Периферия ЭВМ

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. В чем заключается требование контроля четности в байте

байт процессор стековый память

Байт это 9 битов. 8 битов несут в себе данные, а один оставшийся используется для контроля на четность. Подсчет количества единиц в байте - один из методов проверки на ошибки передачи. Отражается как девятый бит: 1- кол-во единиц четное, 0 - нет. В случае, если количество битом в байте четное количество, то выдается ошибка.

Первоначально IBM PC требовали использование модулей памяти с контролем четности, так как они были разработаны инженерами хорошо знакомыми с потребностями пользователей использующих большие универсальные компьютеры. Полупроводники, производимые в то время, как считалось, были не столь надежны, как сегодняшние, поэтому существовала потребность убедиться, что каждый доступ к памяти содержал правильные данные.

Сегодня практически все компьютеры используют модули без проверки четности. Современные чипы памяти могут вызвать случайную ошибку с вероятностью один раз в десять лет или даже реже.

2. Понятие комбинационного логического элемента

Логический вентиль (далее - просто вентиль) - это своего рода атом, из которого состоят электронные узлы ЭВМ. Он работает по принципу крана (отсюда и название), открывая или закрывая путь сигналам. Базовыми операциями являются: конъюнкция , дизъюнкция и отрицание (инверсия) или . В комбинационой логике используются логические элементы: конъюнктор (И), дизъюнктор (ИЛИ), инвертор (НЕ), а также производные элементы: И-НЕ, ИЛИ-НЕ и «Равнозначность». Наиболее известные комбинационные устройства -- это сумматор, полусумматор, шифратор, дешифратор, мультиплексор и демультиплексор. Вентили имеют два или больше число входов (никогда не бывает одного) и один выход.

3. Назначение аккумулятора. Наименование аккумуляторов в процессорах серии Intel

Аккумулятор - это регистр, в котором хранится результат выполняемых арифметический и логических команд. Он неявно указывается в командах программы. Микропроцессор с аккумуляторной архитектурой или 1-операндная машина отличается тем, что даже если в нём несколько регистров, результат большинства операций сохраняется в специальном регистре, который называется «аккумулятор». Это упрощает как реализацию архитектуры, так и сокращает размеры машинного кода. В ранних сериях аккумулятор у Intel обозначался как А, в более поздних, в основном в Pentium как АХ. В современных процессорах аккумулятором может быть любой из имеющихся основных регистров.

4. Общее назначение сегментных регистров

Сегментные регистры хранят в себе адрес ячейки памяти, в которой находятся выполняемая в данный момент программа. При смене процесса меняется содержимое сегментных регистров. А также с помощью них указывается текущая выполняемая команда в общем потоке. Сегментные регистры -- регистры, указывающие на сегменты.

В реальном режиме работы процессора сегментные регистры содержат адрес начала 64Kb сегмента, смещенный вправо на 4 бита. В защищенном режиме работы процессора сегментные регистры содержат селектор сегмента памяти, выделенного ОС. CS -- указатель на кодовый сегмент. Связка CS:IP (CS:EIP/CS:RIP -- в защищенном/64-битном режиме) указывает на адрес в памяти следующей команды.

5. Технология MMX

Самый первый тип мультимедиа инструкций. Появился в Pentium I. Служил для обработки медиа контента, в основном цифровой музыки. Процессор Pentium MMX отличается от обычного Pentium по шести основным пунктам:

- добавлено 57 новых команд обработки данных;

- увеличен в два раза объем внутреннего кэша (16 кб для команд и столько же -- для данных);

- увеличен объем буфера адресов перехода (Branch Target Buffer -- BTB), используемого в системе предсказания переходов (Branch Prediction);

- оптимизирована работа конвейера (Pipeline);

- увеличено количество буферов записи (Write Buffers);

- введено так называемое двойное электропитание процессора.

6. Шина VESA - Достоинства, недостатки, в т.ч. по сравнению с другими шинами

Новая шина не замещала собой шину ISA, а являлась её дополнением и использовалась для подключения устройств, требовавших большой пропускной способности, таких как видеоадаптер или дисковый контроллер. Шина работала на тактовой частоте процессора 80486, то есть до 40 МГц. Пропускная способность при 40 МГц достигала 160 мегабайт/с, что в десять раз превосходило скорость шины ISA. Кроме того, появилась возможность устройств управлять шиной без помощи процессора (bus mastering), не реализованная в ISA.

Помимо преимуществ, шина имела ряд недостатков. Из-за ограничений процессорной шины к VLB можно было подключать не более двух устройств (в редких случаях -- до трёх). Кроме того, поскольку VLB являлась частью процессорной шины, устройства, подключенные к локальной шине, отнимали процессорное время, которое могло бы использоваться для других целей. В дополнение ко всему жёсткая привязанность к архитектуре 80486 не позволяла использовать эту шину в других системах.

Из-за этих качеств шина VLB поначалу имела большую популярность, чем PCI, но была вытеснена ей после появления процессора Pentium.

7. Стековая память - принцип организации. Пример стековой организации в жизни

Стек - специально выделенная область памяти, в которой хранятся адреса последних выполняемых команд. Стековой называют память, доступ к которой организован по принципу: "последним записан - первым считан". Принцип работы стековой памяти состоит в следующем: Когда слово А помещается в стек, оно располагается в первой свободной ячейке памяти. Следующее записываемое слово перемещает предыдущее на одну ячейку вверх и занимает его место и т.д. Считывание слов из стека осуществляется в обратном порядке. Принцип ее проще говоря - делал одно дело, но надо сделать другое, мы сохраняемся на моменте текущей команды, откладываем в стек, и переходим к новому делу, заканчиваем его, вытаскиваем из стека, наше раннее дело и продолжаем делать его.

В микроконтроллерах серии AVR применяется широко распространенный способ организации стековой памяти, когда в качестве стека используется часть ОЗУ. Магазин с обоймой патронов -- самый настоящий стек. Когда врач на приёме говорит вам “Подождите пока что за дверью“, вы выходите, но не становитесь в в конец очереди пациентов, а становитесь как бы самым первым (“сказали подождать!“) -- отодвигая назад, в толпу того, кто был уже вот-вот у заветной двери, омрачая его счастье. Поздравляю: теперь вы -- вершина стека.

Вы применяете стек, когда начинаете бросать одни дела ради более срочных -- “потом доделаю!”. Из-за того, что на хранение элементов стека расходуется память, вы устаёте сильно быстрее, чем если бы заканчивали каждую задачу до того, как хвататься за следующую.

Лоток принтера с бумагой, игра “Ханойские башни” -- простые примеры стека. Самые первые калькуляторы были напрямую сделаны как стеки. Вместо “2+2? нужно было ввводить “2 2 +”.

8. Статическое ОЗУ - элементная база, достоинства и недостатки

Статическая память (SRAM) - это энергозависимая полупроводниковая память с произвольным доступом, в которой каждый разряд хранится в триггере, позволяющем поддерживать состояние разряда без постоянной перезаписи. Для организации чтения и записи из ячейки памяти дополнительно используется три или более транзисторов. Триггер - это элемент памяти с двумя стабильными состояниями - «0» и «1». В установленном состоянии триггер сохраняется, пока на него подается питание. Таким образом, триггер может служить ячейкой памяти, хранящей один бит информации. Любой триггер можно создать из трех основных логических элементов: И, ИЛИ, НЕ. Поэтому все, что относится к элементной базе логики, относится и к триггерам

Достоинства:

высокая скорость работы;

нет необходимости регенерации ячеек.

Недостатки:

высокая цена;

низкая плотность упаковки;

небольшой объем;

высокое энергопотребление.

В связи с перечисленными выше достоинствами и недостатками, область применения статической памяти ограничивается, в основном, использованием ее в качестве КЭШ-памяти, что позволяет при небольшом увеличении стоимости уменьшить влияние недостатков динамической памяти на производительность ЭВМ.

9. Понятие разделов дисков

Диск может быть разделен на секции и разделы. Каждый раздел функционирует как индивидуальный модуль, и может быть логически отформатирован с любой требуемой файловой системой.

Используя множество разделов, Вы можете:

Устанавливать больше одной ОС на вашем жестком диске;

Наиболее эффективно использовать доступное Вам дисковое пространство;

Обеспечивать безопасность ваших файлов насколько это возможно;

Физически размещать данные так, чтобы можно было легко найти файлы и копировать данные.

Есть три вида разделов: первичный, дополнительный и логический. Первичный и дополнительный разделы - главные дисковые разделы

Первичный раздел может содержать операционную систему наряду с любым количеством файлов данных (например, программных файлов или пользовательских

файлов). Ативный раздел - раздел это тот, с которого ОС загружается при запуске компьютера.

Дополнительный раздел - по существу контейнер, в котором Вы можете далее физически делить ваше дисковое пространство, создавая неограниченное число логических разделов.

10. Назначение сдвигов регистра в последовательном интерфейсе

Количество проводов в последовательных интерфейсах всегда меньше, чем в параллельных. Поэтому часто приходится делить байты на более мелкие куски. Ну а чтобы их передавать из буфера как надо, приходится делать сдвиги на определенное кол-во бит. А результат сдвига хранится в сдвиговом регистре.

11. Основные операции булевой алгебры

В алгебре логики существует три основные операции:

Логическое отрицание {инверсия).

Обозначается: ?А, ¬A, not А, не А. Высказывание ¬А истинно при ложном А и ¬А ложно при истинном А.

Логическое умножение {конъюнкция).

Обозначается А&В, A and В, А*В, А^В, АВ, А и В. Высказывание А ^ В истинно тогда и только тогда, когда оба высказывания А и В истинны.

Логическое сложение {дизъюнкция).

Обозначается: A v В, A or В, А + В, А или В. Высказывание A v В ложно тогда и только тогда, когда оба высказывания А и В ложны.

Остальные операции алгебры логики выражаются через первые три операции: отрицание, конъюнкцию и дизъюнкцию. Перечислим их.

Логическое следование {импликация).

Эквивалентность (равносильность, необходимо и достаточно).

Исключающее ИЛИ.

12. Понятие интерфейса

Интерфейс - это способ общения пользователя с персональным компьютером, пользователя с прикладными программами и программ между собой. Интерфейс служит для удобства управления программным обеспечением компьютера.

Интерфейсы бывают:

- однозадачные и многозадачные,

- однопользовательские и многопользовательские

Интерфейсы отличаются по способу доступа к командным файлам программ.

Командный (текстовый) интерфейс. Всякая операционная система имеет командный интерфейс.

Текстовый или графический полноэкранный интерфейс. Он имеет, как правило, в верхней части экрана систему меню с подсказками. Меню часто бывает выпадающим.

Графический многооконный пиктографический интерфейс. Представляет собой рабочий стол (DeskTop), на котором располагаются пиктограммы (значки или иконки программ).

13. Периферия ЭВМ. Назначение. Наиболее распространенная периферию

Основное назначение ПУ - обеспечить поступление в ПК из окружающей среды программ и данных для обработки, а также выдачу результатов работы ПК в виде, пригодном для восприятия человека или для передачи на другую ЭВМ, или в иной, необходимой форме. Периферийные устройства можно разделить на несколько групп по функциональному назначению:

1. Устройства ввода-вывода - предназначены для ввода информации в ПК, вывода в необходимом для оператора формате или обмена информацией с другими ПК - внешние накопители (приводы CD-ROM, CD-R, CD-RW, DVD-R, DVD-RW, флеш-карты), модемы.

2. Устройства вывода - предназначены для вывода информации в необходимом для оператора формате - принтер, монитор, аудиосистема.

3. Устройства ввода - Устройствами ввода являются устройства, посредством которых можно ввести информацию в компьютер - клавиатура, сканер, графический планшет и т.д.

4. Дополнительные ПУ - такие как манипулятор "мышь"; WEB-камеры.

14. Реальный и защищенный режим работы процессора

В реальном режиме при вычислении линейного адреса, по которому процессор собирается читать содержимое памяти, сегментная часть адреса умножается на 16 и суммируется со смещением. После включения питания процессор начинает работу в реальном режиме. Если размеры кода и данных программы невелики, она может целиком исполняться в реальном режиме. Так, например, DOS использует реальный режим, как основной.

В процессоре 80286, помимо реального режима, был реализован также защищённый режим. В защищённом режиме процессор может адресовать до 16 Мбайт физической памяти и 1 Гбайт виртуальной за счёт изменения механизма адресации. Суть защищённого режима в следующем: программист и разрабатываемые им программы используют логическое адресное пространство, размер которого может составлять 1 гигабайт. Благодаря защищённому режиму, в памяти может храниться только та часть программы, которая необходима в данный момент, а остальная часть может храниться во внешней памяти. Следовательно, становятся допустимыми программы, размер которых больше объема имеющейся памяти.

15. За счет чего повышается производительность при использования блока предсказания адреса перехода

Механизм предсказания программных переходов улучшает обработку ветвлений программы. При этом используется специальная небольшая кэш-память, называемая целевым буфером ветвлений. Когда процессор обрабатывает команду перехода, то он запоминает информацию о ней в этой памяти. Если процессор в следующий раз встретит эту команду перехода, то он может уже «догадаться» о направлении ветвления программы в этом месте. Это позволяет не останавливать конвейер и повышает производительность процессора. Предсказание ветвлений позволяет сократить время простоя конвейера, за счёт предварительной загрузки и исполнения инструкций после условного перехода. Прогнозирование ветвлений играет критическую роль, так как в большинстве случаев (точность предсказания превышает 90 %) позволяет оптимально использовать вычислительные ресурсы процессора.

16. Основные характеристики устройств памяти

К основным характеристикам устройств памяти можно отнести:

1) Временные характеристики:

- быстродействие - определяется временем выборки, временем обращения и другими параметрами.

- производительность - определяется пропускной способностью ЗУ, то есть - объемом информации, который можно считать/записать из/в ЗУ в единицу времени.

2) Важнейшей потребительской характеристикой ЗУ является его объем, или емкость памяти, то есть количество запоминаемой информации.

3) Третьей важнейшей потребительской характеристикой ЗУ, как и любого вычислительного устройства, является его стоимость , которая также может меняться в самых широких пределах в зависимости от объема, производительности и других характеристик.

17. Понятие и функционирование ПЗУ

Постоянное запоминающее устройство - это микросхема, которая используется для хранения системных программ тестирования основных узлов современного персонального компьютера при его включении, а также системных программ начальной загрузки. ПЗУ является устройством, предназначенным только для чтения. Запись информации в ПЗУ производится на специальных устройствах - программаторах. Однако в настоящее время появились специальные перепрограммируемые микросхемы ПЗУ, в которых имеется возможность изменения хранимой в них информации.

ПЗУ является энергонезависимым устройством, т.е. устройством, в котором при выключении компьютера вся информация, хранящаяся в нем, сохраняется.

В постоянную память часто записывают микропрограмму управления техническим устройством: телевизором, сотовым телефоном, различными контроллерами, или компьютером (BIOS).

18. Факторы, влияющие на плотность записи информации в ВЗУ разных типов

Плотность записи - число бит информации, записанных на единице поверхности носителя. Различают продольную плотность (бит/мм), т.е. число бит на единице длины носителя вдоль вектора скорости его перемещения (по дорожке), и поперечную плотность (бит/мм), т.е. число бит на единице длины носителя в направлении, перпендикулярном вектору скорости (число дорожек). Плотность записи гибких дисков определяется величиной зазора между диском и магнитной головкой, а от стабильности зазора зависит качество записи (считывания). Для повышения плотности записи необходимо уменьшить зазор, однако при этом значительно повышаются требования к рабочей поверхности дисков. Увеличение плотности данных на DVD стало возможным благодаря созданию более совершенных источников лазерного излучения и системы обнаружения и коррекции ошибок.

Поверхностная плотность записи информации является произведением продольной плотности записи на поперечную плотность записи. Допустимая продольная плотность записи зависит от характеристик магнитного носителя, зазора между носителем и головкой, конструкции головки, способа записи информации и других факторов.

Увеличения поперечной плотности записи можно достигнуть уменьшением ширины дорожки и расстояния между центрами дорожек.

19. Назначение видеадаптеров. Некоторые возможности современный адаптеров - 5 по выбору

Видеоадаптер обеспечивает интерфейс между компьютером и монитором, передавая сигналы, которые превращаются в изображение, которое мы видим на экране.

VGA - это фактический стандарт видеоадаптера с конца 80-х годов. Добавлены: текстовое разрешение 720x400 для эмуляции MDA и графический режим 640x480 с доступом через битовые плоскости. Режим 640x480 замечателен тем, что в нём используется квадратный пиксел, то есть соотношение числа пикселов по горизонтали и вертикали совпадает со стандартным соотношением сторон экрана -- 4:3. SVGA -- расширение VGA с добавлением более высоких режимов и дополнительного сервиса, например возможности поставить произвольную частоту кадров. Число одновременно отображаемых цветов увеличивается до 65 536 (16 бит) и 16 777 216 (24 бита), появляются дополнительные текстовые режимы. XGA -- стандарт, введённый IBM в 1990 году, поддерживающий более высокое, по сравнению с VGA, разрешение -- 1024Ч768, 256 цветов. Видеоадаптер EGA позволяет использовать 16 цветов при разрешении 640Ч350 пикселов. CGA - первый адаптер с графическими возможностями. Работает либо в текстовом режиме с разрешениями 40x25 и 80x25 (матрица символа - 8x8), либо в графическом с разрешениями 320x200 или 640x200.

20. Матричные принтеры - достоинства и недостатки

Данные принтеры работают аналогично старым машинкам для печатанья. Разница лишь в том, что устройство делает это в автоматическом режиме. Несмотря на то, что подобная технология достаточно «древняя», матричные принтеры не теряют своей популярности даже сегодня. И успех этот обусловлен тем, что их эксплуатация не требует больших затрат. Одна страница текста, напечатанного с помощью матричного принтера, значительно дешевле, чем во время использования других устройств печати. Но скорости печати данному устройству не хватает. Самый большой недостаток подобных моделей - это то, что они не поддерживают цветную печать, да и черно-белые снимки выходят плохого качества. Теперь подытожим:

Плюсы:

Печать документов имеет самую низкую стоимость.

Минусы:

Медленная печать;

Напечатать фотографию практически нереально;

Устройство создает много шума.

Такими принтерами можно пользоваться только в кассах. С его помощью невозможно напечатать большое количество текста и изображений.

Размещено на Allbest.ru