Билеты (маленький шрифт). Понятие эвм и ее основных характеристик структура, архитектура
![]()
|
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: ![]() 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. |