Лекции по информатике

Лекции по информатике

Определения:

  Информатика — наука, изучающая законы и методы накопления и переработки информации с помощью ЭВМ.

  Информатика — родовое понятие, охватывающее все виды человеческой деятельности, связанные с применением ЭВМ.

Важнейшими методологическими принципами информатики являются:

  Изучение природного явления или объекта, информация о котором обрабатывается с помощью компьютера.

Первое, чем оперирует информатика — наличие модели. Без модели объекта трудно научить компьютер взаимодействовать с объектом.

Основными видами человеческой индивидуальной деятельности, изучаемой в информатике, являются:

  Математическое моделирование (фиксация результатов познавательного процесса в виде математической модели).

  Алгоритмизация (реализация причинно-следственных связей и других закономерностей в виде направленного процесса обработки информации по формальным правилам).

  Программирование (реализация алгоритма на компьютере).

  Проведение вычислительного эксперимента.

Мозг лучше обрабатывает логические ситуации, но проигрывает в скорости. Способен обучаться. Обладает памятью на причинно-следственные связи.

Причина возникновения компьютеров: неспособность человека обрабатывать большие объемы информации.

Информация — сведения об окружающем мире, воспринимаемые живыми организмами и другими системами в процессе жизнедеятельности и работы.

Информатика поддерживается информационной техникой, а именно:

  Кибернетикой, изучающей способность живых организмов работать с потоками информации.

Кибернетика делится на технологическую кибернетику (изучает управление в технических системах) и бионику (возможность переноса закономерностей живых организмов на технические устройства).

2.   Информационно-измерительной техникой (получение информации об окружающем мире).

Вычислительная аппаратура, поддерживающая информатику, включает в себя:

  Средства сбора — первичные преобразователи (датчики).

  Средства преобразования информации в вид, который воспринимается компьютером.

  Средства обработки, хранения, отображения информации.

Разделы, освещаемые на курсе:

  Общие принципы организации ЭВМ.

  Основные элементы электронно-вычислительной аппаратуры.

  Особенности построения средств вычислительной техники.

  Периферийные средства вычислительной техники.

  Принципы организации информационных систем.

Представление информации

в электронно-вычислительной аппаратуре

Количественные оценки величины информации основаны на том, что данные, предназначенные для обработки хранения и восприятия, не известны заранее с полной определенностью. Заранее известно лишь множество, из которого могут быть выбраны эти данные и вероятность их появления.

Информация в технических средствах передается с помощью сообщений, кодируются с помощью сигналов. В свою очередь, сигнал — физический процесс, отображающий сообщение и служащий для передачи по каналам связи. Преобразование сообщения в сигнал называется кодированием.

В большинстве реальных процессов сигналы являются функцией времени, то есть являются аналоговыми сигналами.

(В компьютере ограничивается разрядность — техника не безгранична по возможностям.)

Информация кодируется в сигнал с помощью электромагнитных полей.

Одна из проблем любых технических средств — независимость от внешней среды.

Управление одним или несколькими параметрами физических сигналов называется модуляцией. Наиболее простой модуляцией является амплитудная модуляция (интенсивность сигнала зависит от того или иного параметра сообщения). Недостатки: невозможность передачи на большие расстояния (затухание) и низкая помехозащищенность.

Следующий шаг — амплитудная модуляция гармонических сигналов. Расстояние увеличилось, помехозащищенность низкая.

Затем использование частотной модуляции. Частота гармонического сигнала меняется в соответствии с информацией, заложенной в сообщении. Разновидность частотной модуляции — фазовая модуляция.

В реальных системах применения не нашли. В реальных системах применяется передача сообщений, кодируемая с помощью набора чисел.

Теорема Котельникова связывает вероятность достоверности передачи аналогового сообщения с помощью набора дискретных сигналов со спектром сигнала, и количеством точек, которое необходимо взять.

Потребовалось закодировать дискретные сигналы. Нашла применение бинарная система. Под системой счисления понимается способ представления любого числа с помощью алфавита символов, называемых цифрами. Исторически сложились две системы счисления: римская система и позиционная система. Римская система не прижилась из-за неудобства выполнения математических операций. В позиционной системе одна и та же цифра может использоваться многократно, а величина числа определяется позицией этой цифры.

n = Er ∙ S2 + Er-1 ∙ S2-1 … E-1 ∙ S1 + E-2 ∙ S-2 + …

S — основание системы

Е — цифра, соответствующая основанию системы

Позиции цифр в системе называются разрядами. Наибольшее распространение в вычислительной технике, кроме двоичной системы, нашли восьмеричная и шестнадцатеричная системы. Шестнадцатеричная система предполагает кодирование с помощью цифр от 0 до 9 и латинских букв от A до F. Шестнадцатеричная система используется для записи команд, адресов и операндов. При выполнении арифметических операций используется двоичная система.

Некоторые сведения об арифметических операциях

над двоичными числами

Как правило, над двоичными числами выполняются две операции — сложение и умножение.

0 +0 = 0

0 + 1 = 1

1 + 0 = 1

1 + 1 =10

Прямой, обратный и дополнительный коды

Для выполнения арифметических операций применяются специальные коды, что особенно необходимо при сложении и вычитании чисел, имеющих разные знаки. Для обозначения знака двоичного числа используются дополнительный разряд или число, кодирующиеся либо «−», либо «+». Как правило, 0 — это «+» и 1 — «−». Обратный код представляет собой двоичное число, дополняющее число, записанное в прямом коде, до его максимального значения.

1111

1010 — прямой код

0101 — обратный код (нужен, напр., для вычитания)

Форма представления чисел

с фиксированной и плавающей точкой

Для представления информации в ЭВМ есть две формы: с фиксированной и плавающей точкой. Запись с плавающей точкой используется в больших массивах чисел и с числами, имеющими большое число позиций.

5 ∙ 106 = 5

Запись с фиксированной точкой используется в небольших электронно-вычислительных устройствах: при измерении информации с помощью датчиков, работе в реальном масштабе времени.

Способы физического представления двоичных чисел

Для передачи двоичных чисел по реальным физическим каналам используются 3 основных способа:

1.  Последовательный (информация перелается по битам). Применяется для больших расстояний (больше 50 м) и является самым медленным. Все компьютерные сети с последовательной передачей цифр.

2.  Последовательно-параллельный. Информация передается параллельно по битам и последовательно по байтам. Передаются 8 разрядов и знак.

3.  Параллельный. Расстояние до 1 метра. Используется внутри компьютера.

Коды, используемые для передачи двоичных сообщений

По характерам электрических сигналов коды бывают униполярные и биполярные.

Униполярный код — такой, у которого 0 и 1 передаются сигналами одной полярности.

Пример позитивного униполярного кода

Негативный — когда у 0 высокий уровень.

Недостатки униполярного кода в низкой помехозащищенности. В волоконной оптике для передачи информации применяется только униполярный код.

Более помехозащищенным является биполярный код, у которого 0 и 1 кодируются сигналами разной полярности. В прямом виде использовать и униполярный и биполярный коды сложно, так как отсутствуют признаки начала и конца бита. Для того, чтобы определить временные рамки сигнала, соответствующего биту, используется дополнительный сигнал (канал синхронизации).

См. временную диаграмму.

Временная диаграмма

Для обеспечения синхронизации только по одному каналу используется униполярный фазоманипулированный код («Манчестер-2»), в котором уровень логической единицы кодируется отрицательным перепадом напряжения в середине битового интервала, а уровень логического нуля — положительным перепадом в середине битового интервала.

Пример кода «Манчестер-2»

Понятие об архитектуре компьютера

Электронно-вычислительные устройства, в том числе компьютеры — устройства, предназначенные для хранения и обработки информации, построенные на элементах, в которых сообщения формируются сигналами электромагнитной природы (длина волны от 0 до 15 микрон).

Архитектура — это организация процесса хранения и обработки информации и условие совместного функционирования аппаратных и программных средств. Любое средство содержит два необходимых компонента — hardware и software. Совокупность аппаратных средств, которыми реализуется аппаратная часть:

Все остальное — периферийные устройства.

Арифметико-логическое устройство (АЛУ) и устройство управления (УУ) формируют процессор. Оперативная память (ОП) позволяет хранить короткое время промежуточные данные о выполняемых операциях или их результатов.

Источник питания — важная часть компьютера. Требования к источнику питания:

1.  Минимум помех (в сети меняется частота, напряжение).

2.  Возможность обеспечения бесперебойной работы.

Внешняя память — в нее закладываются данные и константы.

Времязадающее устройство — кварцевый генератор, дающий такты работы компьютера.

Устройство ввода — в промышленности аналоговые цифровые преобразователи.

Функции устройств

АЛУ осуществляет арифметические и логические операции над вводимыми в него машинными словами.

УУ автоматически, без участия человека, управляет вычислительными процессами, посылая всем другим устройствам сигналы, предполагающие те или иные действия.

ОП — внутренняя память вычислительного устройства, к которой постоянно обращается процессор для получения команд и данных.

ПЗУ позволяет прочитать только то, что в ней записано.

Внешняя память — магнитные ленты, диски и т. д.

Основные параметры вычислительных устройств

1.  Общий коэффициент производительности — отношение производительности к сумме двух слагаемых: стоимости вычислительного устройства и стоимости эксплуатации.

2.  Производительность, вычисляемая по формуле:

Кs — вес (сложность) какой-либо команды.

Ts — время выполнения команды.

3.  Быстродействие — время, затраченное на выполнение какой-либо операции.

Время передачи из регистра в регистр — простейшая операция, относительно которой измеряется быстродействие.

Частотные характеристики

1.  Число разрядов в машинном слое.

2.  Скорость выполнения основных видов команд.

3.  Емкость оперативной памяти.

4.  Скорость обмена между ядром и периферией.

5.  Тактовая частота кварцевого генератора.

Исторические аспекты

Идея программного выполнения арифметических действий родилась в 1833 году у Ч. Бэббиджа. Впервые идея реализована в 1942 году в США и Германии на электромагнитных реле. Дальнейшее развитие — в 1945 году две модели реализации.

  Гарвардская модель — предполагалось использовать для команд и данных два отдельных компьютера и два раздела в оперативной памяти.

  Фон Шейнен — данные и команды передаются по общей шине.

Элементная база и простота общения машины и человека

Элементная база:

  Машины для сложных научных экспериментов.

  2-я половина 60-х годов — полупроводниковые диоды и транзисторы.

  ПВМ 360 — интегрированные схемы низкого уровня интеграции.

  Интегрированные схемы высокого уровня интеграции.

Основные направления технического развития

средств вычислительной техники

  Сверхпроизводительные ЭВМ, в которых быстродействие увеличивалось за счет создания мультипроцессорных систем.

  Персональные ЭВМ.

  Микро-ЭВМ — микропроцессоры.

Логические элементы электронно-вычислительной аппаратуры

Любая операция в компьютере в своей основе определяется реакцией на воздействие двух цифр: 0 и 1.

Если логические состояния на входе логической системы и на ее выходе однозначно связаны, то она называется комбинационной схемой.

Если состояние логической схемы может меняться, и внутри нее заложено некоторое запоминающее устройство, позволяющее изменять при необходимости (программировать) реакцию выхода, то такая схема называется цифровым автоматом.

Комбинационная схема

Задается функцией y = f(x), где y — отклик, а х — комбинации воздействия.

Первый способ задания функции — с помощью таблиц истинности.

x1	x2	xn	y

Основные операции: логического сложения, умножения, инверсии (AND, OR, NOT).

Основные операции булевой алгебры

Булева функция представляет собой зависимость y = f(x1 … xn), где x = [0; 1], y = [0; 1]

1.  Логическое сложение (OR).

Обозначение:

Таблица истинности:

0 + 0 = 0

0 + 1 = 1

1 + 0 = 1

1 + 1 = 1

Схема на диодах:

2.  Конъюнкция, логическое умножение.

Таблица истинности:

0 • 0 = 1

1 • 0 = 0

0 • 1 = 0

1 • 1 = 0

3.  Инверсия (NOT).

Некоторые правила булевой алгебры

Принцип сложения с 0 и 1

X + 0 = X

X + 1 = X

X +X = X

Умножение переменной на 0 и 1

X • 0 = 0

X • X = X

X • 1 = X

Принцип сочетания:

X1 + X2 + X3 = (X1 + X2) + X3 = X1 + (X2 + X3)

Построение логической комбинационной схемы

по заданной функции

Логических схем И, ИЛИ, НЕ достаточно для построения любых комбинационных схем, и эта комбинация является функционально полной. Однако с точки зрения технологии эта система является избыточной, и, используя правило Де-Моргана, можно построить любую комбинацию схем из однотипных элементов И-НЕ, ИЛИ-НЕ.

Функция И-НЕ — функция Шеффера.

Функция Пирса — ИЛИ-НЕ

Построение комбинационно-логической системы

по заданной функции

Основные функциональные элементы,

реализуемые в логических схемах

Инвертор

Функция запрета

Правило минимизации логических функций

Прибавление однотипных членов

Х + Х = Х

2.   Умножение отдельных членов на функцию вида

3.   Выделение слагаемых типа

Генераторы и триггеры

Генераторы — устройства, которые преобразуют энергию постоянного тока в энергию переменного тока.

Основа генератора, как и любой логической системы, используемой в вычислительной технике, является транзисторно-транзисторная логика и диодно-транзисторная логика (ТТЛ и ДТЛ)

Все генераторы делятся на три типа:

Работающие в неустойчивом состоянии — астабильные генераторы.

Работающие в квазистабильном состоянии — моностабильные генераторы.

Работающие с длительно устойчивым состоянием — бистабильные генераторы.

T — период следования импульсов

τ — длительность импульса

— скважность импульса

— реальный импульс

Триггер является бистабильным генератором и формирует элементарную ячейку памяти, в которую можно записать или считать из нее единицу.

Если уровень напряжения на выходе триггера может изменяться с высокого на низкое и наоборот, то такой триггер называется статическим.

Статический триггер

О — прямой выход

Р — инверсный выход

S — сет (Set), установка

R — Reset

Не воспринимает единицу на двух своих входах.

S = 1	Q = 1	P = 0
R = 1	Q = 0	P = 1

Основным недостатком таких триггеров является то, что в них возможен эффект состязания. Смысл эффекта в том, что возможен запрос на считывание тогда, когда информация еще не записалась.

Для того, чтобы этого эффекта избежать, используется синхронизация, и дополнительный вход в триггерах — вход синхронизирующий, не позволяющий совершить последующие действия до завершения предыдущей.

Логическая схема RS-триггера

Логическая схема RS-триггеров, которые являются основой для построения, содержат в своей основе логические схемы ИЛИ-НЕ (логическое сложение и инверсию).

Память работает только при выключенном питании.

Для того, чтобы обеспечить режим синхронизации, используются дополнительные элементы, разрешающие переключение триггера только в момент прихода синхросигнала. Для этого перед входом RS-триггера ставятся дополнительные элементы И.

Синхронный RS-триггер

Разновидности триггеров

D-триггеры называются триггерами задержки. Они отличаются тем, что информация на входе в n-ном такте соответствует информации, записанной в n−1-ном такте.

JK-триггеры

Особенность их в том, что триггер меняет состояние на выходе при реализации неопределенности типа S = 1, R = 1.

Число импульсов на выходе в два раза меньше, чем на входе.

Функциональные узлы

1. Регистры являются основными элементами оперативной памяти и вспомогательных операций над двоичными числами. Основным элементом регистра является триггер. Используются два основных типа регистров: параллельный и сдвиговый. Алгоритм работы параллельного регистра строится на следующих трех шагах:

1.  Сброс регистра (обнуление всех ячеек памяти).

2.  Запись информации в регистр.

3.  Считывание информации из регистра.

Основа — память на RS-триггерах и две линейки управления.

Вход «1» — разрешение записи.

Вход «2» осуществляет обнуление памяти.

Вход «3» — разрешение считывания информации, записанной в памяти.

Существуют регистры, у которых при подаче определенной команды содержимое может меняться на противоположное. Такие регистры называются регистрами с обращением. Основу таких регистров составляют комбинированные триггеры, где комбинируются свойства RS и JK триггеров.

Последовательный регистр строится на D-триггерах.

Информация задерживается на 1 такт.

2. Счетчики импульсов позволяют записывать число импульсов, поступающих на их вход в двоичном коде.

Основу счетчиков составляют JK-триггеры.

Поскольку в основу JK-триггера входит RS-триггер, то предусмотрен дополнительный вход, позволяющий «обнулять» RS-триггеры.

Поскольку каждый разряд счетчика делит число импульсов на два, то за счет организации функциональных связей между триггерами можно обеспечить деление числа импульсов, приходящих на вход, не только на число, кратное двум, но и на нечетные числа.

3. Дешифратор.

Дешифраторы предназначены для преобразования кода, поступающего на его вход, в одноразрядный позиционный код. Простейший пример — кодовый замок.

4. Мультиплексор служит для преобразования параллельного двоичного кода в последовательный двоичный код.

Мультиплексор является программно управляемым. Очередность появления входных логических уровней на выходе определяется кодовой комбинацией на входах 1 и 2.

5. Демультиплексор осуществляет обратную процедуру: преобразование последовательного кода в параллельный двоичный код.

6. Аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи.

АЦП служит для преобразования различных аналоговых величин в их цифровой эквивалент, выраженный двоичным кодом. В большинстве случаев физическими величинами, подаваемыми на вход АЦП, являются ток, напряжение или частота следования электрических импульсов. Для ввода в компьютер любые физические величины должны быть преобразованы в эти параметры.

ЦАП служат для преобразования двоичного кода в его аналоговый эквивалент.

Основные параметры АЦП:

  Уровень дискретизации — разница между двумя близлежащими на шкале значениями физической величины, которые АЦП может различать как самостоятельные. Уровень дискретизации численно равен аналоговому эквиваленту младшего разряда АЦП.

  Быстродействие — время между подключением аналогового сигнала на вход АЦП и получением цифрового эквивалента на выходе.

  Точность преобразования.

  Стоимость.

Основные элементы АЦП:

  Компаратор — элементарное устройство, имеющее два аналоговых входа и один цифровой выход.

При U1 < U2 Uвых = 0

При U1 ≥ U2 Uвых = 1

Основные способы построения АЦП:

  АЦП последовательного счета.

По команде «Пуск» включается генератор импульсов (ГИ), с выхода которого импульсы поступают на счетчик. Число импульсов поступает на ЦАП и ВР. Как только напряжение на выходе ЦАП станет равным Ux, на выходе компаратора появляется единица, закрывающая счетчик.

Аналоговая информация отличается от дискретных сигналов тем, что аналоговые постоянно изменяются во времени, являясь аналогами тех процессов, которые они отражают.

  АЦП параллельного считывания.

Самый быстродействующий преобразователь из известных.

ПК — преобразователь кода.

ВР — выходной регистр.

ИОН — источник образцовых напряжений.

На выходе источника образцовых напряжений — n напряжений, отличающихся друг от друга частотой дискретизации.

Код, поступающий на ПК, называется позиционным. ПК преобразует позиционный код в двоичный код.

Позиционный код	Двоичный код
Младший разряд	Старший разряд	Младший разряд	Старший разряд
0 0 0	0 0 0
1 0 0	1 0 0
1 1 0	0 1 0
1 1 1	1 1 0

ВР — тип промежуточной памяти, хранящий информацию до ее считывания.

  АЦП поразрядного уравновешивания.

  АЦП с двойным интегрированием.

(Преобразовывается в последовательность прямоугольных импульсов, длительность которых пропорциональна этому напряжению, далее эта длительность записывается в двоичном коде.)

Функциональные узлы вычислительных устройств

Память ЭВМ

Память делится на внутреннюю и внешнюю. Внутренняя память входит в ядро процессора и, как правило, является адресной. Основными параметрами, характеризующими память, являются:

1.  Емкость памяти — максимальное количество данных, которые могут храниться в памяти.

2.  Удельная емкость памяти — отношение емкости памяти к ее физическому размеру.

3.  Быстродействие — продолжительность операции обращения (время, затрачиваемое на поиск нужной информации при считывании или записи. Время считывания равняется сумме времени доступа и времени собственно считывания). Поскольку время считывания гораздо меньше времени доступа, за время считывания принимают время доступа.

По способу организации доступа память бывает с непосредственным (произвольным) доступом (RAM) и с прямым доступом (ROM).

Иерархически память делится на внешнюю (выполняется на оптических или магнитных носителях) и внутреннюю, входящую в ядро процессора (оперативная память). Оперативная память также называется основной.

Оперативная память — устройство, хранящее информацию, используемую арифметико-логическим устройством и устройством управления.

Кроме оперативной памяти для увеличения быстродействия в компьютере используется сверхоперативная или кэш-память.

По способу организации память делится в соответствии с используемыми методами размещения и поиска информации: адресная, ассоциативная и стековая.

Устройство управления функционирует, выполняя следующие процедуры: счет команд программы и выдача в арифметико-логическое устройство всей команды или ее частей для выполнения.

Периферийные устройства

К периферийным устройствам относятся внешняя память (НЖМД, CD-ROM), элемент управления (мышь), клавиатура, дисплей, печатающее устройство, устройство связи.

Интерфейс

Системный элемент, который позволяет обмениваться информацией между элементами, входящими в систему. Состоит из:

1.  Модуль управления процессом обмена информацией.

2.  Шинная система.

3.  Вспомогательная логика.

4.  Протокол обмена информацией.

В настоящее время используются 3 типа интерфейсов, в зависимости от необходимой скорости обмена информацией и расстояния, на которое она должна передаваться.

Существуют интерфейсы с последовательной, последовательно-параллельной, параллельной передачей данных. По типам соединительных кабелей интерфейсы делятся на:

1.  Волоконно-оптический кабель — оптическое волокно, в котором реализуется эффект полного внутреннего отражения.

Пары: кварц (жила)-кварц (оболочка), кварц-полимер, полимер-полимер.

Кварц-кварц — низкая механическая прочность.

Полимер-полимер — больше потери из-за затухания.

Частота излучения — от 1 до 10 ГГц.

2.  Коаксиальный кабель — жила, окруженная диэлектриком и металлическим экраном сверху.

Диапазон частот — 100 МГц–1 ГГц.

3.  Витая пара.

Диапазон частот — до 100 МГц.

Способы подключения абонентов к шинной системе в сетях:

1.  Прямое подключение абонентов.

2.  С помощью трансформаторных развязок.

Линия и абонент гальванически развязаны. Недостатком такого подключения является необходимость использования биполярных уровней в кодировании нуля и единицы.

3.  Использование оптронных развязок. Оптрон — выполненная в едином конструктиве пара «фотодиод-светодиод». Светодиод, как правило, работает в ИК-диапазоне.

Достоинства — полная гальваническая развязка, помехозащищенность, высокое быстродействие, возможность работы с униполярными сигналами. Такие развязки получили наибольшее распространение.

Основные элементы, обеспечивающие подключение электронно-вычислительной аппаратуры в системе телекоммуникаций: передатчик, приемник, канал связи, сообщение.

Используемые методы организации обмена информацией в системах отличаются друг от друга по следующим признакам:

1.  Возможными направлениями передачи информации.

2.  Способами разделения информационных потоков во времени.

Типы протоколов обмена информацией в сетях

Протокол — правило, по которому происходит обмен информацией.

Различают протокол установки связи и протокол обмена.

Возможны следующие основные типы протоколов: дуплексные (данные от источника к приемнику передаются в двух направлениях), полудуплексные (данные передаются в любом направлении, но по очереди) и симплексные (данные передаются только в одном направлении).

По способам разделения информационных каналов во времени можно обозначить два способа: синхронный и асинхронный. Синхронная передача отличается большой скоростью, так как передаваемая информация пересылается большими информационными блоками, и отдельные фрагменты выделяются специальными символами. Асинхронная передача подразумевает передачу каждого байта информации, снабженного стартовыми и стоповыми битами.

Сведения об организации вычислительных сетей

Сети средств вычислительной техники различаются между собой по двум основным признакам: функциональному назначению (информационные, вычислительные, информационно-вычислительные) и территориальной расположенностью (локальные, региональные, глобальные, корпоративные).

УК — узел коммутации.

ИП — интерфейсный процессор.

Т — терминал.

УУиС — узел управления и связи.

По методам передачи данных в сетях отличаются следующие методы:

1.  Коммутация каналов.

2.  Коммутация сообщений.

3.  Коммутация пакетов сообщений.

По топологии различаются следующие типы сетей:

1.  Общая шина.

2.  Token Ring — кольцо.

3.  Звезда.

4.  Древовидная система.

Некоторые типы интерфейсов

MIL1553 — алгоритм последовательно-параллельного интерфейса.

В этом стандарте унифицированы следующие виды сообщений: от контроллера к оконечному устройству, от оконечного устройства к контроллеру, от оконечного устройства к оконечному устройству. Слова, которые используются в данном стандарте, имеют 20 разрядов двоичного кода, причем все слова делятся на командные, информационные и ответные. Во всех типах слов последний, 20-й разряд — проверка на четность.

Алгоритм работы:

При передаче информации вначале контроллер передает командное слово на прием информации, затем исследует определенное количество (от 1 до 16) информационных слов. Оконечное устройство после приема формирует ответное слово. При передаче информации от оконечного устройства к оконечному устройству контроллер формирует два последовательных командных слова: устройству А на прием информации и устройству Б на прием информации.

Форматы слов для организации сообщений

Используются 3 вида слов: командные, информационные, ответные слова. Алгоритм обмена информации в последовательном интерфейсе:

1.  Контроллер передает командное слово, обеспечивающее установление связи между определенным источником информации и ее приемником.

2.  Передается от 1 до 16 информационных слов.

3.  После приема информации приемник дает ответное слово, процедура обмена информацией закончена.

Формат любого из слов состоит из 20 двоичных разрядов.

Первые 3 разряда в информационном, командном и ответном словах используются для передачи сигнала синхронизации в середине 2-го разряда. В командном слове первые 5 разрядов используются для сброса оконечного устройства по адресу, который пересылается в 5 разрядах. Следующий разряд — признак командного слова. Следующие 5 разрядов используются либо для передачи количества информационных слов в сообщении, либо для обозначения кода команды управления. Последний разряд — проверка на четность.

В информационном слове 16 разрядов — информация.

В ответном слове первые 5 разрядов — адрес оконечного устройства, 1 следующий разряд — запрос на обслуживание. Следующий разряд — подсистема занята. Следующий разряд — устройство принимает на себя функции контроллера. Следующие 5 разрядов — резерв, не используются. Следующие 2 разряда служат для инициализации неисправности оконечного устройства.

Сообщения от контроллера к устройству передаются без пауз, интервал между последним информационным словом и ответным словом составляет 10-5 секунд.