Билет 22.

1. Представление данных с помощью модели «сущность-связь», основные элементы модели.

Прежде, чем приступать к созданию системы автоматизированной обработки информации, разработчик должен сформировать понятия о предметах, фактах и событиях, которыми будет оперировать данная система. Для того чтобы привести эти понятия к той или иной модели данных, необходимо заменить их информационными представлениями. Одним из наиболее удобных инструментов унифицированного представления данных, независимого от реализующего его программного обеспечения, является модель "сущность-связь" (entity - relationship model, ER - model).

Модель "сущность-связь" основывается на некой важной семантической (предметной) информации о реальном мире и предназначена для логического представления данных. Она определяет значения данных в контексте их взаимосвязи с другими данными. Из модели "сущность-связь" могут быть порождены все существующие модели данных (иерархическая, сетевая, реляционная, объектная), поэтому она является наиболее общей.

Элементы модели.

Любой фрагмент предметной области может быть представлен как множество сущностей, между которыми существует некоторое множество связей.

Сущность (entity) - это объект ПО, который может быть идентифицирован неким способом, отличающим его от других объектов. Примеры: конкретный человек, предприятие, событие и т.д.

Набор сущностей (entity set) - множество сущностей одного типа (обладающих одинаковыми свойствами). Примеры: все люди, предприятия, праздники и т.д. Наборы сущностей не обязательно должны быть непересекающимися. Например, сущность, принадлежащая к набору МУЖЧИНЫ, также принадлежит набору ЛЮДИ.

Сущность фактически представляет из себя множество атрибутов, которые описывают свойства всех членов данного набора сущностей.

Атрибут определяется как функция, отображающая набор сущностей в набор значений или в декартово произведение наборов значений.

Отсюда определяется ключ сущности - группа атрибутов, такая, что отображение набора сущностей в соответствующую группу наборов значений является взаимнооднозначным отображением. Другими словами: ключ сущности - это один или более атрибутов, уникально определяющих данную сущность.

Связь – в общем случае это некоторая ассоциация, которая устанавливается между несколькими сущностями.

Набор связей – это отношение между N сущностями каждое из которых относится к отдельному набору сущностей (N>=2).

N=2 – Бинарная связь.

N>2 – N-арная связь.

При построении модели С-С N-арной связи:

1. лучше отражают семантику П.О.

2. позволяют создать более компактную модель С-С.

Такие связи трудно реализуемы, и не обеспечивают целостность информации.

Бинарные связи – позволяют в полной мере обеспечить целостность связи.

2. Организация защиты памяти в микропроцессорах i286, i386, i486+: Сегментация памяти. Механизм дескрипторов. Назначение.

2 Режима работы:

- реальный

- защищённый (адресация 4Гб, ВАП, страничная организация, переключение задач). Переключение с помощью mov, кот изменяет бит режима в управляющем регистре.

Сегментация при отключенном механизме управления страницами

Размер вирт сегмента: 2^32 = 4Гб.

Селектор предназначен для выбора дескриптора определённого сегмента из таблицы дескрипторов сегментов.

13	1	2
№ дескриптора	GDT – 0, LDT - 1	Ур привилегий: CPL=0-3

2 таблицы дескрипторов:

• GDT – глобальная для описания сегментов сегментов ОС и сегментов, доступным всем процессам.

• LDT – локальная для описания сегментов отдельных задач.

GDR одна, LDT столько, сколько в системе задач. Активной может быть только одна.

Количество сегментов определяется размером поля в сегментном регистре:

2^13 = 8К каждого типа. Всего 16 Кб сегментов.

Чтобы найти в ОП таблицу GDT используется регистр GDTR, в котором хранится:

32	16
Базовый адрес в физич памяти сегмента GDT	Размер сегмента в байтах

Каждый дескриптор в таблице GDT имеет размер 8 байт

Программа не может обращаться к сегменту памяти, пока он для нее не описан. Каждый сегмент описывается специальной структурой данных, состоящей из 8-ми байт.

Уровни привилегий:

0 – для ядра ОС

1,2 – утилиты ОС

3 – прикладные программы.

В дескрипторе вирт сегмента есть поле DPL – уровень прав сегмента. Т.о. доступ к вирт сегменту будет считаться законным, если уровень прав селектора меньше либо равен уровню прав сегмента: СPL <=DPL Байт прав доступа: Р – бит присутствия (1 – сегмент присутствует в ОП, 0 – отсутствует); DPL (Descriptor Privilege Level) – уровень привилегии дескриптора (03, где 0 – самые большие привилегии, 3 – самые маленькие); S – признак системного – 0 или несистемного (т.е. сегмент ОП) – 1 дескриптора.

Сегментно-страничная адресация.

ВАП задачи имеет размер 4Гб. Селектор задачи определяет № виртуального сегмента, а смещение – смещение внутри сегмента.

Раньше дескриптор содержал базовый адрес сегмента в физическом АП, то теперь в ВАП, в результате его сложения со смещением получается линейный виртуальный адрес, который затем преобразуется в номер физич страницы.

Физич АП и ВАП разбиты на страницы по 4Кб.

Формат дескриптора страницы:

20	3	2	1	1	1	1	1	1	1
№ страницы	AVL	O	D	A	PCD	PWT	U	W	P

P – вид присутствия страницы в физич памяти

W – разрешение записи страницы

U – бит, реж польз или позльз

D – признак модификации страницы

PCW, PWT – управляют кэшированием

AVL – зарезервировано под нужды ОС

Используется деление всей таблицы страниц на разделы по 1024 дескриптора. Совокупность дескрипторов, описывающих состояние и характеристики виртуальных страниц разделов – каталог разделов. Вирт страница, хранящая содержание каталога всегда в физич памяти, № её физич страницы находится в регистре CR3.

Преобразование линейного виртуального адреса в физический:

Поле номера виртуальной страницы делится на 2 части (20 разрядов):

- поле номера раздела

- поле номера страницы в разделе.

Для ускорения преобразования блоки управления страницами используются специальная КЭШ-память.

Защита адресных пространств:

1. изоляция АП путём назначения им различных физических сраниц или сегментов.

2. защита сегментов от несанкционированного доступа с помощью привилегий 4-х уровней.

Работа с памятью в МП i486+: Пользовательская программа не может свободно обращаться по любому адресу пространства памяти. Программа не может обращаться к сегменту памяти, пока он для нее не описан. Каждый сегмент описывается специальной структурой данных, состоящей из 8-ми байт. В описание сегмента включается базовый адрес, размер, тип (код, данные), уровень привилегий и дополнительная информация о состоянии. Число таких структур – дескрипторов в системе практически не ограничено.

Права доступа

63

48

4 DPL ГИП 7

39

32

Баз_адр 3124

G

D

X

U

Предел 1619

P

S

A

Баз_адр 2316

31

16

15

0

–––––– Базовый адрес 150 –––––

–––––– Предел 150 –––––––

Базовый адрес определяет начальный (линейный) адрес. Предел – двоичное поле, определяющее размер сегмента (в байтах или страницах). Байт прав доступа: Р – бит присутствия (1 – сегмент присутствует в ОП, 0 – отсутствует); DPL (Descriptor Privilege Level) – уровень привилегии дескриптора (03, где 0 – самые большие привилегии, 3 – самые маленькие); S – признак системного – 0 или несистемного (т.е. сегмент ОП) – 1 дескриптора.