软件的层次结构
计算机系统具有层次性,它由多级层次结构组成。
从功能上计算机系统可分为五个层次级别:第一级是微程序设计级。
这是一个硬件级,它由机器硬件直接执行微指令。
第二级是一般机器级,也称为机器语言级。
它由微程序解释机器指令系统.这一级是硬件级。
第三级是操作系统级,它由操作系统程序实现。
这些操作系统由机器指令和广义指令组成,这些广义指令是操作系统定义和解释的软件指令。
这一级也称混合级。
第四级是汇编语言级。
它给程序人员提供一种符号形式的语言,以减少程序编写的复杂性。
这一级由汇编程序支持执行。
第五级是高级语言级。
这是面向用户为编写应用程序而设置的。
这一级由各种高级语言编译程序支持。
除第一级外,其他各级都得到它下面各级的支持,同时也得到运行在下面各级上的程序的支持。
第一级到第三级编写程序所采用的语言,基本是二进制数字化语言,机器容易执行和解释。
在第四、五两级编写程序所采用的是符号语言,用英文字母和符号来表示程序,因而便于大多数不了解硬件的人们使用计算机。
层次之间的关系紧密,上层是下层功能的扩展,下层是上层的基础,这是层次结构的一个特点。
层次结构的另一个特点是,站在不同的层次观察计算机系统,会得到不同的概念,。
例如,程序员在第四层看到的计算机是高级语言机器:系统操作员将第三层看作一个系统级的资源;而硬件设计人员在第一、二级看到的是计算机的电子线路。
层次划分不是绝对的。
机器指令系统级与操作系统级的界面,又称硬、软件交界面,常常是分不清的,它随着软件硬化和硬件软化而动态变化。
操作系统和其他系统软件的界面,也不是很清楚的,例如,数据库软件也部分地起到了操作系统的作用。
此外,某些常用的带有应用性质的程序,既可以划归为应用程序层,也可以划归为系统软件层。
什么是软件结构?
1.层次模型 层次模型是数据库系统中最早使用的模型,它的数据结构类似一颗倒置的树,每个节点表示一个记录类型,记录之间的联系是一对多的联系,基本特征是: * 一定有一个,并且只有一个位于树根的节点,称为根节点; * 一个节点下面可以没有节点,即向下没有分支,那么该节点称为叶节点; * 一个节点可以有一个或多个节点,前者称为父节点,后者称为子节点; * 同一父节点的子节点称为兄弟节点。
* 除根节点外,其他任何节点有且只有一个父节点; 图11.7是一个层次模型的例子。
层次模型中,每个记录类型可以包含多个字段,不同记录类型之间、同一记录类型的不同字段之间不能同名。
如果要存取某一类型的记录,就要从根节点开始,按照树的层次逐层向下查找,查找路径就是存取路径。
如图11.8所示。
层次模型结构简单,容易实现,对于某些特定的应用系统效率很高,但如果需要动态访问数据(如增加或修改记录类型)时,效率并不高。
另外,对于一些非层次性结构(如多对多联系),层次模型表达起来比较繁琐和不直观。
2.网状模型 网状模型可以看作是层次模型的一种扩展。
它采用网状结构表示实体及其之间的联系。
网状结构的每一个节点代表一个记录类型,记录类型可包含若干字段,联系用链接指针表示,去掉了层次模型的限制。
网状模型的特征是: 1. 允许一个以上的节点没有父节点; 2. 一个节点可以有多于一个的父节点; 例如,图11.9(a)和图11.9(b)都是网状模型的例子。
图11.9(a)中节点3有两个父节点,即节点1和节点2;图11.9(b)中节点4有三个父节点,即节点1,节点2和节点3。
由于网状模型比较复杂,一般实际的网状数据库管理系统对网状都有一些具体的限制。
在使用网状数据库时有时候需要一些转换。
例如,如图11.10所示。
网状模型与层次模型相比,提供了更大的灵活性,能更直接地描述现实世界,性能和效率也比较好。
网状模型的缺点是结构复杂,用户不易掌握,记录类型联系变动后涉及链接指针的调整,扩充和维护都比较复杂。
3.关系模型 关系模型是目前应用最多、也最为重要的一种数据模型。
关系模型建立在严格的数学概念基础上,采用二维表格结构来表示实体和实体之间的联系。
二维表由行和列组成。
下面以教师信息表和课程表为例,说明关系模型中的一些常用术语: 表11.1 教师信息表(表名为:tea_info) TNO(教师编号) NAME(姓名) GENDER(性别) TITLE(职称) DEPT(系别) 805 李奇 女 讲师 基础部 856 薛智永 男 教授 信息学院 表11.2 课程表(表名为:cur_info) CNO(课程编号) DESCP(课程名称) PERIOD(学时) TNO(主讲老师编号) 005067 微机基础 40 805 005132 数据结构 64 856 1. 关系(或表):一个关系就是一个表,如上面的教师信息表和课程表。
2. 元组:表中的一行为一个元组(不包括表头)。
3. 属性:表中的一列为一个属性。
4. 主码(或关键字):可以唯一确定一个元组和其他元组不同的属性组。
5. 域:属性的取值范围。
6. 分量:元组中的一个属性值。
7. 关系模式:对关系的描述,一般表示为:关系名(属性1,属性2,... ...,属性n)。
关系模型中没有层次模型中的链接指针,记录之间的联系是通过不同关系中的同名属性来实现的。
关系模型的基本特征是: 1. 建立在关系数据理论之上,有可靠的数据基础; 2. 可以描述一对一,一对多和多对多的联系。
3. 表示的一致性。
实体本身和实体间联系都使用关系描述。
4. 关系的每个分量的不可分性,也就是不允许表中表。
关系模型概念清晰,结构简单,实体、实体联系和查询结果都采用关系表示,用户比较容易理解。
另外,关系模型的存取路径对用户是透明的,程序员不用关心具体的存取过程,减轻了程序员的工作负担,具有较好的数据独立性和安全保密性。
关系模型也有一些缺点,在某些实际应用中,关系模型的查询效率有时不如层次和网状模型。
为了提高查询的效率,有时需要对查询进行一些特别的优化
智能机器人的组成与结构
想不到匿名回答还要扣十分10分!!!!!!不好意思 这样的回答 基于单片机智能机器人控制系统研究设计 Design And Research of Smart Robot Control System Based On Single——chip M icrocomputer f郑州航空工业管理学院)陈 字 CHEN YU 摘要:利用红外传感器光电转换特性.以AT89C51单片机作为核心控制单元对检测信号进行处理,完成了智能机器人控制 系统的设计。
文章详细介绍了系统构成、软硬件设计方法。
该机器人控制系统基于红外技术、单片机技术等设计,实现了步 行、跟踪、避障、步伐调整、语音、声控、液晶显示、地面探测等功能。
系统在智能性、准确性、实时性方面达到了较高的要求,具有较好的应用前景。
关键词:单片机;红外技术;机器人;智能控制系统 中图分类号:TP216 文献标识码:B AIbstract:By using the photo—voltage characteristics of the pyroelectric infrared sensor.Detection signal was processed wiith the core of AT89C5 1.Its construction and methods of hardware and software design were introduced in detail.The control system designator of smart robot based on infrared technology,single—chip microcontroller technology .This robot realizes talking,tracing,obstacle avoiding,adjusting step,speaking,noise controlling,liquid crystal displaying,ground detecting etc.The system achieves higher requirement,such as smart,accuracy and real-time operation,and its application foreground is bright. Keywords:Single-chip microcomputer,infrared technology,robot.,smart control system 引言 单片机技术作为自动控制技术的核心之一。
被广泛应用 于工业控制、智能仪器、机电产品、家用电器等领域。
随着微电 子技术的迅速发展,单片机功能也越来越强大,本设计基于单 片机技术、红外技术完成智能机器人控制系统设计。
智能机器 人研究在当前机器人研究领域具有十分突出的地位, 其显著 的特点是具有环境感知、判断决策、人机交互等功能? 。
本智 能机器人系统主要实现了步行、跟踪、避障、步伐调整、语音、 声控、液晶显示,地面探测等功能。
在遇到外界条件发生变化 时.该机器人将采取不同的措施对待,较好地表现出该机器人 的思考能力。
步伐校正 语音模块 红外探测 地面探测 单片机控制 器MCU1 单片机控制 器MCU2 驱动电路 光电转换 触觉模块 显示模块 图1机器人控制系统结构图1智能机器人简介1.1系统框图 该智能机器人控制系统采用两片AT89C5 1121控制,一片单 片机MCU1用于整个系统的控制,另一片单片机MCU2用于驱 陈宇:讲师硕士 动液晶屏LCM1602工作.它们之间通过I/O口通讯,以实现两 片单片机共同工作的相互协调控制。
系统框图[3l~l图1所示。
设计中,MCU1的P1.0、P1.3分别接触觉传感器,P1.6一-P1.7 接视觉红外传感器.P2.0一P2A 13控制继电器驱动电路,P2.5 13 接地面探测传感器.P2.6一P2.7接步伐校正光耦器,P3.0-一P3.5接 ISD25120语音芯片1.2实现功能 机器人在移动过程中,会发出语音提示:“目标搜索中”,同 时液晶显示:“'Target is in searching”';前进过程中发现目标,语 音提示:“发现目标”:液晶显示:“Find object”,机器人自动向该 目标转向;对准目标后,语音提示:“锁定目标”,液晶显示:“Lock it”,同时机器人向目标继续前进;如机器人撞上目标,语 音提示:“前方有障碍物”,液晶显示:“Obstacles impending”,机 器人根据触角碰撞的先后顺序,向该相反的方向转角约100 度,继续前进:当前方地面出现断层,语音提示:“危险,前方地 面有断层”,液晶显示:“Warning,fault ahead”。
同时机器人会向 后退几步,转向后继续前进;如果机器人在转向过程中,步伐错 乱,便会自动执行步伐调整程序,以校正步伐。
2系统设计2.1驱动电路 要想让机器人有稳定行走能力,需要选择稳定的电动机驱 动系统。
本设计利用三极管放大作用对单片机I/O口电流进行 放大,驱动继电器控制电动机转动。
且不会对输入电流有任何 影响,完全可以给电动机提供大电流。
保证电路工作稳定。
电动机驱动电路采用两个NPN管对单片机AT89C5 1的I/ O口输出电流信号放大,利用电阻R19、R20作为三极管基极进 行保护。
当单片机I/O口有信号输出时.该电流经电阻后送入第机器人技术 中文核心期刊《微计算机信息》(嵌入式与SOC)2007年第23卷第12.2期 一级三极管基极,使第一级_一极管导通,导通电流经电阻送人 第二个三极管基极,进一步放大电流,以达到继电器驱动电流。
根据计算,送人继电器的电流是经过两极放大电路放大了约 S2倍,9014在此做开关作用。
经过两级放大后驱动继电器。
如 图2所示。
l 图2电机驱动电路原理图 每个继电器相当于一个单刀双掷开关.由此.两个单刀双 掷开关,组成电动机正反转控制电路,实现机器人前进、后退 动作。
2.2视觉电路 在此设计中.我们仅要求机器人发现并跟踪目标,不需要 识别目标。
因此采用最常用的红外线反射传感器来作为机器人 的视觉功能,检测机器人前方是否有目标。
该功能的实现采用 的是两个型号为TX05D的红外线反射传感器。
TX05D常...
计算机系统可分为哪几个层次
计算机系统具有层次性,它由多级层次结构组成。
从功能上计算机系统可分为五个层次级别:第一级是微程序设计级。
这是一个硬件级,它由机器硬件直接执行微指令。
第二级是一般机器级,也称为机器语言级。
它由微程序解释机器指令系统.这一级是硬件级。
第三级是操作系统级,它由操作系统程序实现。
这些操作系统由机器指令和广义指令组成,这些广义指令是操作系统定义和解释的软件指令。
这一级也称混合级。
第四级是汇编语言级。
它给程序人员提供一种符号形式的语言,以减少程序编写的复杂性。
这一级由汇编程序支持执行。
第五级是高级语言级。
这是面向用户为编写应用程序而设置的。
这一级由各种高级语言编译程序支持。
除第一级外,其他各级都得到它下面各级的支持,同时也得到运行在下面各级上的程序的支持。
第一级到第三级编写程序所采用的语言,基本是二进制数字化语言,机器容易执行和解释。
在第四、五两级编写程序所采用的是符号语言,用英文字母和符号来表示程序,因而便于大多数不了解硬件的人们使用计算机。
层次之间的关系紧密,上层是下层功能的扩展,下层是上层的基础,这是层次结构的一个特点。
层次结构的另一个特点是,站在不同的层次观察计算机系统,会得到不同的概念,。
例如,程序员在第四层看到的计算机是高级语言机器:系统操作员将第三层看作一个系统级的资源;而硬件设计人员在第一、二级看到的是计算机的电子线路。
层次划分不是绝对的。
机器指令系统级与操作系统级的界面,又称硬、软件交界面,常常是分不清的,它随着软件硬化和硬件软化而动态变化。
操作系统和其他系统软件的界面,也不是很清楚的,例如,数据库软件也部分地起到了操作系统的作用。
此外,某些常用的带有应用性质的程序,既可以划归为应用程序层,也可以划归为系统软件层。
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