и стоимости микропроцессоров. На основе таблиц были созданы запросы и формы. Запросы позволяют производить поиск данных, а редактирование, добавление данных можно проводить в созданных формах. На основе запросов были созданы отчёты, позволяющие выводить информацию на бумажный носитель.

Данная работа позволила облегчить структурирование данных о микропроцессорах, а также автоматизировать составление отчётов, запросов и форм с учётом таких критериев как: производитель, характеристика, тип, название, область применения.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

Кузин, А.В. Базы данных: Учебное пособие для студ. высш. учеб. заведений / А.В. Кузин, С.В. Левонисова. - М.: ИЦ Академия, 2012. - 200 c.

Советов, Б.Я. Базы данных: теория и практика: Учебник для бакалавров / Б.Я. Советов, В.В. Цехановский, В.Д. Чертовской. - М.: Юрайт, 2013. - 255 c.

Голицына, О.Л. Базы данных / О.Л. Голицына, Н.В. Максимов, И.И. Попов. - М.: Форум, 2004. - 158 c

Карпова, И.П. Базы данных: Учебное пособие / И.П. Карпова. - СПб.: Питер, 2013. - 255 c.

Кошелев, В.Е. Базы данных в ACCESS 2007: Эффективное использование / В.Е. Кошелев. - М.: Бином-Пресс, 2009. - 501 c.

Агальцов, В.П. Базы данных. В 2-х т. Т. 2. Распределенные и удаленные базы данных: Учебник / В.П. Агальцов. - М.: ИД ФОРУМ, НИЦ ИНФРА-М, 2013. - 180 c.

Пирогов, В.Ю. Информационные системы и базы данных: организация и проектирование: Учебное пособие / В.Ю. Пирогов. - СПб.: БХВ-Петербург, 2009. - 229 c.

Советов, Б.Я. Базы данных: теория и практика: Учебник для бакалавров / Б.Я. Советов, В.В. Цехановский, В.Д. Чертовской. - М.: Юрайт, 2013. - 302 c.

Кузин, А.В. Базы данных: Учебное пособие для студ. высш. учеб. заведений / А.В. Кузин, С.В. Левонисова. - М.: ИЦ Академия, 2012. - 193 c.

Кошелев, В.Е. Базы данных в ACCESS 2007: Эффективное использование / В.Е. Кошелев. - М.: Бином-Пресс, 2009. - 358 c.

Код для цитирования: Скопировать