Трофимова И.П.
'6 Системы обработки и хранения информации: Учеб. для вузов по спец. "Автоматизир. системы обраб. информ. и упр.". — М.: Высш. шк., 1989. -191 с.: ил.
ISBN 5-06-000040-0
Рассматриваются способы организации и хранения данных, процедуры их обработки, а также технические средства, используемые для обработки и хранения данных в автоматизированных информационных системах и автоматизированных банках данных.
ПРЕДИСЛОВИЕ
Решение задачи ускорения научно-технического прогресса невозможно без использования средств вычислительной техники в различных отраслях народного хозяйства. Одним из наиболее важных направлений использования средств вычислительной техники являются автоматизированные информационные системы (АИС), основанные на концепции баз данных.
Первый раздел учебника посвящен рассмотрению общесистемных вопросов. Здесь определяется место системы обработки и хранения информации (СОХИ) в общей структуре информационной системы. Обсуждаются требования, которым должна удовлетворять СОХИ, функционирующая на основе базы данных.
Изучение принципов и методов организации структур данных основывается на знании характеристик и основных принципов функционирования технических средств, работающих в составе современных вычислительных систем, а также принципов организации обмена данными между ними. Поэтому материал, посвященный рассмотрению технических средств ЭВМ (раздел второй), предшествует изложению методов проектирования структур данных и процедур их обработки. Принципы построения и функционирования процессора ЭВМ рассматриваются в процессе решения задачи проектирования процессора ЭВМ с ограниченным набором операций. Это позволяет использовать излагаемый материал в качестве примера для курсового проектирования. Большое внимание уделяется рассмотрению устройств внешней памяти ЭВМ и используемых в них носителей информации как среды для непосредственного хранения данных. Изложение материала дается на базе ЕС ЭВМ и СМ ЭВМ.
Устройства подготовки и ввода — вывода данных, средства воспроизведения и отображения информации, а также средства обмена и передачи информации являются предметом рассмотрения соответствующих дисциплин специальности и в настоящем учебнике не рассматриваются.
В третьем разделе излагаются принципы организации логических структур данных и способы их хранения в памяти ЭВМ. Методы сортировки и поиска данных, а также основные принципы организации документального поиска рассматриваются в четвертом разделе. Здесь же, в главе, посвященной технологическим аспектам процесса обработки информации, рассматриваются средства контроля и повышения достоверности данных.
Материал изложен с учетом того, что студенты уже знакомы с основами алгоритмизации, языками программирования высокого уровня, элементной базой ЭВМ и методами синтеза логических схем.
Автор выражает глубокую признательность рецензентам — кафедре информационной техники Куйбышевского политехнического института им. В.В. Куйбышева, возглавляемой доцентом ЯЯ. Волковым, и начальнику лаборатории ВНИИ ПАС, канд. техн. наук, доц. В.Д. Волкову, а также доц. кафедры информационно-измерительной техники Куйбы-
3
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие......................................... 3
Введение ........................................... 5
Раздел первый. Система обработки и хранения информации - ядро
информационной системы.................. 8
Глава 1. Общая характеристика информационных систем.......... 8
1.1. Разновидности информационных систем............. 8
1.2. Подсистемы автоматизированных информационных систем 12
Глава 2. Системы обработки и хранения информации автоматизированных информационных систем ...................... 15
2.1. Разновидности систем обработки и хранения информации 15
2.2. Эволюция систем обработки и хранения информации..... 18
Раздел второй. Технические средства систем обработки и хранения информации ............................ 22
Глава 3. Типовая структура и принцип функционирования ЭВМ...... 22
3.1. Поколения ЭВМ . . . . '........................ 22
3.2 Типовая структура ЭВМ....................... 25
3.3. Микропрограммное управление.................. 28
3.4. Структура процессора........................ 31
3.5. Операционный автомат........................ 34
3.6. Управляющий автомат........................ 40
Глава 4. Организация памяти ЭВМ......................... 53
4.1. Архитектура машинной памяти.................. 53
4.2. Адресация памяти........................... 56
4.3. Управление памятью.................„........ 58
4.4. Виртуальная память.......................... 60
4.5. Ассоциативная память........................ 63
Глава 5. Система ввода - вывода информации в ЭВМ............. 65
5.1. Средства ввода - вывода информации.............. 65
5.2. Селекторные и мультиплексные каналы............. 67
5.3. Управление вводом - выводом.................. 69
5.4. Интерфейс ввода - вывода...................... 72
Глава 6. Внешние запоминающие устройства ЭВМ............... 74
6.1. Накопители на магнитных лентах................. 74
6.2. Накопители на магнитных дисках................. 76
6.3. Другие устройства внешней памяти................ 79
6.4. Хранение информации на микроносителях ........... 81
Раздел третий. Структуры данных и их хранение в памяти ЭВМ..... 84 .
Глава 7. Представление данных в автоматизированных информационных
системах................................... 84
7.1. Три уровня представления данных в автоматизированных информационных системах..................... 84
7.2. Внутренняя структура записи.................... 86
7.3. Типы структур данных........................ 88
18»
7.4. Последовательное и связанной представления данных в памяти ЭВМ................................ 89
7.5. Элементарные данные них хранение............... 94
Глава 8. Линейные структуры данных и их хранение............ . 97
8.1. Массивы................................. 97
8.2. Стеки.................................. 99
8.3 Очередь.................................. 101
8.4. Таблица................................. Юз
Глава 9. Нелинейные структуры данных и их хранение............ 106
9.1. Графы и деревья............................ 106
9.2. Типы деревьев............................. 108
9.3. Хранение древовидных структур................. 112
9.4. Структуры данных, отображаемые многосвязным списком 115
9.5. Списковые структуры........................ 117
9.6. Способы размещения, основанные на преобразовании кода записи в ее адрес........................; . . . 121
Глава 10. Хранение данных на внешних запоминающих устройствах .... 124
10.1. Особенности организации данных на ВЗУ............ 124
10.2. Типы файлов и режимы их обработки.............. 126
10.3. Последовательный файл...................... 127
10.4. Индексно-последовательный файл................ 129
10.5. Прямойфайл............................. 134
10.6. Библиотечный файл.......................... 136
Раздел четвертый. Процессы обработки информации........... 138
Глава 11. Способы упорядочивания информационных массивов....... J38
11.1. Основные понятия и принципы сортировки.......... J38
11.2. Основные методы сортировки линейных структур данных J41
11.3. Методы сортировки, использующие древовидное представление данных ............................. J46
11.4. Внешняя сортировка........................ 148
11.5 Факторы, учитываемые при выборе метода сортировки ... 150
Глава 12. Поиск информации в массивах..................... 152
12.1. Основные принципы информационного поиска........ 152
12.2. Последовательный поиск...................... 155
12.3. Ускоренные методы поиска.................... 156
12.4 Поиск по двоичному дереву.................... 158
12.5. Метод поиска, использующий прямой доступ к данным . . . 159
12.6. Особенности многоаспектного поиска ............. 160
Глава 13. Справочники................................. 162
13.1. Система справочника......................... 162
13.2. Общий справочник ......................... 163
13.3. Единый справочник......................... 164
13.4. Справочник, основанный на структуре сбалансированного дерева................................. 167
Глава 14. Организация и поиск документальной информации......... 169
14.1. Принцип организации автоматизированного документального поиска.............................. 169
14.2. Критерии выдачи в документальных АИПС.......... 172
14.3. Структуры информационных массивов АИПС........ 174
190
178
Заключение ..................... ........... 186
Список литературы .............. ........ ......... • ......... l87
Словарь терминов .......................
Цена: 150руб.
