Главная Случайная страница


Категории:

ДомЗдоровьеЗоологияИнформатикаИскусствоИскусствоКомпьютерыКулинарияМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОбразованиеПедагогикаПитомцыПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРазноеРелигияСоциологияСпортСтатистикаТранспортФизикаФилософияФинансыХимияХоббиЭкологияЭкономикаЭлектроника






Понятие аналогового и цифрового сигнала

Понятие системы счислений 2 16

Система счисления - символический метод записи чисел,представление чисел с помощью письменных знаков.

Система счмсления:

-дает представления множества чисел(целых или вещественных)

-дает каждому числу уникальное представление(или по крайней мере стандартное)

-отображает алгебраическую или арифметическую структуру чисел

Бывают системы позиционные и непозиционные.

В позиционных системах счисления один и тот же числовой знак(цифра) в записи числа имеет различные значения в зависимости от того места(разряда), где он расположен.

Запись произвольного числа x в P-ичной позиционной системе счисления основывается на представлении этого числа в виде многочлена

x = anP^n + an-1P^n*-1 + ... + a1P1 + a0P0 + a-1P-1 + ... + a-mP^-m

Непозиционная система счисления - это система счисления, в которой значение цифры не изменяется в зависимости от ее расположения.Примером непозиционной системы счисления служит римская система, в которой вместо цифр используются латинские буквы.

В двоичной системе счисления используются всего две цифры 0 и 1. Другими словами, двойка является основанием двоичной системы счисления.В шестнадцатеричной системе счисления основание системы равно 16, т.е. для записи чисел используется 16 символов: цифры от 0 до 9 и далее буквы латинского алфавита от A до

Представление данных в 2 форме

В ЭВМ применяется двоичная система счисления, т.е. все числа в компьютере представляются с помощью нулей и единиц, поэтому компьютер может обрабатывать только информацию, представленную в цифровой форме.В ЭВМ применяется система двоичного кодирования, основанная на представлении данных последовательностью двух знаков: 1 и 0, которые называются двоичными цифрами (binary digit – сокращенно bit).Таким образом, единицей информации в компьютере является один бит, т.е. двоичный разряд, который может принимать значение 0 или 1. Восемь последовательных бит составляют байт. В одном байте можно закодировать значение одного символа из 256 возможных (256 = 2 в степени 8). Более крупной единицей информации является килобайт (Кбайт), равный 1024 байтам (1024 = 2 в степени 10). Еще более крупные единицы измерения данных: мегабайт, гигабайт, терабайт (1 Мбайт = 1024 Кбайт; 1 Гбайт = 1024 Мбайт; 1 Тбайт = 1024 Гбайт).Для перевода десятичного числа в двоичное надо разделить его на 2 и собрать остатки, начиная с последнего частного.По сравнению с громоздкими таблицами умножения и сложения чисел в десятичной системе таблицы сложения и умножения двоичных чисел миниатюрны.

0+0=0 0х0=0

0+1=1 0х1=0

1+0=1 1х0=0

1+1=10 1х1=1

 

Арифметические операции

Рассмотрим основные арифметические операции: сложение, вычитание, умножение и деление. Правила выполнения этих операций в десятичной системе хорошо известны — это сложение, вычитание, умножение столбиком и деление углом. Эти правила применимы и ко всем другим позиционным системам счисления.

Арифметические действия в двоичной системе счисления выполняют по тем же правилам, что и в десятичной системе, с той лишь разницей, что основание системы счисления равно двум и используются только две цифры.

Рассмотрим операцию сложения.

Сложение двоичных чисел сводится к сложению цифр соответствующих разрядов с учетом переносов.

При сложении двух двоичных чисел используются следующие четыре правила:

0 + 0 = 0

1 + 0 = 1

0 + 1 = 1

1 + 1 = 10, происходит перенос единицы в соседний (старший) разряд.

Сложение - важнейшая операция в двоичной арифметике. Три другие арифметические операции над двоичными числами в компьютерах - вычитание, умножение, деление - осуществляются обычно с помощью сложения.

Вычитание. При вычитании двоичных чисел нужно помнить, что

0 - 0 = 0

1 - 0 = 1

0 - 1 = 1, занимаем единицу в соседнем (старшем) разряде

1 - 1 = 0

Умножение. При умножении двоичных чисел нужно помнить, что

0 х 0 = 0

1 х 0 = 0

0 х 1 = 0

1 х 1 = 1

Рассмотрим процесс умножения поэтапно.

1. Умножая на младший разряд по таблице, имеем 000.

2. Умножая на следующий разряд, получаем 101, но со сдвигом на один разряд влево.

3. Умножая на старший разряд, получаем также 101, но сдвигом на один разряд влево.

4. Теперь с учетом таблицы сложения двоичных чисел складываем и получаем результат 111102.

Ввиду чрезвычайной простоты таблицы умножения в двоичной системе, умножение сводится лишь к сдвигам множимого и сложениям.

Деление. Деление в двоичной системе счисления производится по тем же правилам, что и деление углом в десятичной системе. В двоичной системе деление выполняется особенно просто, ведь очередная цифра частного может быть только нулем или единицей.

Логические операции

Логической операцией называется выбор решения (действия), исходя из заданной ситуации, определяемой набором факторов (условий). Зависимости между логическими функциями (операциями) и логическими переменными устанавливаются с помощью таблиц истинности. Используются следующие логические операции: НЕ, И, ИЛИ, исключающее ИЛИ, тождество.

Логическое умножение(операция и(and))

X y z

0 0 0

0 1 0

1 0 0

1 1 1

ОПЕРАЦИЯ or(или)

X y z

0 0 0

0 1 1

1 0 1

1 1 1

ОПЕРАЦИЯ xor(исключающее или) - логическое сложение

X y z

0 0 0

0 1 1

1 0 1

1 10

ОПЕРАЦИЯ not(отрицание или инверсия)

X y z z(со штрихом)

0 0 0 1

0 1 1 0

1 0 1 0

1 1 0 1

Режимы работы процессора

-Реальный режим

Реальный режим(Real Mode) соответствует возможностям CPU 8086/8088,позволяя адресовать не более 1Мбайт памяти. Чтобы поддержать совместимость с ранее разработанными программами, процессоры 286 и даже Pentium работают под управлением операционной системы MS-DOS в реальном режиме и используют при этом,конечно же, минимальные возможности процессора.

-защищенный режим

Защищенный режим(Protecred Mode) появился впервые в CPU 80286. В этом режиме CPU может адресовать до 16 Мбайт физической и 1 Гбайт виртуальной памяти. Если физическая память полностью загружена, то данные, не поместившиеся в память, располагаются на винчестере. Таким образом, CPU работает не с реальными адресами, а с виртуальными, которые управляются с помощью специальных таблиц,чтобы информацию можно было найти (или снова записать). Эту память называют еще виртуальной памятью, потому что она фактически не существует.

-виртуальный режим

Впервые,начиная с процессора 386, CPU иогут эмулировать работу нескольких процессоров 8086(максимум 256) и, тем самым, обеспечить многопользовательский режим так, чтобы на одном PC можно было запустить одновременно даже различные операционные системы. Естественно,увеличивается и возможное количество выполняемых приложений.

 

Структурная блок-схема.Назначение блоков

РОН (регистр общего назначения) – предназначен для хранения операнд и их адресов. Для хранения адресов используется регистровая пара. Также есть еще один регистр – АКК.

АКК (аккумулятор) – т.к. команды данного микропроцессора одноадресные, т.е. адресная часть может содержать только один операнд, то если нам нужно записать два операнда, второй придется записывать в АКК.

АЛУ – извлекает один операнд из АКК, а второй из адресной части команды (в большинстве случаем там адрес, но может быть и сам операнд.)

АЛУ – предназначенно для выполнения арифмитических и логических команд.

Регистр состояния – особоые ситуации, которые могут возникать в процессе выполнения задания.

Выполнение любой команды начинается с извлечения её из ОЗУ и записи в регистр команд.

УУ (устройство управления) – анализирует содержимое регистра команд и формирует последовательность управляющих сигналов, обеспечивающих выполнение этой команды. Эти сигналы могут поступать как на внешние, так и на внутрненниеустро-ва через шину управления. В процессе выполнения в УУ могут поступать сигналы обратной связи, как от внешних, так и внутренних, в частности они влияют на процесс формирования управляющих сигналов.

Счетчик команд – в нем формуется адрес следующей команды, которую должен выполнить микропроцессор. На линейных участках программы содержимое счетчик увеличивается на длину исполняемой команды(1,2,3). При выполнении команд переходов счетчик команд загружается адрес перехода. После завершения текущей команды содержимое счетчика команд передается в регистр адреса, после чего осуществляется извлечение следующей команды.

Если в процессе исполнения программы требуется операнд, находящийся в ОЗУ, то адрес этого операнда передается в регистр адреса, после этого данный операнд извлекается из ОЗУ и поступает в АЛУ

Назначение регистров РОН

Регистры общего назначения предназначены для хранения операндов арифметико-логических инструкций, а также адресов или отдельных компонентов адресов ячеек памяти.

В микропроцессоре 8086 было восемь 16-разрядных регистров общего назначения. Все они могли выступать в качестве операндов основных арифметико-логических инструкций, но только четыре годились для целей адресации. Кроме того, каждый регистр имел свои специфические функции:

AX — аккумулятор. Использовался для хранения операндов в командах умножения и деления, ввода-вывода, в некоторых командах обработки строк и других операциях;

BX — регистр базы. Используется для хранения адреса или части адреса операнда, находящегося в памяти;

CX — счётчик. Содержит количество повторений строковых операций, циклов и сдвигов;

DX — регистр данных. Используется для косвенной адресации портов ввода-вывода, а также как «расширитель» аккумулятора в операциях удвоенной разрядности;

SI — регистр адреса источника. Используется в строковых операциях, а также в качестве индексного регистра при обращении к операндам в памяти;

DI — регистр адреса приёмника. Используется в строковых операциях, а также в качестве индексного регистра при обращении к операндам в памяти;

BP — указатель кадра стека. Используется для адресации операндов, расположенных в стеке;

SP — указатель стека. Используется при выполнении операций со стеком, но не для явной адресации операндов в стеке.

Первые четыре регистра могут делиться на две однобайтовых части каждый: AH, BX, CH и DH для старших байтов и AL, BL, CL и DL для младших байтов.

 

Структура команды интел

Микропроцессор Intel-8086 (К1810ВМ80) имеет двухадресную систему команд. Ее особенностью является отсутствие команд, использующих оба операнда из оперативной памяти. Исключение составляют лишь команды пересылки и сравнения цепочек байт или слов, которые в данном пособии рассматриваться не будут. Таким образом, в командах допустимы следующие сочетания операндов: RR, RS, RI, SI. Здесь R обозначает операнд, находящийся в одном из регистров регистровой памяти микропроцессора, S - операнд, находящийся в оперативной памяти, адрес которого формируется по одному из допустимых способов адресации, I - непосредственный операнд, закодированный в адресном поле самой команды. Формат команды во многом определяется способом адресации операнда, находящего в оперативной памяти, длиной используемого непосредственного операнда, а также наличием и длиной смещения, используемого при относительных режимах адресации. Непосредственная адресация предполагает, что операнд занимает одно из полей команды и, следовательно, выбирается из оперативной памяти одновременно с ней. В зависимости от форматов обрабатываемых процессором данных непосредственный операнд может иметь длину 8 или 16 бит Механизмы адресации операндов, находящихся в регистровой памяти и в оперативной памяти, существенно различаются. К регистровой памяти допускается лишь прямая регистровая адресация. При этом в команде указывается номер регистра, содержащего операнд. 16-разрядный операнд может находиться в регистрах AX, BX, CX, DX, DI, SI, SP, BP, а 8-разрядный - в регистрах AL, AH, BL, BH, CL, CH, DL, DH. Адресация оперативной памяти имеет свои особенности, связанные с ее разбиением на сегменты и использованием сегментной группы регистров для указания начального адреса сегмента. 16-разрядный адрес, получаемый в блоке формирования адреса операнда на основе указанного режима адресации, называется эффективным адресом (ЭА). Иногда эффективный адрес обозначается как ЕА (effective address). 20-разрядный адрес, который получается сложением эффективного адреса и увеличенного в 16 раз значения соответствующего сегментного регистра, называется физическим адресом (ФА). Именно физический адрес передается из микропроцессора по 20-ти адресным линиям, входящим в состав системной шины, в оперативную память и используется при обращении к ее ячейке на физическом уровне. При получении эффективного адреса могут использоваться все основные режимы адресации, рассмотренные выше, а также некоторые их комбинации.

Прямая адресация предполагает, что эффективный адрес является частью команды. Так как ЭА состоит из 16 разрядов, то и соответствующее поле команды должно иметь такую же длину. При регистровой косвенной адресации эффективный адрес операнда находится в базовом регистре BX или одном из индексных регистров DI либо S

 

Способы адресации данных

Решить проблему сокращения разрядности команды только за счет сокращения количества указываемых в команде операндов и применения регистровой памяти невозможно. Этой же цели служит использование различных способов адресации операндов.Различные способы адресации базируются на разных механизмах определения физического адреса операнда, то есть адреса фактического обращения к памяти при выполнении команды. Определение набора способов адресации, закладываемых в систему команд, является одним из важнейших вопросов разработки ЭВМ, существенно влияющим на ее архитектуру, вычислительные возможности, объем оборудования, быстродействие и другие характеристики.

1. базовая (использует базовые регистры Bx и Bp) Ds:bx es:bx ss:bp

2. Индексная (использует индексные регистры) Ds:si ds:di

3.Базово-индексная ds bx+si ds bx+di ss bp+si

DRAM.Организация

DRAM (Dynamic RAM) - В динамической памяти ячейки построены на основе областей с накоплением зарядов, занимающих гораздо меньшую площадь, нежели триггеры, и практически не- потребляющих энергии при хранении. При записи бита в такую ячейку в ней формируется электрический заряд, сохраняющийся в течение нескольких миллисекунд; для постоянного сохранения заряда ячейки необходимо регенерировать — перезаписывать содержимое для восстановления зарядов. Ячейки микросхем динамической памяти организованы в виде прямоугольной (обычно — квадратной) матрицы; при обращении к микросхеме на ее входы вначале подастся адрес строки матрицы, сопровождаемый сигналом RAS (Row Address Strobe — строб адреса строки), а через некоторое время — адрес столбца, сопровождаемый сигналом CAS (Column Address Strobe — строб адреса столбца). Тайминг-время дешифрации 1 байта. Для обращения к ячейке, контроллер задаёт номер банка, номер страницы в нём, номер строки и номер столбца, на все запросы тратится время, помимо этого довольно большая затрата уходит на открытие и закрытие банка после самой операции. На каждое действие требуется время, называемое таймингом. Основными таймингами DRAM являются: задержка между подачей номера строки и номера столбца, называемая временем полного доступа (англ. RAS to CAS delay), задержка между подачей номера столбца и получением содержимого ячейки, называемая временем рабочего цикла (англ. CAS delay), задержка между чтением последней ячейки и подачей номера новой строки (англ. RAS precharge). Тайминги измеряются в наносекундах, и чем меньше величина этих таймингов, тем быстрее работает оперативная память.

ROM.Назначение

ROM (Read Only Memory, по-русски ПЗУ - Постоянное Запоминающее Устройство) Информация в ПЗУ записывается на заводе-изготовителе микросхем памяти, и в дальнейшем изменить ее значение нельзя. В ПЗУ хранится критически важная для компьютера информация, которая не зависит от выбора операционной системы. Программируемое ПЗУ отличается от обычного тем, что информация на этой микросхеме может стираться специальными методами (например, лучами ультрафиолета), после чего пользователь может повторно записать на нее информацию. Эту информацию будет невозможно удалить до следующей операции стирания информации.

CMOS.Назначение

CMOS – часть микросхемы BIOS, которая питается от специального аккумулятора на системной плате. В ней хранятся параметры конфигурации компьютера (ОЗУ, тип винчестера, флоппи-дисководы и т.д.). От оперативной памяти она отличается тем, что ее содержимое не стирается во время выключения компьютера, а от ПЗУ она отличается тем, что данные в нее можно заносить и изменять самостоятельно, в соответствии с тем, какое оборудование входит в состав системы. Эта микросхема постоянно подпитывается от небольшой батарейки, расположенной на материнской плате. Заряда этой батарейки хватает на то, чтобы микросхема не теряла данные, даже если компьютер не будут включать несколько лет.
В микросхеме CMOS хранятся данные о гибких и жестких дисках, о процессоре, о некоторых других устройствах материнской платы. Тот факт, что компьютер четко отслеживает время и календарь (даже и в выключенном состоянии), тоже связан с тем, что показания системных часов постоянно хранятся (и изменяются) в CMOS.
Таким образом, программы, записанные в BIOS, считывают данные о составе оборудования компьютера из микросхемы CMOS, после чего они могут выполнить обращение к жесткому диску, а в случае необходимости и к гибкому, и передать управление тем программам, которые там записаны.

НАСТРОЙКИ CMOS SETUP

1. Включите компьютер. Следите за появлением сообщения о том, как войти в программу CMOS Setup (например, «Press Fl for Setup» — нажмите клавишу Fl для входа в программу Setup). Нажмите соответствующую клавишу для запуска этой программы.

2. Выберите меню «Hard drive settings* (настройка накопителя на жестком диске) и укажите место нахождения накопителя DVD-ROM, например, «primary slave» (основной ведомый) или «secondary master* (дополнительный ведущий) в зависимости от положения перемычек на устройстве.

3. Выберите опцию «Automatic drive detection* (автоматическое опознание устройств), если это возможно. Эта опция автоматически идентифицирует новый накопитель. Если в BIOS нет такой опции, то для устройства DVD-ROM выберите опцию «попе» (нет) или «not install* (не установлен) и полагайтесь только на драйверы.

4. Сохраните изменения и выйдите из программы CMOS Setup. Компьютер автоматически перезагрузится.

 

SRAM.Назначение.
SRAM (Static RAM)- В статической памяти элементы (ячейки ) построены на различных вариантах триггеров — схем с двумя устойчивыми состояниями. После записи бита в такую ячейку, она может пребывать в этом состоянии сколько угодно долго -необходимо только наличие питания. При обращении к микросхеме статической памяти на нее подается: полный адрес, который при помощи внутреннего дешифратора преобразуется в сигналы выборки конкретных ячеек. Ячейки статической памяти имеют малое время срабатывания (единицы-десятки наносекунд), однако микросхемы на их основе имеют низкую удельную плотность данных (порядка единиц Мбит на корпус) и высокое энергопотребление. Поэтому статическая память используется в основном в качестве буферной (кэш-память).В кэше она используется именно потому, что к нему предъявляются очень серьезные требования в плане надежности и производительности. Статическую память делят на синхронную и асинхронную. Асинхронная память уже не используется в персональных компьютерах, она была вытеснена синхронной еще со времен 486-ых компьютеров.. Бывает 1 уровня(в корпусе процессора) и 2 уровня(на материнской плате) Назначение: отображение динамической памяти.

 

Логическое распределение ОП

Для ПК характерно стандартное распределение непосредственно адресуемой памяти между ОЗУ, ПЗУ и функционально ориентированной информацией.

Основная память в соответствии с методами доступа и адресации делится на отдельные, иногда частично или полностью перекрывающие друг друга области, имеющие общепринятые названия. В частности, укрупнено логическая структура основной памяти ПК общей емкостью, например, 16 Мбайт.

Прежде всего, основная память компьютера делится на две логические области: непосредственно адресуемую память, занимающую первые 1024 Кбайт ячеек с адресами от 0 до1024 Кбайт – 1, и расширенную память, доступ к ячейкам которой возможен при использовании специальных программ-драйверов.

Драйвер — специальная программа, управляющая работой памяти или внешними устройствами ЭВМ и организующая обмен информацией между МП, ОП и внешними устройствами ЭВМ.

Драйвер, управляющий работой памяти, называется диспетчером памяти.

Стандартной памятью (СМА — Conventional Memory Area) называется непосредственно адресуемая память в диапазоне от 0 до 640 Кбайт.

Непосредственно адресуемая память в диапазоне адресов от 640 до 1024 Кбайт называется верхней памятью (UMA — Upper Memory Area). Верхняя память зарезервирована для памяти дисплея (видеопамяти) и постоянного запоминающего устройства. Однако обычно в ней остаются свободные участки — «окна», которые могут быть использованы при помощи диспетчера памяти в качестве оперативной памяти общего назначения.

Расширенная память — это память с адресами 1024 Кбайт и выше.

Непосредственный доступ к этой памяти возможен только в защищенном режиме работы микропроцессора.

В реальном режиме имеются два способа доступа к этой памяти, но только при использовании драйверов:

· по спецификации XMS (эту память называют тогда ХМА — extended Memory Area);

· по спецификации EMS (память называют, ЕМ — Expanded Memory).

Доступ к расширенной памяти согласно спецификации XMS (extended Memory Specification) организуется при использовании драйверов ХММ (extended Memory Manager). Часто эту память называют дополнительной, учитывая, что в первых моделях персональных компьютеров эта память размещалась на отдельных дополнительных платах, хотя термин Extended почти идентичен термину Expanded и более точно переводится как расширенный, увеличенный.

Спецификация EMS (Expanded Memory Specification) является более ранней. Согласно этой спецификации доступ реализуется путем отображения по мере необходимости отдельных полей Expanded Memory в определенную область верхней памяти. При этом хранится не обрабатываемая информация, а лишь адреса, обеспечивающие доступ к этой информации. Память, организуемая по спецификации EMS, носит название отображаемой, поэтому и сочетание слов Expanded Memory (EM) часто переводят как отображаемая память. Для организации отображаемой памяти необходимо воспользоваться драйвером EMM386.EXE (Expanded Memory Manager) или пакетом управления памятью QEMM.

Расширенная память может быть использована главным образом для хранения данных и некоторых программ ОС. Часто расширенную память используют для организации виртуальных (электронных) дисков.

 

Назначение драйверов.

Для организации вызывания программ логического распределения оперативной памяти существуют 2 драйвера: EMM386.exe и HIMEM.sys. Их назначение - организация страничной передачи данных между дополнительной и основной памятью. Если их удалить,операционная система больше 1 МБ не увидит. Они использовались до 98 windows

 

Организация ввода/вывода

Помимо центрального процессора (ЦП) и памяти, третьим ключевым элементом архитектуры ВМ является система ввода/вывода (СВВ). Система ввода/вывода призвана обеспечить обмен информацией между ядром ВМ и разнообразными внешними устройствами (ВУ). Технические и программные средства СВВ несут ответственность за физическое и логическое сопряжение ядра вычислительной машины и ВУ. Основные функции 1. Обеспечение интерфейса с ЦП и памятью 2. Обеспечение интерфейса с одним или несколькими периферийными устройствами Основные задачи I/O: 1. Установление связи между памятью и устройствами i/o 2. Синхронизация передачи данных 3. Обеспечение буферизации 4. Преобразование кодов 5. Требование при необходимости работы центрального процессора 6. Завершение операции Главный недостаток – нельзя организовать параллельный I/O и решение основной задачи. Архитектура системы I/O

· Программный I/O (Полный контроль ЦП и реализуется спец. процедурой I/O)

· Канальный I/O (Чтобы повысить эффективность работы ЦП сконструирована ЭВМ с канальной системой I/O, каналы которой непосредственно и управляют процесс I/O)

Пропускная способность шины характеризуется количеством единиц информации (байтов), которые допускается передать по шине за единицу времени (се­кунду), а определяется физическим построением шины и природой подключае­мых к ней устройств. Очевидно, что чем шире шина, тем выше ее пропускная способность.

Устройство ввода-вывода может выполнить эти задачи аппаратными средствами быстрее, чем ЦП может выполнить их программными методами. Устройство ввода-вывода ЭВМ может быть программируемым и даже содержать процессор для реализации его некоторых задач.

Адресная шина передает адрес порта ввода или вывода, который нужен для использования ЦП. Сигнал ввода-вывода определяет направление передачи. По шине данных осуществляется передача информации между устройствами. Шина управления передает сигналы, указывающие, что данные готовы и что передача завершена. Что касается шин между ЦП и ЗУ, то некоторые из них могут быть одними и теми же, но разделенными во времени для выполнения различных операций.

 
  Шина PCI (Peripheral Component Interconnect) - шина соединения периферийных компонентов, являющаяся мостом между системной шиной процессора и шиной ввода-вывода ISA. В каждом обмене по шине участвуют два устройства - инициатор обмена (ведущий шины) и целевое устройство (ведомый шины). Шина PCI стала массово применяться для Pentium-систем, но используется и с 486 процессорами, и имеет две модификации: шина PCI 32-разрядная и шина PCI 64-разрядная
  Шина ISA (Industry Standard Architecture) - шина расширения, ставшая промышленным стандартом. Она обеспечивает возможность отображения 8- и 16-разрядных регистров на пространство ввода-вывода и памяти. Абоненты шины могут использовать три 8-битных канала DMA, а на 16-битной шине доступны еще три 16-разрядных канала. Канал DMA используется для обеспечения арбитража управления шиной, а адаптер Bus-Master формирует все адресные и управляющие сигналы шины
  Шина AGP (Accelerated Graphic Port) - специализированная системная шина для видеокарты, имеющая разрядность 32-бита.

DMA.Алгоритм работы

Для осуществления прямого доступа к памяти контроллер должен выполнить ряд последовательных операций:

· принять запрос DREQ(запрос на передачу) от устройства ввода-вывода;

· сформировать запрос HRQ в процессор на захват шины;

· принять сигнал (HLDA), подтверждающий захват шины;

· сформировать сигнал (DACK), сообщающий устройству о начале обмена данными;

· выдать адрес ячейки памяти, предназначенной для обмена;

· выработать сигналы (MEMR, IOW или MEMW, IOR), обеспечивающие управление обменом;

· по окончании цикла DMA либо повторить цикл DMA, изменив адрес, либо прекратить цикл.

Программные средства контроля

Проверочные тест-программы занимают особое место в КПТО. Их выполнение непосредственно перед вычислениями позволяет убе­диться в исправности технических средств системы, а значит, повы­сить достоверность результатов обработки данных.
У IBM PC эти средства имеют своеобразную структурную и фун­кциональную организацию. Часть этих средств записана в ПЗУ ком­пьютера. При каждом включении ПЭВМ и перезагрузках произво­дится ее предварительная проверка путем выполнения тестовой программы POST (Power On Set Test), состоящей из более десятка от­дельных программных фрагментов. Последовательность проверок заключается в следующем. Вначале проверяется работоспособность системного блока. Для этого все регистры машины «сбрасываются в нуль», и производится их последовательная проверка путем зане­сения отдельных констант, выполнения над ними простейших опера­ций и сравнения результатов с эталонными значениями. После этого проверяются ячейки оперативной памяти (тесты оперативной памя­ти при перезагрузках системы от клавиш <Ctrl> + <Alt> + <Del> игнорируются). После этого проверяется стандартная периферия: кла­виатура, накопители на дисках, дисплей и др. В случае каких-либо ошибок на каждом шаге проверки формируются определенные зву­ковые сигналы, сопровождаемые соответствующими сообщениями на экране дисплея.
Кроме встроенных средств контроля, в ПО ПЭВМ включаются и автономные средства контроля и диагностики. Количество подобных комплектов программ достаточно велико, и каждый из них позволяет детализировать системную информацию: определение полной конфи­гурации ПК и характеристик отдельных ее частей (тип процессора, наличие сопроцессора, тип материнской платы, типы используемых дисков, объем оперативной памяти и ее распределение, подключение дополнительной периферии и т.д.).
Помимо контроля работоспособности, они могут отразить, на­сколько эффективно используются ресурсы, и осуществить их пере­распределение.
Все пользователи стараются пополнить программное обеспечение ПЭВМ вспомогательными системными программами-утилитами. Эти программы напрямую в вычислительном процессе на используются, а обеспечивают необходимый и разнообразный сервис при подготов­ке заданий пользователями. Часть таких программ может объединять­ся в пакеты. Широкое распространение получили такие пакеты, как Norton Utilites, PC Tool Deluxe и др. Примерами подобных программ могут быть: программы-архиваторы, антивирусные программы, про­граммы обслуживания дисков (оптимизация дисков, сжатие инфор­мации на дисках, определение состояния диска) и др.

Понятие системы счислений 2 16

Система счисления - символический метод записи чисел,представление чисел с помощью письменных знаков.

Система счмсления:

-дает представления множества чисел(целых или вещественных)

-дает каждому числу уникальное представление(или по крайней мере стандартное)

-отображает алгебраическую или арифметическую структуру чисел

Бывают системы позиционные и непозиционные.

В позиционных системах счисления один и тот же числовой знак(цифра) в записи числа имеет различные значения в зависимости от того места(разряда), где он расположен.

Запись произвольного числа x в P-ичной позиционной системе счисления основывается на представлении этого числа в виде многочлена

x = anP^n + an-1P^n*-1 + ... + a1P1 + a0P0 + a-1P-1 + ... + a-mP^-m

Непозиционная система счисления - это система счисления, в которой значение цифры не изменяется в зависимости от ее расположения.Примером непозиционной системы счисления служит римская система, в которой вместо цифр используются латинские буквы.

В двоичной системе счисления используются всего две цифры 0 и 1. Другими словами, двойка является основанием двоичной системы счисления.В шестнадцатеричной системе счисления основание системы равно 16, т.е. для записи чисел используется 16 символов: цифры от 0 до 9 и далее буквы латинского алфавита от A до

Представление данных в 2 форме

В ЭВМ применяется двоичная система счисления, т.е. все числа в компьютере представляются с помощью нулей и единиц, поэтому компьютер может обрабатывать только информацию, представленную в цифровой форме.В ЭВМ применяется система двоичного кодирования, основанная на представлении данных последовательностью двух знаков: 1 и 0, которые называются двоичными цифрами (binary digit – сокращенно bit).Таким образом, единицей информации в компьютере является один бит, т.е. двоичный разряд, который может принимать значение 0 или 1. Восемь последовательных бит составляют байт. В одном байте можно закодировать значение одного символа из 256 возможных (256 = 2 в степени 8). Более крупной единицей информации является килобайт (Кбайт), равный 1024 байтам (1024 = 2 в степени 10). Еще более крупные единицы измерения данных: мегабайт, гигабайт, терабайт (1 Мбайт = 1024 Кбайт; 1 Гбайт = 1024 Мбайт; 1 Тбайт = 1024 Гбайт).Для перевода десятичного числа в двоичное надо разделить его на 2 и собрать остатки, начиная с последнего частного.По сравнению с громоздкими таблицами умножения и сложения чисел в десятичной системе таблицы сложения и умножения двоичных чисел миниатюрны.

0+0=0 0х0=0

0+1=1 0х1=0

1+0=1 1х0=0

1+1=10 1х1=1

 

Арифметические операции

Рассмотрим основные арифметические операции: сложение, вычитание, умножение и деление. Правила выполнения этих операций в десятичной системе хорошо известны — это сложение, вычитание, умножение столбиком и деление углом. Эти правила применимы и ко всем другим позиционным системам счисления.

Арифметические действия в двоичной системе счисления выполняют по тем же правилам, что и в десятичной системе, с той лишь разницей, что основание системы счисления равно двум и используются только две цифры.

Рассмотрим операцию сложения.

Сложение двоичных чисел сводится к сложению цифр соответствующих разрядов с учетом переносов.

При сложении двух двоичных чисел используются следующие четыре правила:

0 + 0 = 0

1 + 0 = 1

0 + 1 = 1

1 + 1 = 10, происходит перенос единицы в соседний (старший) разряд.

Сложение - важнейшая операция в двоичной арифметике. Три другие арифметические операции над двоичными числами в компьютерах - вычитание, умножение, деление - осуществляются обычно с помощью сложения.

Вычитание. При вычитании двоичных чисел нужно помнить, что

0 - 0 = 0

1 - 0 = 1

0 - 1 = 1, занимаем единицу в соседнем (старшем) разряде

1 - 1 = 0

Умножение. При умножении двоичных чисел нужно помнить, что

0 х 0 = 0

1 х 0 = 0

0 х 1 = 0

1 х 1 = 1

Рассмотрим процесс умножения поэтапно.

1. Умножая на младший разряд по таблице, имеем 000.

2. Умножая на следующий разряд, получаем 101, но со сдвигом на один разряд влево.

3. Умножая на старший разряд, получаем также 101, но сдвигом на один разряд влево.

4. Теперь с учетом таблицы сложения двоичных чисел складываем и получаем результат 111102.

Ввиду чрезвычайной простоты таблицы умножения в двоичной системе, умножение сводится лишь к сдвигам множимого и сложениям.

Деление. Деление в двоичной системе счисления производится по тем же правилам, что и деление углом в десятичной системе. В двоичной системе деление выполняется особенно просто, ведь очередная цифра частного может быть только нулем или единицей.

Логические операции

Логической операцией называется выбор решения (действия), исходя из заданной ситуации, определяемой набором факторов (условий). Зависимости между логическими функциями (операциями) и логическими переменными устанавливаются с помощью таблиц истинности. Используются следующие логические операции: НЕ, И, ИЛИ, исключающее ИЛИ, тождество.

Логическое умножение(операция и(and))

X y z

0 0 0

0 1 0

1 0 0

1 1 1

ОПЕРАЦИЯ or(или)

X y z

0 0 0

0 1 1

1 0 1

1 1 1

ОПЕРАЦИЯ xor(исключающее или) - логическое сложение

X y z

0 0 0

0 1 1

1 0 1

1 10

ОПЕРАЦИЯ not(отрицание или инверсия)

X y z z(со штрихом)

0 0 0 1

0 1 1 0

1 0 1 0

1 1 0 1

Понятие аналогового и цифрового сигнала

Цифровой сигнал-дискретен во времени, т.е. он принимает только значения во времени,соответствующие логическому 0 и логической 1. Виды представления цифрового сигнала:

1. Потенциальная форма(меняется амплитуда)

2. Частотная форма(меняется частота)

3. Фазовая форма(меняется фаза)

Отличие цифрового сигнала от аналогового заключается в том,что он дискретен во времени.

Цифровой сигнал сложнее передавать на большие расстояния, чем аналоговый сигнал, поэтому его предварительно модулируют на стороне передатчика, и демодулируют на стороне приёмника информации. Использование в цифровых системах алгоритмов проверки и восстановления цифровой информации позволяет существенно увел

Последнее изменение этой страницы: 2016-08-29

lectmania.ru. Все права принадлежат авторам данных материалов. В случае нарушения авторского права напишите нам сюда...