3 какой процесс называется циклом обработки данных процессора

Обновлено: 24.11.2024

Целью этого модуля является обсуждение того, как инструкция выполняется в процессоре, и реализация пути данных на примере архитектуры MIPS.

Характеристики архитектуры MIPS в первую очередь приведены ниже:

• Выровнены 32-битные байтовые адреса — MIPS использует 32 выровненных би-адреса.

• Адресация со смещением только для загрузки/сохранения — это ISA для загрузки/сохранения или ISA для регистрации/регистрации, где только инструкции загрузки и сохранения используют операнды памяти. Все остальные инструкции используют только регистровые операнды. Режим адресации, используемый для операндов памяти, представляет собой адресацию со смещением, когда смещение должно быть добавлено к содержимому базового регистра, чтобы получить эффективный адрес.

• Стандартные типы данных — ISA поддерживает все стандартные типы данных.

• 32 GPR — имеется 32 регистра общего назначения, причем регистр R0 всегда имеет 0.

• 32 FPR — имеется 32 регистра с плавающей запятой.

• Регистр состояния FP — имеется регистр состояния с плавающей запятой.

• Нет кодов условий — архитектура MIPS не поддерживает коды условий.

• Режимы адресации. Поддерживаются следующие режимы адресации: Немедленный, Смещение и Регистровый режим (используется только для ALU)

3 формата с фиксированной длиной — поддерживаются 3 32-битных формата инструкций. Они показаны ниже на рис. 8.1.

Инструкции по обращению к памяти загружают слово (lw) и сохраняют слово (sw)
Арифметико-логические инструкции add, sub, and, or, и slt
Инструкции перехода равны (beq) и перехода (j) будут рассмотрены в конце.

Это подмножество не включает все целочисленные инструкции (например, отсутствуют команды сдвига, умножения и деления), а также инструкции с плавающей запятой. Однако будут проиллюстрированы ключевые принципы, используемые при создании пути данных и разработке элемента управления. Выполнение остальных инструкций аналогично. Ключевые принципы проектирования, которые мы рассмотрели ранее, можно проиллюстрировать, взглянув на реализацию, например, общие рекомендации «Сделайте обычный случай быстрым» и «Простота способствует регулярности». Кроме того, большинство концепций, используемых для реализации подмножества MIPS, представляют собой те же основные идеи, которые используются для создания широкого спектра компьютеров, от высокопроизводительных серверов до микропроцессоров общего назначения и встроенных процессоров.

Когда мы смотрим на цикл команд любого процессора, он должен включать следующие операции:

Выбрать инструкцию из памяти
Расшифровать инструкцию
Получить операнды
Выполнить инструкцию
Запишите результат

Мы подробно рассмотрим каждый из этих шагов для подмножества инструкций. Многое из того, что нужно сделать для реализации этих инструкций, одинаково, независимо от конкретного класса инструкции. Для каждой инструкции первые два шага выборки и декодирования инструкции идентичны:

Отправить программный счетчик (ПК) в программную память, содержащую код, и получить инструкцию
Читать один или два регистра, используя поля спецификатора регистра в инструкции. Для инструкции load word нам нужно прочитать только один регистр, но большинство других инструкций требуют, чтобы мы читали два регистра. Поскольку MIPS использует формат фиксированной длины со спецификаторами регистров в одном и том же месте, регистры можно читать независимо от инструкции.

После этих двух шагов действия, необходимые для выполнения инструкции, зависят от типа инструкции. Для каждого из трех классов инструкций, арифметических/логических, обращения к памяти и переходов, действия в основном одинаковы. Даже в разных классах обучения есть некоторые сходства. Например, все классы инструкций, кроме перехода, используют арифметико-логическое устройство, АЛУ после чтения регистров. Инструкции загрузки/сохранения ссылки на память используют АЛУ для эффективного вычисления адреса, арифметические и логические инструкции для выполнения операции и ветви для оценки условия, которое здесь является сравнением. Как мы видим, простота и регулярность набора инструкций упрощает реализацию, делая выполнение многих классов инструкций похожим. После использования ALU действия, необходимые для выполнения различных классов инструкций, различаются. Инструкция обращения к памяти должна получить доступ к памяти. Для инструкции загрузки необходимо выполнить чтение памяти. Для инструкции сохранения необходимо выполнить запись в память. Арифметико-логическая инструкция должна записать данные из АЛУ обратно в регистр. Инструкция загрузки также должна записывать данные, извлеченные из памяти, в регистр.Наконец, для инструкции ветвления нам может потребоваться изменить адрес следующей инструкции на основе сравнения. Если условие сравнения не выполняется, ПК следует увеличить на 4, чтобы получить адрес следующей инструкции. Если условие истинно, новый адрес необходимо будет обновить на ПК. На рис. 8.2 ниже представлен обзор ЦП.

Однако там, где у нас есть две возможности ввода, мы не можем соединять провода вместе.

Мы должны использовать мультиплексоры, как показано ниже на рисунке 8.3.

Нам также необходимо включить необходимые управляющие сигналы. На рис. 8.4 ниже показан путь данных, а также линии управления для основных функциональных блоков. Блок управления принимает инструкцию в качестве входных данных и определяет, как установить линии управления для функциональных блоков и двух мультиплексоров. Третий мультиплексор, определяющий, записывается ли в ПК адрес назначения ПК+4 или переход, устанавливается на основе нулевого выхода АЛУ, который используется для выполнения сравнения перехода по инструкции равенства. Регулярность и простота набора инструкций MIPS означает, что можно использовать простой процесс декодирования, чтобы определить, как установить линии управления.

Вкратце расскажу об основах логического проектирования. Все вы знаете, что информация закодирована в двоичном виде: низкое напряжение = 0, высокое напряжение = 1, и на каждый бит приходится один провод. Многобитовые данные кодируются на многопроводных шинах. Комбинационные элементы работают с данными, а результат является функцией ввода. В случае элементов состояния (последовательных) они хранят информацию, а выход является функцией как входов, так и сохраненных данных, то есть предыдущих входов. Примерами комбинационных элементов являются вентили И, вентили исключающее ИЛИ и т. д. Примером последовательного элемента является регистр, хранящий данные в цепи. Он использует тактовый сигнал, чтобы определить, когда обновить сохраненное значение, и срабатывает по фронту.

Теперь мы обсудим реализацию пути данных. Путь данных состоит из элементов, которые обрабатывают данные и адреса в ЦП — регистры, АЛУ, мультиплексоры, память и т. д. Мы будем строить путь данных MIPS постепенно. Мы построим базовую модель и будем ее дорабатывать.

Часть ЦП, которая выполняет операцию выборки инструкций, показана на рис. 8.5.

Как упоминалось ранее, ПК используется для обращения к памяти инструкций для получения инструкции. В то же время значение ПК также подается в блок сумматора и добавляется к 4, так что ПК+4, который является адресом следующей инструкции в MIPS, записывается в ПК, что делает его готовым для следующей инструкции. получить.

Следующий шаг — декодирование инструкции и выборка операнда. В случае MIPS выполняется декодирование и одновременно считывается регистровый файл. 32 регистра общего назначения процессора хранятся в структуре, называемой регистровым файлом. Файл регистров — это набор регистров, в котором любой регистр может быть прочитан или записан путем указания номера регистра в файле.

Инструкции R-формата имеют три регистровых операнда, и нам нужно будет прочитать два слова данных из файла регистров и записать одно слово данных в файл регистров для каждой инструкции. Для каждого слова данных, которое должно быть прочитано из регистров, нам нужен ввод в файл регистров, который указывает номер регистра, который нужно прочитать, и вывод из файла регистров, который будет содержать значение, которое было прочитано из регистров. Чтобы записать слово данных, нам потребуются два входа: один для указания номера регистра для записи и один для ввода данных для записи в регистр. 5-битные спецификаторы регистров указывают на один из 32 регистров, которые будут использоваться.

Файл регистров всегда выводит содержимое любых номеров регистров, находящихся на входах регистра чтения. Запись, однако, контролируется сигналом управления записью, который должен быть установлен, чтобы запись происходила на фронте тактового сигнала. Таким образом, нам нужно всего четыре входа (три для номеров регистров и один для данных) и два выхода (оба для данных), как показано на рис. 8.6. Входные данные регистра имеют ширину 5 бит, чтобы указать один из 32 регистров, тогда как вход данных и две шины вывода данных имеют ширину 32 бита каждая.

После того, как содержимое двух регистров считано, следующим шагом будет передача этих двух данных в АЛУ и выполнение требуемой операции в соответствии с решением блока управления и управляющими сигналами.Это может быть сложение, вычитание или любой другой тип операции, в зависимости от кода операции. Таким образом, АЛУ принимает два 32-битных входа и выдает 32-битный результат, а также 1-битный сигнал, если результат равен 0. Управляющие сигналы будут обсуждаться в следующем модуле. А пока предположим, что соответствующие управляющие сигналы каким-то образом генерируются.

Та же самая арифметическая или логическая операция с непосредственным операндом и регистровым операндом использует формат инструкции I-типа. Здесь Rs формирует один из исходных операндов, а непосредственный компонент формирует второй операнд. Эти два должны быть переданы в ALU. До этого 16-битный непосредственный операнд расширяется по знаку, чтобы сформировать 32-битный операнд. Это расширение знака выполняется модулем расширения знака.

Далее мы рассмотрим инструкции MIPS для загрузки слова и сохранения слова, которые имеют общую форму lw $t1,offset_value($t2) или sw $t1,offset_value ($t2). Эти инструкции вычисляют адрес памяти, добавляя базовый регистр $t2 к 16-битному полю смещения со знаком, содержащемуся в инструкции. Если инструкция является сохранением, сохраняемое значение также должно быть прочитано из регистрового файла, где оно находится в $t1. Если инструкция является загрузкой, значение, считанное из памяти, должно быть записано в регистровый файл в указанном регистре, который равен $t1. Таким образом, нам понадобится и регистровый файл, и АЛУ. Кроме того, модуль расширения знака расширяет 16-битное поле смещения в инструкции до 32-битного значения со знаком. Следующей операцией для операций загрузки и сохранения является доступ к памяти данных. Блок памяти данных должен быть прочитан для команды загрузки, а память данных должна быть записана для инструкции сохранения; следовательно, он имеет сигналы управления чтением и записью, адресный вход, а также вход для записи данных в память. Рисунок 8.7 выше иллюстрирует все это.

Инструкция перехода на равенство имеет три операнда, два регистра, которые сравниваются на равенство, и 16-битное смещение, используемое для вычисления целевого адреса перехода относительно адреса инструкции перехода. Его форма beq $t1, $t2, offset. Чтобы реализовать эту инструкцию, мы должны вычислить целевой адрес ветвления, добавив поле смещения, дополненное знаком, к PC. Архитектура набора инструкций определяет, что базой для вычисления адреса перехода является адрес инструкции, следующей за переходом. Поскольку мы уже вычислили PC + 4, адрес следующей инструкции, в пути данных выборки инструкции, это значение легко использовать в качестве основы для вычисления целевого адреса перехода. Кроме того, поскольку границы слов имеют 2 младших бита в виде нулей, а целевые адреса ветвления должны начинаться с границ слов, поле смещения сдвигается влево на 2 бита. В дополнение к вычислению целевого адреса ветвления мы также должны определить, является ли следующая инструкция инструкцией, которая следует последовательно, или инструкцией по целевому адресу ветвления. Это зависит от оцениваемого состояния. Когда условие истинно (т. е. операнды равны), целевой адрес ветки становится новым ПК, и мы говорим, что ветка принята. Если операнды не равны, увеличенный PC должен заменить текущий PC (так же, как и для любой другой нормальной инструкции); в этом случае мы говорим, что ветвь не взята.

Таким образом, путь данных ветки должен выполнять две операции: вычислять целевой адрес ветки и сравнивать содержимое регистра. Это показано на рис. 8.8. Для вычисления целевого адреса ответвления путь данных ответвления включает модуль расширения знака и сумматор. Чтобы выполнить сравнение, нам нужно использовать регистровый файл для предоставления двух регистровых операндов. Поскольку АЛУ обеспечивает выходной сигнал, указывающий, был ли результат равен 0, мы можем отправить два регистровых операнда в АЛУ с управляющим набором для выполнения вычитания. Если установлен нулевой сигнал из блока АЛУ, мы знаем, что эти два значения равны. Хотя выход Zero всегда сигнализирует, если результат равен 0, мы будем использовать его только для реализации проверки равенства ветвей. Позже мы покажем, как именно подключить управляющие сигналы АЛУ для использования в тракте данных.

Теперь, когда мы изучили компоненты пути данных, необходимые для отдельных классов инструкций, мы можем объединить их в один путь данных и добавить элемент управления для завершения реализации. Комбинированный путь данных показан на рис. 8.9 ниже.

Простейший путь данных может попытаться выполнить все инструкции за один такт.Это означает, что ни один ресурс пути данных не может использоваться более одного раза для каждой инструкции, поэтому любой элемент, необходимый более одного раза, должен быть продублирован. Поэтому нам нужна память для инструкций, отдельная от памяти для данных. Хотя некоторые функциональные блоки необходимо дублировать, многие элементы могут совместно использоваться различными потоками команд. Чтобы разделить элемент пути данных между двумя разными классами инструкций, нам может потребоваться разрешить несколько подключений к входу элемента, используя мультиплексор и управляющий сигнал для выбора среди нескольких входов. При добавлении мультиплексоров мы должны отметить, что хотя операции арифметических/логических (R-типа) инструкций и пути данных инструкций, связанных с памятью, очень похожи, существуют определенные ключевые различия.

Инструкции R-типа используют два регистровых операнда, поступающих из файла регистров. Инструкции памяти также используют АЛУ для вычисления адреса, но вторым входом является расширенное знаком 16-битное поле смещения из инструкции.
Значение, хранящееся в регистре назначения, поступает из АЛУ для инструкции R-типа, тогда как данные поступают из памяти для загрузки.

Чтобы создать путь данных с общим файлом регистров и АЛУ, мы должны поддерживать два разных источника для второго входа АЛУ, а также два разных источника для данных, хранящихся в файле регистров. Таким образом, один мультиплексор необходимо разместить на входе АЛУ, а другой на входе данных в регистровый файл, как показано на рис. 8.10.

Мы обсудили отдельные инструкции — арифметические/логические, связанные с памятью и ветвления. Теперь мы можем объединить все части, чтобы создать простой путь данных для архитектуры MIPS, добавив путь данных для выборки инструкций, путь данных из инструкций R-типа и памяти и путь данных для ветвей. На рисунке ниже показан путь данных, который мы получаем, объединяя отдельные части. Инструкция ветвления использует основное АЛУ для сравнения операндов регистров, поэтому мы должны оставить сумматор, показанный ранее, для вычисления целевого адреса ветвления. Дополнительный мультиплексор требуется для выбора либо последовательно следующего адреса инструкции, ПК + 4, либо целевого адреса перехода для записи в ПК.

Подводя итог, мы рассмотрели этапы выполнения полной инструкции с MIPS в качестве примера. Мы постепенно построили путь данных для арифметических/логических инструкций, инструкций загрузки/сохранения и инструкции ветвления. Реализация инструкции перехода к пути данных и реализация пути управления будут обсуждаться в следующем модуле.

Веб-ссылки/вспомогательные материалы

Компьютерная организация и дизайн — аппаратно-программный интерфейс, Дэвид А. Паттерсон и Джон Л. Хеннесси, 4-е издание, Морган Кауфманн, Elsevier, 2009 г.
Computer Organization, Carl Hamacher, Zvonko Vranesic and Safwat Zaky, 5th. Edition, McGraw-Hill Higher Education, 2011.

Выполнение полной инструкции — реализация Datapath доктором А. П. Шанти распространяется под лицензией Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License, если не указано иное.

Независимо от того, используете ли вы Интернет для изучения определенной темы, совершения финансовых транзакций в Интернете, заказа еды и т. д., данные генерируются каждую секунду. Использование социальных сетей, онлайн-покупок и сервисов потокового видео увеличило объем данных. По оценкам исследования Domo, в 2020 году каждую секунду создается 1,7 МБ данных для каждого человека на планете. Чтобы использовать такой огромный объем данных и получать ценную информацию, в игру вступает обработка данных.

Двигаясь вперед, давайте разберемся, что такое обработка данных.

Что такое обработка данных?

Данные в необработанном виде бесполезны для любой организации. Обработка данных — это метод сбора необработанных данных и преобразования их в полезную информацию. Обычно это выполняется в виде пошагового процесса командой специалистов по данным и инженеров по данным в организации. Необработанные данные собираются, фильтруются, сортируются, обрабатываются, анализируются, сохраняются, а затем представляются в удобном для чтения формате.

Обработка данных необходима организациям для разработки более эффективных бизнес-стратегий и повышения их конкурентоспособности. Преобразовывая данные в удобочитаемый формат, такой как графики, диаграммы и документы, сотрудники всей организации могут понимать и использовать данные.

Последипломная программа по инженерии данных

Теперь, когда мы поняли, что такое обработка данных, давайте разберемся с ее циклическим процессом.

Цикл обработки данных

Цикл обработки данных состоит из ряда шагов, на которых необработанные данные (входные данные) передаются в процесс (ЦП) для получения практических выводов (выходных данных). Каждый шаг выполняется в определенном порядке, но весь процесс повторяется циклически. Выходные данные первого цикла обработки данных можно сохранить и использовать в качестве входных данных для следующего цикла.

Рис. Цикл обработки данных (источник)

Как правило, цикл обработки данных состоит из шести основных этапов:

Шаг 1. Сбор

Шаг 2. Подготовка

Подготовка или очистка данных — это процесс сортировки и фильтрации необработанных данных для удаления ненужных и неточных данных. Исходные данные проверяются на наличие ошибок, дублирования, просчетов или отсутствующих данных и преобразуются в подходящую форму для дальнейшего анализа и обработки. Это делается для того, чтобы в процессор поступало только данные самого высокого качества.

Шаг 3: ввод

На этом этапе необработанные данные преобразуются в машиночитаемую форму и передаются в процессор. Это может быть ввод данных с помощью клавиатуры, сканера или любого другого источника ввода.

Шаг 4. Обработка данных

На этом этапе необработанные данные подвергаются различным методам обработки с использованием алгоритмов машинного обучения и искусственного интеллекта для получения желаемого результата. Этот шаг может немного отличаться от процесса к процессу в зависимости от источника обрабатываемых данных (озера данных, онлайн-базы данных, подключенные устройства и т. д.) и предполагаемого использования выходных данных.

Шаг 5. Вывод

Данные, наконец, передаются и отображаются пользователю в удобочитаемой форме, такой как графики, таблицы, векторные файлы, аудио, видео, документы и т. д. Эти выходные данные могут быть сохранены и обработаны в следующем цикле обработки данных.

Шаг 6. Хранение

Последним этапом цикла обработки данных является хранение, где данные и метаданные сохраняются для дальнейшего использования. Это обеспечивает быстрый доступ и извлечение информации, когда это необходимо, а также позволяет напрямую использовать ее в качестве входных данных в следующем цикле обработки данных.

Бесплатный курс: Разработчик больших данных Hadoop и Spark

Теперь, когда мы узнали, что такое обработка данных и ее цикл, теперь мы можем рассмотреть типы.

Типы обработки данных

Существуют различные типы обработки данных в зависимости от источника данных и шагов, предпринимаемых блоком обработки для создания выходных данных. Не существует универсального метода обработки необработанных данных.

Данные собираются и обрабатываются пакетами. Используется для больших объемов данных.

Например: система начисления заработной платы

Данные обрабатываются в течение нескольких секунд после ввода. Используется для небольших объемов данных.

Например: снятие денег в банкомате

Данные автоматически загружаются в ЦП, как только они становятся доступными. Используется для непрерывной обработки данных.

Например: сканирование штрих-кода

Данные разбиваются на кадры и обрабатываются с использованием двух или более ЦП в рамках одной компьютерной системы. Также называется параллельной обработкой.

Например: прогноз погоды

Выделяет компьютерные ресурсы и данные во временных интервалах нескольким пользователям одновременно.

Методы обработки данных

Существует три основных метода обработки данных: ручной, механический и электронный.

Ручная обработка данных

В этом методе обработки данные обрабатываются вручную. Весь процесс сбора данных, фильтрации, сортировки, расчета и других логических операций выполняется с участием человека без использования какого-либо другого электронного устройства или программного обеспечения для автоматизации. Это недорогой метод, практически не требующий инструментов, но приводящий к большому количеству ошибок, высоким трудозатратам и большим затратам времени.

Механическая обработка данных

Данные обрабатываются механически с помощью устройств и машин. Это могут быть простые устройства, такие как калькуляторы, пишущие машинки, печатный станок и т. д. С помощью этого метода можно выполнять простые операции обработки данных. Он дает гораздо меньше ошибок, чем ручная обработка данных, но увеличение объема данных сделало этот метод более сложным и трудным.

Изучайте науку о данных с помощью R БЕСПЛАТНО

Электронная обработка данных

Данные обрабатываются современными технологиями с использованием программного обеспечения и программ для обработки данных. Программному обеспечению дается набор инструкций для обработки данных и получения вывода. Этот метод является самым дорогим, но обеспечивает самые высокие скорости обработки с высочайшей надежностью и точностью вывода.

Примеры обработки данных

Обработка данных происходит в нашей повседневной жизни независимо от того, знаем мы об этом или нет. Вот несколько реальных примеров обработки данных:

Программное обеспечение для торговли акциями, которое преобразует миллионы данных об акциях в простой график.
Компания, занимающаяся электронной торговлей, использует историю поиска клиентов, чтобы рекомендовать похожие товары.
Компания, занимающаяся цифровым маркетингом, использует демографические данные людей для разработки стратегии кампаний с учетом местоположения.
Автономный автомобиль использует данные датчиков в режиме реального времени, чтобы определять, есть ли на дороге пешеходы и другие автомобили.

Это все, что касается статьи о том, что такое обработка данных.

Хотите начать карьеру инженера по работе с большими данными? Посетите учебный курс для инженеров по работе с большими данными и получите сертификат.

Что вы можете сделать дальше

Данные содержат много полезной информации для организаций, исследователей, учреждений и отдельных пользователей. С увеличением объема данных, генерируемых каждый день, возникает потребность в большем количестве ученых и инженеров данных, которые помогут понять эти данные. Сертификационный курс Simplilearn Data Engineering Certification Course в сотрудничестве с IBM и Университетом Purdue предлагает высочайший уровень обучения, который поможет вам овладеть важнейшими навыками обработки данных. Эта программа, основанная на академическом превосходстве Университета Пердью в области инженерии данных и практическом опыте обучения IBM, поможет ускорить вашу карьеру в качестве специалиста по обработке данных.

Надеюсь, вам понравилась статья «что такое обработка данных». В случае сомнений задавайте свои вопросы в разделе комментариев.

Найдите наш онлайн-учебный курс для аспирантов по инженерии данных в лучших городах:

< tr>

Имя	Дата	Место
Программа последипломного образования в Data Engineering	Когорта начинается 5 апреля 2022 г., Группа выходного дня	Ваш город	Подробнее
Программа последипломного образования в области инженерии данных	Когорта начинается 19 апреля 2022 г., группа выходного дня	Ваш город	Просмотреть подробности< /td>
Программа последипломного образования в области инженерии данных	Когорта начинается 6 мая 2022 г., Группа выходного дня	Ваш город	Подробнее

Об авторе

Никита Дуггал

Никита Дуггал — увлеченный цифровой кочевник, специализирующийся на английском языке и литературе, знаток слов, который любит писать о бушующих технологиях, цифровом маркетинге и карьерных загадках.

Точность компьютерного вывода имеет решающее значение. Как говорится мусор в мусор выходит (GIGO), точность данных, введенных в компьютер, напрямую определяет точность выдаваемой информации.

Некоторые из ошибок, которые влияют на точность ввода данных и вывода информации, включают

Транскрипция,
Вычисления и
Алгоритм или логические ошибки.

2.Ошибки транскрипции.

Происходит во время ввода данных. К таким ошибкам относятся ошибки чтения и транспонирования.
Ошибки чтения
Вызваны неправильным чтением источника пользователем и, следовательно, вводом неправильных значений. Например, пользователь может неправильно прочитать написанную от руки цифру, такую как 589, и вместо этого ввести S89, т. е. перепутать 5 с S.

Ошибки транспонирования
Результаты формируют неправильное расположение символов, т. е. размещение символов в неправильном порядке. Например, пользователь может ввести 396 вместо 369.
Эти ошибки можно избежать, используя современные устройства захвата, такие как устройства для считывания штрих-кода, цифровые камеры и т. д., которые вводят данные с минимальным вмешательством пользователя.

Ошибки округления
Результаты увеличения или уменьшения цифры действительного числа до необходимого округленного числа. например, чтобы округлить 30,666 до одного десятичного знака, мы повышаем первую цифру после запятой, если ее последующая цифра больше или равна пяти. В этом случае преемником является 6, поэтому 30,666, округленное до одного десятичного знака, равно 30,7. Если преемник меньше пяти, например, 30,635, мы округляем число до 30,6.

Алгоритм или логические ошибки
- Алгоритм – это набор процедурных шагов, которые необходимо выполнить для решения данной проблемы. Алгоритмы используются в качестве инструментов проектирования при написании программ. Неправильно разработанные программы приведут к тому, что программа запустится, но выдаст ошибочный результат. Такие ошибки, возникающие в результате неправильной разработки алгоритма, называются алгоритмическими или логическими ошибками.

Целостность данных относится к точности и полноте данных, введенных в компьютер или полученных из информационной системы. Целостность измеряется с точки зрения точности, своевременности и актуальности данных.

Точность
Означает, насколько близко приближение к фактическому значению. Пока вводятся правильные инструкции и данные, компьютеры эффективно выдают точные результаты.В числах точность действительного числа зависит от числа. Например, 72,1264 точнее, чем 72,13.

Своевременность
Это относительная точность данных по отношению к текущему положению дел, для которого они необходимы.
Это важно, поскольку к данным и информации привязана временная ценность. Если информация получена с опозданием, она может стать бесполезной для пользователя. Например, информация в газете, предназначенная для приглашения людей на встречу или событие, должна быть напечатана до мероприятия, а не позже.

Релевантность
Данные, введенные в компьютер, должны быть релевантными, чтобы получить ожидаемый результат. В этом случае релевантность означает, что введенные данные должны иметь отношение к текущим потребностям обработки и должны соответствовать требованиям цикла обработки. Пользователю также нужна актуальная информация для повседневных операций или принятия решений.

Угроза целостности данных

Угрозы целостности данных можно свести к минимуму следующими способами:
Резервное копирование данных предпочтительно на внешний носитель.
Контролируйте доступ к данным, применяя меры безопасности.
Создавайте пользовательские интерфейсы, сводящие к минимуму вероятность ввода неверных данных.
Использование программного обеспечения для обнаружения и исправления ошибок при передаче данных
Использование устройств, которые напрямую собирают данные из источника, таких как считыватели штрих-кодов, цифровые камеры и оптические сканеры.

Как упоминалось ранее, данные можно обрабатывать вручную, механически и в электронном виде.

Ручная обработка данных

При ручной обработке данных большинство задач выполняется вручную с помощью ручки и бумаги. Например, в загруженном офисе входящие задачи (вход) складываются в «лоток» (выход). При обработке каждой задачи человек использует мозг, чтобы отвечать на запросы.
Обработанная информация из выходного лотка затем распространяется среди людей, которым она нужна, или сохраняется в картотеке.

Механическая обработка данных

Вручную — это громоздко и скучно, особенно при выполнении повторяющихся задач. Механические устройства были разработаны, чтобы помочь в автоматизации ручных задач. Примеры механических устройств включают пишущую машинку, печатный станок и ткацкие станки. Изначально у этих устройств не было электронного интеллекта.

Электронная обработка данных

В течение долгого времени ученые исследовали, как разработать машину или устройства, которые стимулировали бы ту или иную форму человеческого интеллекта при обработке данных и информации. В некоторой степени это стало возможным благодаря развитию электронных программируемых устройств, таких как компьютеры.
Появление микропроцессорной технологии значительно повысило эффективность и возможности обработки данных. Некоторые из устройств, управляемых микропроцессором, включают компьютеры, сотовые (мобильные) телефоны, калькуляторы, топливные насосы, современные телевизоры, стиральные машины и т. д.

Файл можно определить как набор связанных записей, которые содержат полный набор информации об определенном элементе или объекте. Файл можно сохранить вручную в картотеке или в электронном виде на запоминающих устройствах компьютера.
Компьютерное хранилище предлагает гораздо лучший способ хранения информации, чем ручная система хранения, которая в значительной степени опирается на концепцию картотеки.

Некоторые преимущества компьютеризированной файловой системы включают:

информация занимает гораздо меньше места, чем заполнение вручную
обновлять или изменять информацию намного проще
обеспечивает более быстрый доступ к данным и их извлечение.
Повышает целостность данных и уменьшает дублирование.
Это повышает безопасность данных, если принять надлежащие меры для их защиты.

Элементы компьютерного файла

Компьютерный файл состоит из трех элементов: символов, полей и записей.

Персонажи
Символ — это наименьший элемент в компьютерном файле, обозначающий букву, цифру или символ, который может быть введен, сохранен и выведен компьютером. Символ состоит из семи или восьми битов в зависимости от используемой схемы кодирования символов.

Поле
Поле – это один символ или набор символов, представляющий один фрагмент данных. Например, номер приема учащегося является примером поля.

Записи
Запись – это набор связанных полей, представляющих один объект, например в оценочном листе класса сведения о каждом учащемся в строке, такие как номер допуска, имя, общее количество баллов и должность, составляют запись.

Логические и физические файлы

Компьютерные файлы классифицируются как физические или логические.

Логические файлы
Компьютерный файл называется логическим файлом, если он рассматривается с точки зрения того, какой элемент данных он содержит, и сведений о том, какие операции обработки могут быть выполнены с элементами данных. В нем нет конкретной информации о реализации, такой как поле, типы данных, размер и тип файла.

Физические файлы
В отличие от логического файла физический файл рассматривается с точки зрения того, как данные хранятся на носителе и как становятся возможными операции обработки. Физические файлы содержат сведения о реализации, такие как количество символов в поле и тип данных для каждого поля.

Существует множество типов файлов, используемых для хранения данных, необходимых для обработки, ссылки или резервного копирования. Основные распространенные типы файлов обработки включают

Основные файлы,
Транзакция,
Ссылка,
Резервное копирование, отчет и
Сортировать файл.

Основной файл

Мастер-файл — это основной файл, который содержит относительно постоянные записи об определенных элементах или записях. Например, файл клиента будет содержать сведения о клиенте, такие как идентификатор клиента, имя и контактный адрес.

Файл транзакции (движения)

Файл транзакции используется для хранения данных во время обработки транзакции. Позже этот файл используется для обновления основного файла и аудита ежедневных, еженедельных или ежемесячных транзакций. Например, в загруженном супермаркете ежедневные продажи записываются в файл транзакций, а затем используются для обновления файла запасов. Этот файл также используется руководством для проверки ежедневных или периодических транзакций.

Справочный файл

Справочный файл в основном используется для справки или поиска. Поисковая информация — это та информация, которая хранится в отдельном файле, но требуется во время обработки. Например, в терминале торговой точки код товара, введенный вручную или с помощью считывателя штрих-кода, ищет описание и цену товара в справочном файле, хранящемся на устройстве хранения.

Файл резервной копии

Файлы резервных копий используются для хранения копий (резервных копий) данных или информации из фиксированного хранилища компьютеров (жесткий диск). Поскольку файл, хранящийся на жестком диске, может быть поврежден, утерян или случайно изменен, необходимо сохранять копии недавно обновленных файлов. В случае сбоя жесткого диска можно использовать файл резервной копии для восстановления исходного файла.

Файл отчета

Используется для хранения относительно постоянных записей, извлеченных из мастер-файла или сгенерированных после обработки. Например, вы можете получить отчет об уровне запасов, сгенерированный из системы инвентаризации, в то время как копия отчета будет храниться в файле отчета.
Файл сортировки
В нем хранятся данные, упорядоченные в определенном порядке.

Цикл обработки информации в контексте компьютеров и компьютерной обработки состоит из четырех этапов: ввод, обработка, вывод и хранение (IPOS). Однако на некоторых уровнях внутри компьютера некоторые устройства обработки фактически используют только три из этих стадий — ввод, обработку и вывод — без необходимости хранения данных. Каждый из этих этапов играет важную роль в действиях по сбору, анализу и распространению, выполняемых компьютерной системой.

Обработка ввода

Данные должны войти в систему, прежде чем их можно будет обработать либо в сохраненные данные, либо в вывод информации. Этап ввода IPOS обеспечивает средства и механизмы, с помощью которых данные поступают в модель IPOS. Некоторые эксперты считают, что сам процесс ввода можно разделить на целых три этапа: сбор, подготовка и ввод. Однако общее представление об этапе ввода заключается в том, что данные вводятся в систему с помощью некоторого устройства ввода.

Устройство ввода может собирать данные в источнике или точке измерения. Источником данных, вводимых в систему человеком, является клавиатура, микрофон или, возможно, даже движение глаз или другой части тела. Другие формы устройств ввода, такие как термометры, датчики и часы, также соответствуют общему определению устройств ввода. Этап ввода IPOS также можно назвать этапом кодирования.

Обработка данных

После того как данные поступают в модель IPOS, они преобразуются либо в сохраненные данные, либо в информацию.Агент обработки обычно представляет собой некую форму программного обеспечения или микропрограммы, с определенным действием, выполняемым с определенным типом данных. В портативном или настольном компьютере агент обработки обычно активен еще до ввода данных. На самом деле, программное обеспечение для обработки также часто запрашивает данные и управляет процессом их ввода.

Обработка может варьироваться от относительно небольшой и простой до очень большой и сложной. Несмотря на это, единственной целью этапа обработки является преобразование необработанных входных данных в форму, которую можно сохранить для последующего использования или предоставления выходной информации для дальнейшей обработки или интерпретации.

Обработка вывода

Обработка вывода в IPOS отправляет информацию на экран дисплея, принтер, плоттер, динамик или другой носитель, который может интерпретировать человеческое восприятие. Однако этап вывода может сохранять данные в новом формате или преобразовывать обработанные данные во входные данные для другого модуля IPOS. Для большинства пользователей вывод означает либо отображение на экране монитора, либо печатный документ или графику. Вывод также может означать данные, информацию или кодирование.

Обработка хранилища

Стадия хранения IPOS может происходить непосредственно из или в стадии обработки или вывода. Этап хранения может служить этапом псевдоввода или псевдовывода для этапа обработки. На этапе обработки может потребоваться сохранить данные для последующего использования или вызвать ранее сохраненные данные для обработки новых данных с этапа ввода. Выходной каскад может сохранять обработанные данные в качестве информации для отображения другим модулем IPOS при необходимости. На этапе хранения данные или информация хранятся не только на фиксированном носителе данных, таком как жесткий диск, но также могут хранить данные и информацию на съемных носителях, таких как флэш-накопитель, CD-ROM или DVD.

Читайте также: