кзамену По Информатике (стр. 3 )

14Взаимодействие центральных внешних устройств ЭВМ. Типы интерфейса

Микропроцессор  (МП;  CPU  –  Central  Processing  Unit  (центральный

обрабатывающий модуль)) – центральный блок ЭВМ, управляющий работой всех

компонент ЭВМ и выполняющий операции над информацией. Операции производятся в

регистрах, составляющих микропроцессорную память.

Основные функции МП:

- выполнение команд программы, расположенной в ОЗУ; команда состоит из

кода, определяющего, что эта команда делает, и операндов, над которыми эта команда

осуществляется;

- управление пересылкой информации между микропроцессорной памятью, ОЗУ

и периферийными устройствами;

- обработка прерываний;

- управление компонентами ЭВМ.

Микропроцессор (Ошибка! Источник ссылки не найден.) состоит из

следующих блоков:

АЛУ – арифметико-логическое устройство;

ДБ – другие блоки (математический сопроцессор, модуль предсказания

ветвлений);

ДК – дешифратор команд;

ИМП – интерфейс микропроцессора;

Кэш L1 – кэш-память первого уровня;

Кэш L2 – кэш-память второго уровня;

МПП – микропроцессорная память;

РОН – регистры общего назначения;

20

РС – регистры смещений;

РФ – регистр флагов;

СР – сегментные регистры;

УС – устройство синхронизации;

УУ – устройство управления.

Рассмотрим назначение этих блоков МП.

15Шина. Характеристики и типы.
В основе устройства ЭВМ лежит системная шина, которая служит для обмена командами и данными между компонентами ЭВМ, расположенными на материнской плате.
Системная шина включает в себя:
- кодовую шину данных для параллельной передачи всех разрядов числового кода (машинного слова) операнда из ОЗУ в МПП и обратно (имеет 64 разряда);
- кодовую шину адреса для параллельной передачи всех разрядов адреса ячейки ОЗУ (имеет 32 разряда);
- кодовую шину инструкций для передачи команд (управляющих сигналов, импульсов) во все блоки ЭВМ;
-шину питания для подключения блоков ЭВМ к системе энергопитания.
Системная шина обеспечивает три направления передачи информации:
1) между МП и ОЗУ;
2) между МП и контроллерами устройств;
3) между ОЗУ и внешними устройствами (ВЗУ и ПУ, в режиме прямого доступа к памяти).
Все устройства подключаются к системной шине через контроллеры – устройства, которые обеспечивают взаимодействие внешних устройств

16 Обобщенная структурная схема персонального компа

Основное утройство ПК - материнская плата, к которой подключаются все устройства с помощью разъемов, расположенных на этой плате. Соединение всех устройств в единую систему обеспечивает системная магистраль (шина), представляющая собой линии передачи данных, адресов и управления.

Ядро ПК образуют центральный процессор и основная память, состоящая из оперативной памяти и постоянно запоминающего устройства (ПЗУ). ПЗУ предназначена для записи и постоянного хранения данных.

Подключение внешних устройств (клавиатуры,  монитора,  внешних ЗУ, мыши, принтера и тд) обеспечивается через контроллеры, адапетры, карты. Контроллеры, адаптеры или карты имеют свой процессор и свою память, те представляют собой специализированный микропроцессор.

Микропроцессор

Центральный микропроцессор (небольшая микросхема, выполняющая все вычисления и обработку информации) – это ядро ПК.

Компоненты микропроцессора

АЛУ (арифметико - логическое устройство) выполняет логические и арифметические операции. Устройство управления управляет всеми устройствами ПК. Регистры используются для хранения данных и адресов. Схема управления шиной и портами - осуществляет подготовку устройств к обмену данными между микропроцессором и портом ввода-вывода, управляет шиной адреса и управления.

Основные характерестики микропроцессора

Разрядность - число двоичных разрядов одновременно обрабатываемых при выполнении одной команды.(32,64) Тактовая частота - количество циклов работы устройства за еденицу времени. Чем выше тактовая частота, тем выше производительность. Наличие встроенного математического сопроцессора. Наличие и размер Кэш - памяти.

Оперативная память

Оперативное запоминающее утройство (ОЗУ)- область памяти, предназначенная для хранения информации в течение одного сеанса работы с компьютером. Из ОЗУ процессор считывает ппрограммы и исодные данные для обработки в свои регистры, записывает полученные результаты. Быстродействие ОЗУ нижу быстродействия регистров процессора, поэтому перед выполнением команд процессор переписывает данные из ОЗУ в регистры.

Память по принципу действия бывает динамическая и статическая.

Ячейки динамической памяти - микроконденсаторы, накапливающие зарад на своих обкладках.

Ячейки статической памяти - триггеры, которые могут находиться в двух устойчивы состояниях.

Основыне параметры, характеризующие ОЗУ - емкость и время обращения к памяти.

Кэш - память

Кэш-память - это высокоскоростная память произвольного доступа, используемая процессором компьютера для временного хранения информации. При наличии Кэш-памяти данные из ОЗУ сначала переписываются  в нее, а затем в регистры процессора. При повторном обращении к памяти сначала производится поиск нужных данных в Кэш-памяти и необходимые данные из Кэш-памяти переносятся в регистры, поэтому повышается быстродействие.

Контроллеры

Устройства, которые осуществляют обмен информацией между оперативной памятью и внешними устройствами называются контроллерами или адаптерами, иногда картами. Контроллеры, адаптеры или карты имеют свой процессор и свою память, т. е. представляют собой специализированный процессор.

Контроллеры или адаптеры (схемы, управляющие внешними устройствами компьютера) находятся на отдельных платах, которые вставляются в унифицированные разъемы (слоты) на материнской плате.

Системная магистраль

Системная магистраль (шина) - это совокупность проводов и разъемов, обеспечивающих объединение всех устройств ПК в единую систему и их взаимодействие.

Для подключения накопителей (жестких дисков и компакт-дисков) используются интерфейсы.

Подключение периферийных устройств (принтеры, мышь, сканеры и т. д.) осуществляется через специальные интерфейсы, которые называются портами. Порты устанавливаются на задней стенке системного блока.

Слоты (разъемы) расширения конфигурации ПК предназначены для подключения дополнительных устройств к основной шине данных компьютера.

К основным платам расширения относятся:

Видеоадаптеры (видеокарты). Звуковые платы. Внутренние модемы. Сетевые адаптеры (для подключения к локальной сети). SCSI - адаптеры

Внешняя память. Классификация накопителей

Накопители - это устройства для записи и считывания информации с различных носителей информации. Различают накопители со сменным и встроенным носителем.

По типу носителя информации накопители разделяются на накопители на магнитных лентах и дисковые накопители.

По способу записи и чтения информации на носитель дисковые накопители разделяются на магнитные, оптические и магнитооптические.

Дополнительные устройства

Периферийные устройства - это устройства, которые подключаются к контроллерам ПК и расширяют его функциональные возможности.

По назначению дополнительные устройства разделяются на:

устройства ввода (трэкболлы, джойстики, световые перья, сканеры, цифровые камеры, диджитайзеры) устройства вывода (плоттеры или графопостроители); устройства хранения (стримеры, zip - накопители, магнитооптические накопители) устройства обмена (модемы)

17Програмное обеспечение эвм. Типы и состав

4.1. Программное обеспечение ЭВМ

Совокупность программ, процедур и правил, а также документации, связанных с

функционированием системы обработки данных, составляют программное обеспечение

(ПО; software). Программное и аппаратное обеспечение в ЭВМ работают в неразрывной

связи и взаимодействии.

ПО предназначено для решения конкретных задач. Приложение (application) – это

программная реализация решения задачи на ЭВМ. В большинстве случаев, приложения

разрабатываются для последующего выхода с ним на рынок ПО. Программный продукт

(ПП) – это комплекс взаимосвязанных программ для решения определенной проблемы

(задачи) массового спроса, подготовленный к реализации как любой вид промышленной

продукции.

Жизненный цикл ПП состоит из трех стадий: 1) разработка ПП; 2) эксплуатация и

сопровождение; 3) завершение жизненного цикла.

МС

ПС

ПР

ДК

ВР ЭП

СП

СН

Разработка

программного

продукта

Эксплуатация и

сопровождение

Завершение

жизненного

цикла

Стадия разработки ПП включает следующие частично перекрывающиеся этапы.

МС – маркетинг рынка ПО и формирование требований к ПП предназначены для

изучения требований к создаваемому ПП, включающие следующие действия:

- изучение  сегмента  рынка  ПО,  где  предполагается  использование

разрабатываемого ПП, и анализ аналогичных ПП; определение состава и назначения

функций обработки данных ПП;

- установление требований пользователя к способу взаимодействия с ПП (система

меню, использование манипулятора «мышь», типы подсказок, виды экранных документов

и т. п.);

- определение  аппаратных  и  программных  средств,  необходимых  для

эксплуатации ПП.

ПС – проектирование структуры ПП связано с разработкой структуры ПП,

структуры информационной базы задачи, выбором методов и средств создания программ

– технологии программирования.

Можно выделить следующие уровни ПО (в порядке убывания):

1) прикладной уровень;

2) служебный уровень;

3) системный уровень;

4) базовый уровень.

Базовый уровень отвечает за взаимодействие с аппаратными средствами и

хранится в базовой системе ввода-вывода (BIOS). Программы и данные записываются в

ПЗУ на этапе производства и не могут быть изменены во время эксплуатации. ПО

базового уровня выполняет следующие функции:

- тестирование оборудования после каждого включения ЭВМ, которое состоит из