Периферийные устройства (стр. 14 )

Системы формирования речевых сигналов по образцам различаются возможностями библиотек, качеством звучания восстановленной речи и сложностью аппаратной реализации.

Недостаток – медленный поиск нужного сообщения.

Достоинство – обеспечивает сравнительно хорошее качество речи.

Синтез речевых сообщения по правилам

Основано на расчленении речевого сигнала на отдельные фонетические составляющие. Что бы вывести речевые сообщения, необходимо иметь фонетическое описание произносимого слова, Фонетическое описание  представляет собой последовательность элементов фонетического алфавита, включая паузы.

2 Блок питания ПЭВМ

Все современные блоки питания - импульсные (50 или 60 Гц).

Работа: сетевое напряжение поступает на выпрямитель, с  выпрямителя идет на ключевую схему, которая преобразует его в последовательность  импульсов частотой в несколько десятков кГц, с выхода ключевой схемы - на импульсный трансформатор, на выходе которого стоит преобразователь в постоянное напряжение. Стабилизация напряжения осуществляется путем управления скважностью импульсов. Схема защиты обычно блокирует генерацию импульсов. Использование более высокой частоты, чем в сети, снижает габариты трансформаторов и фильтров. Разделяются ИП на два типа АТ и АТХ. Они отличаются тем, что имеют различные разъемы, в AT нет схемы управления питанием, и он включается и выключается вручную. Все современные блоки питания двухтактные, то есть они имеют два ключевых транзистора в ключевой схеме.

Распайка  основных разъемов питания и дополнительных жгутов для питания накопителей представлена на рисунке 2.1.

  а) основные разьемы блока АТ;

  б) основной разьем блока АТХ;

  в) и г) разьемы питания накопителей.

Рисунок 2.1 - Разъемы жгутов блока питания

К блокам питания предъявляется следующие требований:

по уровню помех, передаваемых во вторичные цепи; по стабильности питающих напряжений (при разбросе напряжений в сети и колебании токов нагрузки); по температурной стабильности; по электробезопасности; по защите ПЭВМ от значительного повышения или понижения напряжения в первичной сети; по уровню электромагнитного излучения; по уровню обратных помех, генерируемых в питающую сеть.

Структурная схема блока питания с импульсным трансформатором представлена на рисунке 2.2.

Рисунок 2.2 – Структурная схема блока питания ПЭВМ

с импульсным трансформатором

Напряжение сети, после сетевого фильтра выпрямляется  диодным мостиком и поступает на высокочастотный преобразователь. На выходе преобразователя формируются высокочастотные импульсы, поступающие на понижающий импульсный трансформатор, с обмоток которого снимаются  номиналы напряжений, преобразуемые в постоянные напряжения на отдельных выпрямителях. Стабилизация выходных напряжений осуществляется за счет изменения ширины импульсов напряжения на выходе преобразователя: через усилитель обратной связи на формирователь поступает стабилизируемое напряжение, величина которого управляет шириной импульсов. Это, в свою очередь, увеличивает или уменьшает отдаваемый в нагрузку ток.

3 Основные принципы организации ЭВМ

Состав устройств ПЭВМ, их основные связи и выполняемые функции определяет обобщенная структурная схема ЭВМ (рисунок 3.1).

Рисунок 3.1 – Обобщенная структурная схема ПЭВМ

Все связи между устройствами делятся на информационные и управляющие информационные связи.

3.1 Принципы организации передачи информации

Для минимизации загрузки процессора при выполнении процессов ввода-вывода функции управления распределяются на несколько устройств: процессор, главный контроллер (канал) ввода-вывода, контроллер ПУ и блок управления ПУ.

Функциональная схема передачи информации в компьютере показана на рисункке 3.2.

Рисунок 3.2 - Функциональная  схема  организации  передачи 

информации  в  компьютере

Операцию ввода-вывода начинает процессор, выдавая в главный контроллер ввода-вывода соответствующую команду (2). Предварительно, с помощью слова состояния канала, процессор должен убедиться, что он готов к работе (1).

Канал приступает к управлению вводом-выводом с помощью специальной программы канала. После чего процессор отключается от процесса ввода-вывода и функции управления  принимает на себя канал.

Канал, после анализа слова состояния (4) соответствующего контроллера о его готовности, передает ему управляющий приказ (команду канала) (6,7) и может переходить к работе с контроллером другого ПУ. Далее контроллер ПУ  управляет вводом-выводом, формирует и передает в блок управления ПУ необходимый управляющий код (сигнал) (8,9), получив который  ПУ преступает к процессу передачи данных (10).

3.2 Система ввода-вывода

Задача системы ввода-вывода (СВВ) состоит в организации и управлении процессом передачи информации от периферийного устройства (ПУ) в оперативную память (ОП) машины при вводе и в обратном направлении при выводе (операции ввода-вывода).

Любое  ПУ  представляет собой генератор (или потребитель) данных (ГенД), который запускается в работу сигналами  от управляющих компонентов СВВ и  сообщает ей о своем состоянии сигналами «Состояние» (рисунок 3.3).

Рисунок 3.3 – Схема системы ввода-вывода

Основные функции СВВ:

- преобразование блоков  (форматов) информации, принимаемых  от ПУ при вводе, в форматы центрального процессора (ЦП) и ОП, обратное преобразование - при выводе;

определение места в ОП, где должен быть размещен сформированный машинный блок при вводе или откуда должен быть выбран  при выводе, т. е. формирование  текущего  адреса ОП; формирование управляющих сигналов для работы  ПУ в различных режимах, задание типа выполняемой операции и т. д.; получение и обработка сигналов,  характеризующих состояние ПУ, возможность выполнения им каких либо действий; получение приказов от ЦП на выполнение операций ввода-вывода, формирование сообщений о состоянии СВВ; синхронизация процессов ЦУ и ПУ.

3.3 Совмещение операций обработки ввода-вывода

Основные средства, позволяющие совместить операции ввода-вывода - прерывания и приостановки.

Прерывание - процесс переключения ЦП с одной программы на другую по  внешнему сигналу с сохранением информации для последующего возобновления прерванной программы. Процесс прерывания показан на рисунке 3.4, где ПУ при возникновении события,  требующего  реакции  со стороны ЦП, формирует сигнал, называемый запросом прерывания. Он может поступать в ЦП в произвольные моменты  времени асинхронно по отношению к выполнению программы, поэтому запросы прерываний запоминаются на  специальном регистре, называемый регистром запроса прерываний  (РгЗП).

Рисунок 3.4 – Схема работы прерывания

Состояние РгЗП анализируется аппаратными или программными сред - ствами в определенные моменты выполнения программы (команды). После выполнения каждой команды схемы управления производят опрос состояния РгЗП и при наличии в нем единицы переходят к выполнению прерывания. Интервал времени ожидания между моментом поступления сигнала запроса прерывания в РгЗП и моментом начала  обработки прерывания называют временем реакции на прерывание.  Обработка прерывания включает в себя этапы  запоминания состояния прерываемой программы и перехода  к  выполнению  прерывающей  программы (Тз – время запоминания состояния), собственно  выполнения прерывающей программы  (Тпп), восстановления состояния  прерванной программы и возврата к ее выполнению (Тв). Интервалы Тз и Тв представляют собой  накладные затраты, зависящие от способа реализации системы прерываний,  которые в случае использования механизма прерываний для согласования моментов времени передачи данных между ЦП и ПУ  могут снизить возможность параллельного выполнения операций обработки и ввода-вывода или  сделать его невозможным.

Систему прерываний  характеризуют  способом  опроса РгЗП, общим числом входов от внешних источников, числом уровней прерывания (по которым сгруппированы определенные источники), глубиной прерывания (максимальным  числом  программ, которые могут быть последовательно прерваны  друг  другом),  системой приоритетов и организацией переходов к следующей программе. 

Приостановка - процесс, при котором средства управления, работающие автономно от ЦП,  задерживают  работу  на  время цикла памяти Тц, при  этом  ОЗУ непосредственно занято приемом или выдачей информации  для  другого устройства. Во время приостановок текущее состояние  процессора не меняется, но выполнение программы (команды) задерживается до освобождения ОЗУ. Процесс  приостановки работы ЦП  показан на рисунке 3.5. 

Рисунок 3.5 – Схема работы приостановки

Если обращение процессора к ОЗУ произошло в момент  времени t1, но ОЗУ занято выполнением записи-чтения данных  от другого источника  (например, от СВВ), то работа ЦП приостанавливается на время t  до  момента t2 освобождения ОЗУ. Приостановки используются при организации СВВ. 

3.4 Исключение простоев в работе ЦП

Однопрограммный режим работы. Это когда программы в ЦП выполняются последовательно и переход к следующей осуществляется только после завершения предыдущей (рисунок 3.6).

Рисунок 3.6 - Однопрограммный режим работы

Режим работы при опережающем вводе.  При опережающем  вводе вся информация, подлежащая вводу, разбивается на несколько порций. Вначале производится  ввод первой порции, содержащей программу и данные, необходимые для начала операции обработки. Вторую порцию информации СВВ вводит при параллельно работающем ЦП. Если ввод второй информации  завершается до окончания обработки первой порции, то ЦП простаивать не будет. Для такой организации вычислительного  процесса необходимо, чтобы  программа предвосхитила потребность в  данных и начала их ввода заранее. При однопрограммном режиме  работы вывод данных может быть организован параллельно с обработкой, начиная с момента их получения (рисунок 3.7).