Билеты (маленький шрифт). Понятие эвм и ее основных характеристик структура, архитектура
 Скачать 434.18 Kb.
|
Прямой код двоичного числа образуется из абсолютного значения этого числа и кода знака (нуль или единица) перед его старшим числовым разрядом. Точечной вертикальной линией здесь отмечена условная граница, отделяющая знаковый разряд от значащих. Обратный код двоичного числа образуется по следующему правилу. Обратный код положительных чисел совпадает с их прямым кодом. Обратный код отрицательного числа содержит единицу в знаковом разряде числа, а значащие разряды числа заменяются на инверсные, т.е. нули заменяются единицами, а единицы — нулями.  Свое название обратный код чисел получил потому, что коды цифр отрицательного числа заменены на инверсные. Укажем наиболее важные свойства обратного кода чисел: • сложение положительного числа С с его отрицательным значением в обратном коде дает так называемую машинную единицу МЕок=1¦ 111...11, состоящую из единиц в знаковом и в значащих разрядах числа; • нуль в обратном коде имеет двоякое значение. Он может быть как положительным числом — 0- 00...О, так и отрицательным — 1¦ 11...11. Значение отрицательного нуля совпадает с МЕок. Двойственное представление нуля явилось причиной того, что в современных ЭВМ все числа представляются не обратным, а дополнительным кодом. Дополнительный код положительных чисел совпадает с их прямым кодом. Дополнительный код отрицательного числа представляет собой результат суммирования обратного кода числа с единицей младшего разряда (2° — для целых чисел, 2-к — для дробных).  Укажем основные свойства дополнительного кода: сложение дополнительных кодов положительного числа С с его отрицательным значением дает так называемую машинную единицу дополнительного кода:  т.е. число 10 (два) в знаковых разрядах числа;дополнительный код получил такое название потому, что представление отрицательных чисел является дополнением прямого кода чисел до машинной единицы МЕдк. Модифицированные обратные и дополнительные коды двоичных чисел отличаются соответственно от обратных и дополнительных кодов удвоением значений знаковых разрядов. Знак «+» в этих кодах кодируется двумя нулевыми знаковыми разрядами, а знак «-» — двумя единичными разрядами.  Целью введения модифицированных кодов являются фиксация и обнаружение случаев получения неправильного результата, когда значение результата превышает максимально возможный результат в отведенной разрядной сетке машины. В этом случае перенос из значащего разряда может исказить значение младшего знакового разряда. Значение знаковых разрядов «01» свидетельствует о положительном переполнении разрядной сетки, а «10» — об отрицательном переполнении. В настоящее время практически во всех моделях ЭВМ роль удвоенных разрядов для фиксации переполнения разрядной сетки играют переносы, идущие в знаковый и из знакового разряда. Представление информации в вычислительных машинах. Информация в компьютере кодируется в двоичной или в двоично-десятичной системах счисления. Система счисления — способ наименования и изображения чисел с помощью символов, имеющих определенные количественные значения. В зависимости от способа изображения чисел, системы счисления делятся на следующие: позиционные; непозиционные. В позиционной системесчисления количественное значение каждой цифры завиит от ее места (позиции) в числе. В непозиционнойсистеме счисления цифры не меняют своего количественного значения при изменении их расположения в числе. Количество (Р) различных цифр, используемых для изображения числа в позиционной системе счисления, называется основанием системы счисления. Значения цифр лежат в пределах от 0 до Р - 1. В общем случае запись любого смешанного числа в системе счисления с основанием Р будет представлять собой ряд вида:  Нижние индексы определяют местоположение цифры в числе (разряд): положительные значения индексов — для целой части числа (т разрядов); отрицательные значения — для дробной (sразрядов). Максимальное целое число, которое может быть представлено в т разрядах:  Минимальное значащее, не равное 0 число, которое можно записать в sразрядах дробной части:  Имея в целой части числа m, а в дробной — s разрядов, можно записать всего Р т+S разных чисел. Двоичная система счисления имеет основание Р = 2 и использует для представления информации всего две цифры: 0 и 1. Числовая информация внутри ПК кодируется в двоичной или в двоично-десятичной системах счисления; при вводе и выводе любой информации в ПК используются специальные коды представления информации ( ASCII коды ). Для удобства работы введены следующие термины обозначения совокупностей двоичных разрядов (табл. 3.2). Эти термины обычно используются в качестве единиц измерения объемов информации, хранимой или обрабатываемой в компьютере. Таблица 3.2. Двоичные совокупности  Последовательность нескольких бит или байт часто называют полем банных. Биты в числе (в слове, в поле и т. п.) нумеруются справа налево, начиная с 0-го разряда. В ПК могут обрабатываться поля постоянной и переменной длины. Поля постоянной длины: слово —2 байт; двойное слово — 4 байт; полуслово — 1 байт; расширенное слово — 8 байт. Числа с фиксированной запятой чаще всего имеют формат слова и полуслова; числа с плавающей запятой — формат двойного и расширенного слова. Поля переменной длины могут иметь любой размер от 0 до 255 байт, но обязательно равный целому числу байт. .Базовые устройства персонального компьютера. Назначение базовой системы ввода вывода (BIOS). - Изначально основным назначением BIOS было обслуживание устройств ввода / вывода (клавиатура, экрана и дисковых накопителей), поэтому ее и назвали базовая система ввода / вывода. В современных компьютерах BIOS выполняет несколько функций: * Запуск компьютера и процедура самотестирования (Power on SelfT-est - POST). Программа, расположенная в микросхеме BIOS, загружается пер-вой после включения питания компьютера. Она детектирует и проверяет установленное оборудование, настраивает его и готовит к работе. Если обнаруживается неисправность оборудования, процедура POST останавливается с выводом соответствующего сообщения или звукового сигнала. * Настройка параметров системы с помощью программы BIOS Setup. Во время процедуры POST оборудование настраивается в соответствии с параметрами, хранящимися в специальной CMOS - памяти. Изменяя эти параметры, пользователи могут конфигурировать отдельные устройства и систему в целом по своему усмотрению. Редактируются они в специальной программе, которую называют BIOS Setup или CMOS Setup. * Поддержка функций ввода / вывода с помощью программных прерываний BIOS. В составе системной BIOS есть встроенные функции для ра-боты с клавиатурой, видеоадаптером, дисководами, жесткими дисками, портами ввода / вывода и др. Эти функции использовались в операционных системах, подобных MS-DOS, и почти не применяются в современных версиях Windows. Устройство или состав оборудования персонального компьютера называют его конфигурацией. В состав базовой конфигурации входят четыре устройства: системный блок, монитор, клавиатура и мышь. В системном блоке располагаются внутренние устройства персонального компьютера: материнская плата, жесткий диск, дисковод гибких дисков, привод компакт-дисков, видеокарта, звуковая карта. Устройства, расположенные на материнской плате, их характеристики На ней обычно размещаются: базовый микропроцессор; оперативная память; сверхоперативное ЗУ, называемое также кэш-памятью; ПЗУ с системной BIOS (базовой системой ввода/вывода); набор управляющих микросхем, или чипсетов (chipset), вспомогательных микросхем и контроллеров ввода/вывода; КМОП-память с данными об аппаратных настройках и аккумулятором для ее питания; разъемы расширения, или слоты (slot); разъемы для подключения интерфейсных кабелей жестких дисков, дисководов, последовательного и параллельного портов, инфракрасного порта, а также универсальной последовательной шины USB; разъемы питания; преобразователь напряжения с 5В на 3,3В для питания процессора (некоторым процессорам требуется также и меньшее напряжение, например 2,2В для AMD K6-3D); разъем для подключения клавиатуры и ряд других компонентов. Материнская плата, помимо разъемов для установки процессора, оперативной памяти и плат расширения, несет на себе множество дополнительных электронных компонентов, которые обеспечивают нормальное функционирование системы и во многом определяют потребительские качества материнской платы и компьютера в целом. К таким компонентам прежде всего относятся: набор микросхем логики платы (чипсет, или chipset), обеспечивающий поддержку процессора, памяти и большинства интерфейсов ввода/вывода; кэш-память (первого, второго или третьего уровня); контроллер клавиатуры; контроллер ввода-вывода, обслуживающий дисководы гибких дисков и порты ввода/вывода; дополнительные интегрированные контроллеры (видео, сетевой, SCSI, звук и т. п.). Все чаще встречаются высокоинтегрированные решения, когда часть перечисленных контроллеров реализована в рамках чипсета (например, Cyrix MediaGX). Вспомогательные микросхемы и устройства. Микропроцессор, чипсет, память, контроллеры, порты ввода/вывода и разъемы различных шин еще не исчерпывают конструкцию материнской платы. Для создания полной системы необходимы также вспомогательные микросхемы, такие как преобразователь напряжения, тактовый генератор, таймер, различные контроллеры, буферы адреса и данных и т. п. Функции многих из них интегрированы в чипсете, однако некоторые компоненты в любом случае остаются снаружи. 1) Центральный процессор — установлен в спец. разъем и охлаждается радиатором и вентилятором. 2) Набор системной логики (англ. chipset) — набор микросхем, обеспечивающих подключение ЦПУ к ОЗУ и контроллерам периферийных устройств. Как правило, современные наборы системной логики строятся на базе двух СБИС: «северного» и южного мостов». Именно набор системной логики определяет все ключевые особенности системной платы и то, какие устройства могут подключаться к ней. 3) Оперативная память (также оперативное запоминающее устройство, ОЗУ) 4) Загрузочное ПЗУ — хранит ПО, которое исполняется сразу после включения питания. Микросхемы перепрограммируемой памяти, в которой хранятся программы BIOS, программы тестирования ПК, загрузки ОС, драйверы устройств, начальные установки. 5) Разъемы для подключения дополнительных устройств (слоты) PCI / ISA / AGP/ PCI-E, разъемы для подключения накопителя на ГМД и ЖД. Назначение, основные характеристики, интерфейс внутренних устройств ПК. (41, 42 вопросы) Системный блок персонального компьютера содержит корпус и находящиеся в нем источник питания, материнскую (системную, или основную) плату с процессором и оперативной памятью, платы расширения (видеокарту, звуковую карту), различные накопители (жесткий диск, дисководы, приводы CD-ROM), дополнительные устройства Заполнил таблицу:
в котором располагаются основные компоненты компьютера: 1) микропроцессор, который выполняет все поступающие команды, производит вычисления и управляет работой всех компонентов компьютера; 2) оперативная память, предназначенная для временного хранения программ и данных; 3)системная шина, осуществляющая информационную связь между устройствами компьютера; 4) материнская плата, на которой находятся микропроцессор, системная шина, оперативная память, коммуникационные разъемы, микросхемы управления различными компонентами компьютера, счётчик времени, системы индикации и защиты; 5) блок питания, преобразующий электропитание сети в постоянный ток низкого напряжения, подаваемый на электронные схемы компьютера; 6) вентиляторы для охлаждения греющихся элементов; 7) устройства внешней памяти, к которым относятся накопители на гибких и жестких магнитных дисках, СD-ROM, предназначенные для длительного хранения информации. Назначение, основные характеристики, интерфейс устройств персонального компьютера (по каждому устройству), входящих в состав системного блока представлены в таблице 1. Устройство жесткого диска. Жесткий диск – основное устройство для долговременного хранения больших объемов данных и программ. Этот диск имеет 2n поверхностей, где n – число отдельных дисков в группе. Над каждой поверхностью располагается головка, предназначенная для чтения-записи данных. При высоких скоростях вращения дисков в зазоре между головкой и поверхностью образуется аэродинамическая подушка, и головка парит над магнитной поверхностью на высоте, составляющей несколько тысячных долей миллиметра. При изменении силы тока, протекающего через головку, происходит изменение напряженности динамического магнитного поля в зазоре, что вызывает изменения в стационарном магнитном поле ферромагнитных частиц, образующих покрытие диска. Так осуществляется запись данных на магнитный диск. Операция считывания происходит в обратном порядке. 44. Назначение, основные характеристики, интерфейс внешних устройств ПК Видеотерминальные устройства предназначены для оперативного отображения текстовой и графической информации в целях визуального восприятия ее пользователем. Видеотерминал состоит из видеомонитора (дисплея) и видеоконтроллера (видеоадаптера). Видеоконтроллеры входят в состав системного блока ПК, а видеомониторы — это внешние устройства ПК. Монитор — устройство визуализации информации на экране. В стационарных ПК чаще всего информация визуализируется на экране электронно-лучевой трубки (ЭЛТ) В состав монитора входят: электронно-лучевая трубка; блок разверток; видеоусилитель; блок питания и т. д. Электронно-лучевая трубка представляет собой запаянную вакуумную стеклянную колбу, дно (экран) которой покрыто слоем люминофора, а в горловине установлена электронная пушка, испускающая поток электронов. С помощью формирующей и отклоняющей систем поток электронов модулируется для отображения нужного символа и направляется на нужное место экрана. Энергия, выделяемая попадающими на люминофор электронами, заставляет его светиться. Светящиеся точки люминофора формируют изображение, воспринимаемое визуально. В компьютерах применяются монохромные и цветные мониторы. |