Шпаргалки (двухсторонние) по курсу «Архитектура эвм»
Скачать 1.25 Mb.
|
12. Терминалы, клавиатуры и мониторы I. Терминал компьютера состоит из двух частей: клавиатуры и монитора (видеотерминала). В больших компьютерах эти части соединены в одно устройство и связаны с самим компьютером обычным или телефонным проводом. В персональных компьютерах клавиатура и монитор - независимые устройства. II. Устройство современной клавиатуры таково, что при нажатии клавиши происходит замыкание электрического контакта с печатной платой. У некоторых клавиатур под каждой клавишей находится магнит, который при нажатии клавиши проходит через катушку и таким образом вызывает электрический ток. Используются и другие методы, использующие как механику, так и электромагнитные поля. На программном уровне в персональных компьютерах при нажатии клавиши происходит прерывание - запускается специальная программа, которая является частью операционной системы. Программа обработки прерывания считывает регистр аппаратного обеспечения в контроллер клавиатуры, чтобы получить номер нажатой клавиши (от 1 до 102). Когда клавишу отпускают, происходит второе прерывание. III. Монитор представляет собой коробку, содержащую электронно-лучевую трубку и ее источники питания. Электронно-лучевая трубка имеет электронную пушку, способную выстреливать пучок электронов на фосфоресцентный экран в передней части трубки. Цветные мониторы содержат три пушки: по одной для красного, зеленого и синего цветов. При горизонтальной развертке пучок электронов (луч) развертывается по экрану примерно за 50 мкс, образуя почти горизонтальную полосу на экране. Затем луч совершает горизонтальный обратный ход к левому краю, чтобы начать следующую развертку. Устройство, которое таким образом создает изображение, называется устройством растровой развертки. Для получения на экране точечного изображения внутри электронно-лучевой трубки находится сетка. Когда на сетку воздействует положительное напряжение, электроны возбуждаются, луч направляется на экран, который через некоторое время начинает светиться. Когда подается отрицательное напряжение, электроны отталкиваются и не проходят через сетку, и экран не зажигается. Электронно-лучевые трубки слишком громоздки и поэтому непригодны для портативных компьютеров. К их недостаткам относится также наличие сильных электромагнитных полей, отрицательно влияющих на здоровье. Поэтому для мониторов разработана другая технология - жидкокристаллические дисплеи. Жидкие кристаллы представляют собой вязкие органические молекулы, которые двигаются как молекулы жидкостей, но при этом имеют структуру аналогичную молекулам кристаллов. Оптические свойства жидкого кристалла зависят от направления и поляризации воздействующего на него света и могут контролироваться с помощью электричества. (на обороте…) | |||
| 13. Мыши и принтеры Мышь - это маленькая пластиковая коробка, которая лежит на столе рядом с клавиатурой. При ее перемещении по столу курсор на экране синхронно двигается, позволяя указывать на элементы экрана. У мыши есть одна, две или три кнопки, нажатие на которые дает возможность пользователю инициировать программные действия. Существует три типа мышей: механические, оптомеханические и оптические. У мышей первого типа снизу торчат резиновые колесики, оси которых расположены перпендикулярно друг к другу. Если мышь передвигается в вертикальном направлении, то вращается одно колесо, а если в горизонтальном, то другое. Оптомеханические мыши отличаются тем, что вращающийся шарик связан с выводами кодировщиков. В каждом кодировщике имеются прорези, через которые проходит свет. Когда мышь двигается, выводы вращаются и световые импульсы воздействуют на детекторы каждый раз, когда между светодиодом и детектором появляется прорезь. Следующий тип - оптическая мышь. Вместо шарика в ней используются светодиод и фотодетектор, расположенный в нижней части мыши. Оптическая мышь перемещается по поверхности специального коврика, который содержит прямоугольную решетку с горизонтальными и вертикальными линиями. Когда мышь двигается по решетке, фотодетектор воспринимает пересечения линий, наблюдая изменения в количестве света, отражаемого от светодиода. Электронное устройство внутри мыши подсчитывает количество пересеченных линий в каждом направлении. В дальнейшем удалось отказаться от использования коврика. Поначалу в компьютерах (особенно больших ЭВМ) использовались дорогие и громоздкие построчные печатающие устройства. За одно обращение они печатали целую строку, но могли выдавать только текстовую информацию, причем с большим шумом. Наиболее дешевыми среди современных являются матричные принтеры, у которых печатающая головка последовательно проходит каждую строку печати. Головка содержит от 7 до 24 игл, возбуждаемых электромагнитным полем. Качество печати можно повышать двумя способами: использовать большее количество игл и создавать наложение точек. Матричные принтеры дешевы (особенно в отношении расходных материалов) и очень надежны, но работают медленно, шумно, и качество печати очень низкое. Дома удобно использовать недорогие струйные принтеры. Подвижная печатающая головка содержит картридж с чернилами. Она двигается горизонтально над бумагой, а чернила в это время выпрыскиваются из крошечных выпускных отверстий. Внутри каждого отверстия капля чернил нагревается до критической точки и в конце концов вырывается наружу на лист бумаги. Затем выпускное отверстие охлаждается, в результате создается вакуум, который втягивает из картриджа следующую каплю. Наиболее эффективным является лазерный принтер. Он сочетает хорошее качество печати, универсальность, высокую скорость работы и умеренную стоимость. В лазерных принтерах используется почти такая же технология, как в фотокопировальных устройствах. Многие компании производят устройства, совмещающие свойства копировальной машины, принтера и иногда также факса. (на обороте…) | 14. Модемы, Цифровая телефония,. Коды символов Для связи между удаленными компьютерами обычно используются телефонные линии. Обычная телефонная линия не подходит для передачи компьютерных сигналов, так как предназначена лишь для голоса и поэтому дает сильные искажения. Однако синусоидальный сигнал с частотой от 1000 до 2000 Гц, который называется несущим сигналом, может передаваться относительно стабильно. Это свойство и используется при передаче данных в большинстве телекоммуникационных систем. Поскольку постоянная синусоидальная волна полностью вычисляема, она не несет никакой полезной информации. Однако, изменяя амплитуду, частоту или фазу, можно передавать последовательность нулей и единиц. Этот процесс называется модуляцией. Обычные телефонные линии обеспечивают только один канал связи. Поэтому передаваемые символы посредством UART преобразуются в биты, которые затем пересылаются последовательно один за другим (или в группах по два, если используется дибитная кодировка). Устройство, получающее символы из компьютера в форме двухуровневых сигналов (по одному биту в отрезок времени) и передает биты по одному или по два в форме амплитудной, фазовой или частотной модуляции, называется модемом. В начале 80-х годов европейские компании почтовой, телефонной и телеграфной связи разработали стандарт цифровой телефонии под названием ISDN (Integrated Services Digital Network - цифровая сеть с предоставлением комплексных услуг). Она дала возможность горожанам иметь дома сигнализацию, связанную со специальными учреждениями, а также предназначалась для выполнения других специфических функций. ISDN стала особенно популярной с появлением Интернет, когда понадобился цифровой доступ к этой сети. ISDN не только быстрее передает данные, чем аналоговый канал, но и быстрее устанавливает соединение (не дольше 1 секунды), не требует наличия аналогового модема, а также более надежна. У каждого компьютера есть набор символов, который он использует. Как минимум этот набор включает 26 заглавных и 26 строчных букв, цифры от 0 до 9, а также некоторые специальные символы: пробел, точка, запятая, минус, символ возврата каретки и т. д. Для того чтобы передавать эти символы в компьютер, каждому из них приписывается номер. Отображение символов в целые числа называется кодировкой символов. ASCII Одна из наиболее распространенных кодировок называется ASCII (American Standard Code for Information Interchange - американский стандартный код для обмена информацией). Каждый символ ASCII содержит 7 битов, таким образом, всего может быть 128 символов. Многие непечатные символы ASCII предназначены для управления передачей данных. (на обороте…) | 15. Вентили, булева алгебра и схемы Работа аппаратных средств компьютера основана на цифровых схемах. В цифровых схемах существуют лишь два логических значения. Эти логические значения создаются аналоговыми устройствами. Мельчайшие электронные устройства - вентили - могут вычислять различные функции от этих двузначных сигналов. Вентили представляют собой основу аппаратного обеспечения цифровых компьютеров. Инвертор представляет собой простейший вентиль типа НЕ, основанный на одном транзисторе. Еще два простейших вентиля получаются последовательным и параллельным соединением пары транзисторов - соответственно НЕ-И и НЕ-ИЛИ, которые вычисляют эти логические функции над двумя логическими аргументами. Если их выходные сигналы подавать в инвертор, получим вентили И и ИЛИ. Эти пять типов вентилей составляют основу цифрового логического уровня. Для описания работы вентилей может использоваться булева алгебра. Произвольная булева функция n переменных имеет 2n всевозможных комбинаций значений переменных. Поэтому такую функцию можно задать таблицей с 2n строками. В каждой строке дается значение функции при соответствующем наборе аргументов. Такая таблица называется таблицей истинности. Из математической логики известно, что любая булева функция n переменных может быть выражена через свои аргументы в дизъюнктивной нормальной форме - это логическая сумма не более чем 2n слагаемых, представляющих собой логические произведения n множителей. Отсюда также следует, что каждая булева функция может быть реализована в виде электронной схемы с использованием сигналов, представляющих значения входных и выходных переменных, и набора вентилей (например, И, ИЛИ и НЕ). При разработке электронных схем возникает задача сокращения числа вентилей. Это нужно в целях снижения стоимости, уменьшения занимаемого места, сокращения потребляемой энергии и т. п. Чтобы упростить схему, нужно найти эквивалентную ей, вычисляющую ту же функцию с меньшими затратами. Для этого используются законы булевой алгебры (например, законы Де Моргана). | |
| 16. Виды цифровых логических схем. Микросхемы процессоров Наборы вентилей создаются в виде модулей, называемых интегральными схемами (ИС) или микросхемами. В зависимости от количества вентилей микросхемы можно (приближенно) разделить на несколько классов:
Многие применения цифровой логики требуют наличия схем с несколькими входами и одним или несколькими выходами, в которых выходные сигналы определяются значениями входных сигналов. Такая схема называется комбинационной. Существует несколько разновидностей комбинационных схем -мультиплексор, декодер, компаратор, программируемая логическая матрица и т. д. Важнейшим видом комбинационных схем являются арифметические схемы. Они лежат в основе построения арифметико-логического устройства (АЛУ). Сюда, в частности, относятся схемы сдвига и сумматоры. Существует еще один очень важный вид микросхем, не являющихся комбинационными, - запоминающие схемы. Их выходные сигналы не определяются текущим состоянием входных. Например, из двух вентилей можно составить так называемую SR-защелку. Работа многих цифровых схем зависит от порядка, в котором выполняются частичные действия. Иногда одно действие должно предшествовать другому, иногда два действия должны происходить одновременно. Для контроля временных отношений в цифровые схемы встраиваются тактовые генераторы. Тактовый генератор - это специальная схема, которая вызывает серию импульсов, одинаковых по длительности и с равными интервалами. Временной интервал между началом двух соседних импульсов называется временем такта. Для достижения высокой точности частота тактового генератора обычно контролируется кварцевым генератором. Современный процессор помещается на одной микросхеме. Микросхема процессора содержит набор выводов, через которые он осуществляет обмен информацией с внешним миром. Эти выводы можно разделить на три типа: адресные, информационные и управляющие. Они связаны с соответствующими выводами на микросхемах памяти и микросхемах устройств ввода-вывода посредством шины - набора параллельных проводов. Чтобы выполнить очередную команду, центральный процессор сначала по адресным выводам посылает в память адрес этой команды. Затем он запускает одну или несколько линий управления, чтобы сообщить памяти, что ему нужно (например, прочитать слово). Память выдает ответ, помещая требуемое слово на информационные выводы процессора, и посылает также сигнал о выполнении задания. Когда процессор получает этот сигнал, он принимает слово и выполняет выбранную команду. Выполняемая команда может требовать чтения или записи слов, содержащих данные. В этом случае весь процесс повторяется для каждого дополнительного слова. (на обороте…) | 17. Шины Шины могут быть внутренними по отношению к процессору и служить для обмена данными с АЛУ или внешними и связывать процессор с памятью или устройствами ввода-вывода. В этом разделе мы рассматриваем внешние шины. Первые персональные компьютеры имели одну внешнюю шину, которая называлась системной шиной. Современные ПК обычно содержат специальную шину между центральным процессором и памятью и по крайней мере еще одну шину для устройств ввода-вывода. При создании шины должны соблюдаться строгие правила о том, как она работает. Все связанные с шиной устройства должны подчиняться этим правилам. Только в этом случае возможно использование в компьютере многочисленных плат, выпускаемых третьими лицами. Эти правила называются протоколом шины. Существует большое количество широко используемых в компьютерном мире шин. К ним относятся: Omnibus (PDP-8), Unibus (PDP-11), IBM PC (PC/XT), ISA (PC/AT), EISA (80386), MicroChannel (PC/2), PCI (различные персональные компьютеры), SCSI (различные персональные компьютеры и рабочие станции), Nubus (Macintosh), Universal Serial Bus (современные персональные компьютеры), FireWire (бытовая электроника), VME (оборудование в кабинетах физики) и Cаmас (физика высоких энергий). Вместо этого многообразия удобнее было бы иметь одну или две, но стандартизация в данной области вряд ли возможна, поскольку уже вложено слишком много средств в различные несовместимые варианты. Двоичные сигналы, которые выдают устройства компьютера, часто недостаточно интенсивны, чтобы активизировать шину, особенно если она достаточно длинная и если к ней подсоединено много устройств. По этой причине большинство задающих устройств шины обычно связаны с ней через микросхему, которая называется драйвером шины, по существу являющуюся двоичным усилителем. Сходным образом большинство подчиненных устройств связаны с шиной приемником шины. Для устройств, которые могут быть и задающим, и подчиненным устройством, используется приемопередатчик шины. Аналогично процессору шина имеет адресные, информационные и управляющие линии, однако между выводами процессора и типами сигналов шины может не быть взаимно однозначного соответствия. Тогда для преобразования сигналов используется микросхема-декодер. Ширина шины - наиболее очевидный параметр при ее разработке. Чем больше адресных линий содержит шина, тем к большему объему памяти может обращаться процессор. Однако для широких шин требуется больше проводов. Поэтому необходим компромисс между максимальным размером памяти и стоимостью системы. Важным является также количество информационных линий. Увеличить пропускную способность шины за счет повышения скорости ее работы довольно сложно, поскольку сигналы на разных информационных линиях могут передаваться с разной скоростью (перекос шины). Чем быстрее работает шина, тем больше перекос. Поэтому обычно для увеличения производительности шин добавляются новые линии. Иногда разработчики отдают предпочтение мультиплексной шине, в которой нет разделения на адресные и информационные линии. (на обороте…) | ||
Похожие:
 | Учебной дисциплины «Архитектура ЭВМ и вычислительных систем» предназначена... Учебная дисциплина «Архитектура ЭВМ и вычислительных систем» является общепрофессиональной дисциплиной, формирующей базовый уровень... |  | Перечень тем для реферата Архитектура ЭВМ. Принцип Неймана. Основные устройства эвм, их назначение и характеристики |
| «архитектура ЭВМ и систем» Новосибирск сгга содержание Эвм различных классов; параллельные системы понятие о многомашинных и многопроцессорных вычислительных системах; матричные и ассоциативные... | | Учебно-методический комплекс дисциплины архитектура компьютера (Архитектура... Рындина Татьяна Николаевна, ст преподаватель кафедры Физики, информатики и информационных технологий |
| Темы рефератов по дисциплине: “Архитектура эвм” | | Реферат по курсу: Архитектура вс на тему: Архитектура квантовых компьютеров Квантовые компьютеры на основе молекул органических жидкостей с косвенным скалярным взаимодействием между ними и методов ядерного... |
| Реферат по курсу: Архитектура вс на тему: Архитектура квантовых компьютеров Квантовые компьютеры на основе молекул органических жидкостей с косвенным скалярным взаимодействием между ними и методов ядерного... | | Архитектура эвм, ос, вирусы В программа, выполняющая тестирование компьютерной системы после включения компьютера |
| Конспект лекций по курсу "Микропроцессоры и микро-эвм в Персональной... Целью настоящего курса является дать понятие о микропроцессорах и однокристальных микро-эвм, области их применения, дать основы функционирования... | | «Архитектура эвм» Цель дисциплины: формирование систематизированных знаний в области архитектуры компьютера, организации компьютерных систем, программирования... |
| Техническое обеспечение кит реферат Сша и предназначалась для баллистических расчётов при стрельбе. Первая отечественная цифровая ЭВМ «мэсм» создана в 1950 г. Ход развития... | | Архитектура ЭВМ и систем конспект лекций Обучающие: Учить детей понимать эмоциональное состояние героев постановки, придавать физическим действиям куклы максимум выразительности... |
| Реферата. Список элементов библиографической записи Максимов, Н. В. Архитектура ЭВМ и вычислительных систем [Текст]: учеб для вузов / Н. В. Максимов, Т. Л. Партыка, И. И. Попов. — М.:... | | Рабочая программа дисциплины «архитектура ЭВМ и вычислительных систем» (наименование дисциплины) Составлена в соответствии с государственными требованиями к минимуму содержания и уровню подготовки выпускников по специальности... |
| Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... При этом на первый план выдвинулась концепция их взаимодействия. Так возникло принципиально новое понятие архитектура ЭВМ | | “Внешние устройства персонального компьютера.” Пу обеспечить поступление в ЭВМ из окружающей среды программ и данных для обработки, а также выдачу результатов работы ЭВМ в виде,... |
