2. Общие сведения, структура, характеристика алу.

А ЛУ - вычислительный блок процессора. Используется для выполнения математических операций в программе (+, -, лог. и, лог. или, сдвиг). Можно представить как аппаратный блок, который обрабатывает два операнда и сохраняет полученный результат. Как вводятся операнды в АЛУ и где сохраняются, зависит от конкретного МК – некоторые выбирают один операнд из А и сохраняют в А, другие позволяют использовать различные источники операндов и места размещения результатов. АЛУ обычно работают с положительными целыми числами. Для представления отрицательных чисел используется дополнительный код.Основные характеристики АЛУ можно разделить на количественные и качественные: -Количественные характеристики определяют скорость выполнения операций, время выполнения одной операции, точность представления данных, количество выполняемых операций; -К качественным характеристикам АЛУ относятся:

• структурные особенности АЛУ;

• форматы представления данных (с фиксированной или плавающей точкой);

• способы кодирования данных.

Билет№5 1.Преобразователи ЦАП и АЦП

З ачастую получаемый непосредственно от источника сигнал представлен в форме непрерывно меняющегося по значению напряжения либо тока (пример: харак­тер электрического сигнала, соответствующий телефонным, телевизи­онным и другим видам сообщений). Для передачи таких сообщений по линии связи или для их обработки могут быть использованы две формы: аналоговая или цифровая. Аналоговая форма предусматривает оперирование всеми значениями сигнала, цифровая форма — отдельными его значениями, представлен­ными в форме кодовых комбинаций.Преобразование сигналов из аналоговой формы в цифровую выпол­няется в устройстве, называемом аналого-цифровым преобразователем (АЦП). Тут можно выделить следующие процессы: дискретизацию, квантование, кодирование. Преобразова­ние в цифровую форму осуществляет­ся над сигналом, представленным в форме меняющегося во времени на­пряжения. Процесс дискретизации заклю­чается в том, что из непрерывного во времени сигнала выбираются отдель­ные его значения, соответствующие моментам времени, следующим через определенный временной интервал Т. Операция квантования- смысл состоит в округлении значений аналогового напряжения, выбранных в тактовые моменты времени. Как и всякое округление, процесс квантования приводит к погрешности (к ошибкам квантова­ния) в представлении дискретных значений напряжения, создавая так называемый шум квантования. Кодирование- смысл состоит в следующем: округление значения напряжения, осуществляемое при операции кван­тования, позволяет эти значения представлять числами - номерами соответствующих уровней квантования. Цифроаналоговые преобразователи (ЦАП) это устройство для преобразования цифрового кода в аналоговый сигнал по величине, пропорциональной значению кода.ЦАП применяются для связи цифровых управляющих систем с устройствами, которые управляются уровнем аналогового сигнала. Также, ЦАП является составной частью во многих структурах аналого-цифровых устройств и преобразователей.ЦАП характеризуется функцией преобразования. Она связывает изменение цифрового кода с изменением напряжения или тока. Схема ЦАП с суммированием напряжений: триггеры 1 ... n образуют регистр, в который помещаются двоичные числа, предназначенные для перевода в пропорциональные им значения напряжения на выходе. Напряжения с выходов триггеров пере­даются на выход ЦАП через операцион­ный усилитель (ОУ), работающий в режиме взвешенного суммирования на­пряжений (аналогового сумматора).Схема ЦАП с суммированием токов: вместо источника стабильного напряжения Е в данной схеме используются источники стабильного тока I. Если триггер находится в состоянии 1, ток I источника через открытый ключ втекает в резистор­ную матрицу, если триггер в состоянии 0, то открывается другой ключ, который замыкает источник.2. Определение операционной системы. Функции ОС ОС – это комплекс системных программ, кот. являются интерфейсом между компом и пользователем и предназначены для наиб. эффективного использования ресурсов компа и организации надежных вычислений. Функции:

1.прием от пользователя заданий или команд, сформированных на соответствующем языке, и их обработка;

2.загрузка в ОП подлежащих исполнению прог;

3.распределение памяти и организация виртуальной памяти;

4.запуск прог, т.е. передача управления (от ОС к выполняемой проге);

5.обслуживание операций ввода/вывода;

6.обеспечение режима мультипрограммирования (организация выполнения 2х и более прог на одном процессоре, создающие видимость их одновременного выполнения);

7.защита одной проги от влияния другой, обеспечение сохранности данных, защита самой ОС от выполняемых на компе прог;

8.авторизация и аутентификация пользователей. Аутент. – проверка имени пользователя и его пароля на правильность. Авториз. – назначение прав, определяющих, что может пользователь делать на компе после успешной аутентиф.

Билет№6 1. Пайка. Групповые методы пайки. Проводной монтаж на печатных платах. Пайка заключается в прогреве соединяемых элементов после нанесения припоя и сохранении их в сжатом состоянии до полного затвердения припоя. Состоит из двух фаз: смачивание припоем металлических поверхностей и заполнение припоем зазора между смоченными поверхностями. Групповые методы:

- пайка погружением – плату помещают в кассету и погружают в расплавленный припой на половину толщины платы, затем включают вибрацию, что создает условия для проникновения флюса и припоя. Недостаток: коробление («сминается») плат.

- пайка в кассете – плата помещается в кассету, при опускании кассету в ванну с припоем она раздвигает оксидную пленку, кт находится по граням кассеты, когда кассета раскрывается припой, свободный от оксидной пленки, поступает в кассету.

- пайка с опрокидыванием – в ванну погружают сначала один конец платы, затем постепенно второй конец, подъем платы производится под углом, чтобы припой стекал и не образовывал наплывов.

- пайка волной припоя – нагрев паяемых материалов, перемещаемых над ванной, и подача припоя к месту соединения осуществляются стоячей волной припоя, возбуждаемой в ванне (электромагнитом).

- пайка струей припоя – разновидность пайки волной припоя, при ней происходит более интенсивное перемешивание припоя, что обеспечивает большую равномерность температуры и состава припоя.

Стежковый монтаж – изолированный провод укладывается на одной стороне ДПП и выводят его в виде петель через монтажные отверстия на другую сторону с присоединениям к контактным площадкам платы.

М ногопроводной монтаж, фиксируемый проводами – прокладывание изолированных проводов с полиамидной изоляцией на поверхности ДПП, в плате с закрепленными монтажными проводами сверлят монтажные отверстия, торец провода должен соответствовать краю отверстия по форме, далее отверстие и торец подвергаются химико-гальванической металлизации. 2. Программируемый блок приоритетных прерываний. Поскольку прерывания распознаются только после выполнения текущей команды, запросить прерывание может более чем один источник прерывания. В этом случае прерывания будут обслуживаться согласно (уровню) приоритету. Использование приоритетов прерываний позволяет системотехнику отлаживать свои собственные обработчики исключений. Прерывание микропроцессора осуществляет ИМС, называемой программируемым контроллером приоритетных прерываний (ПКП). Этот контроллер реализует следующие функции:1. принимает сигналы, называемые запросами прерываний;2. вырабатывает сигнал прерывания микропроцессора;3. формирует для микропроцессора команду перехода к подпрограмме обработки запроса (обработчика прерываний). Билет№7 1. Назначение и характеристика сумматоров. Комбинационные схемы сумматоров (одноразрядные на 3 входа), принцип построения многоразрядных сумматоров с последовательным переносом, принцип сложения многоразрядных чисел на основе комбинационных сумматоров, особенности построения многоразрядных сумматоров с ускоренным переносом. Сумматор (SM)- узел АЛУ ЭВМ, выполняющий операцию суммирования кодов двух чисел. В зависимости от способа организации суммирования SM подразделяются на комбинационные (значение суммы на выходе исчезает со снятием слагаемых, поданных на вход) и накапливающие (результат суммирования сохраняется после снятия слагаемых со входа). По способу обработки многоразрядных чисел: параллельные (слагаемые всех разрядов вводятся одновременно), последовательные (осуществляют поразрядное сложение, начиная с младшего разряда, с запоминанием образовавшегося переноса до поступления более старших разрядов с последующим их суммированием). По числу входов различают полусумматоры (сложение двух одноразрядных чисел), одноразрядные сумматоры (ОС) и многоразрядные сумматоры. Правила сложения:1. сложение производиться поразрядно – от младшего разряда к старшему; 2. в младшем разряде вычисляется сумма младших разрядов слагаемых А_i и В_i. Эта сумма может быть записана однозначным числом S₁ либо двухзначным числом P₁S₁. Функция P называется переносом; 3. во всех последующих разрядах находиться сумма данных разрядов слагаемых A_i и B_i, причем при P_i-1=1 к этой сумме добавляется единица.

Т аким образом, в каждом разряде необходимо найти сумму A_i, B_i и P_i-1 (если P_i-1=1), т.е. определить S_i и P_i.Одноразрядные сумматоры имеют три входа и обеспечивают сложение разрядов слагаемых и перенос из предыдущего разряда. Схема одноразрядного сумматора на три входа ОС-3 состоит из двух ОС-2 и схемы логического сложения ИЛИ.

Входы А_i и В_i - слагаемые, P_i-1 - вход переноса, S - выход суммы, Р - выход переноса.

Таблица истинности:

Н а выходе S представляется сумма сложения трех переменных - A_i, B_i и P_i-1. При переполнении сумматора, т. е. когда в результате сложения формируется единица в старшем разряде выходного числа, на выходе переноса Р формируется уровень лог. 1, который подается на вход переноса P_i-1 следующего сумматора. В принципе, старшим разрядом суммы является выход переноса Р. Из таких одноразрядных сумматоров составляются многоразрядные сумматоры (обычно 4-х разрядные), которые бывают последовательного и параллельного действия. В последовательном сумматоре сложение кодов осуществляется, поразрядно начиная с младшего разряда с помощью комбинационного сумматора на три входа. Достоинством последовательного сумматора является простота аппаратурной реализации, а недостатком - достаточно большое время суммирования. В параллельном сумматоре достигается более высокое быстродействие. Суммируемые коды поступают на входы сумматора одновременно по всем разрядам. Для этого в каждом разряде используется комбинационный сумматор на три входа, на выходах которого образуются значения. В процессе распространения сигнала переноса устанавливается окончательное значение суммы в каждом разряде. Очевидно, что в течение этого времени на входах сумматора присутствуют сигналы X_i, Y_i, соответствующие суммируемым кодам. Максимальное по времени суммирование получается в том случае, когда перенос, возникший в первом разряде, распространяется по всем разрядом. В параллельном сумматоре обычно применяются различные способы ускорения переноса. (параллельный перенос, групповой и т. п.). 2.Адресация в IP-сетях.IP-адрес представляет собой 32х разрядное двоичное число, которое делится на адрес узла и адрес сети. Совокупность сетей, объединенных маршрутизаторами, называется интернетом. В IP-сетях используется переменное деление адреса подсети, поэтому подсеть в таблицах маршрутизации характеризуется еще одним параметром: маской. Дот.нотация – запись в виде десятичных чисел (255.255.255.0). Маска подсети – кол-во единиц в ней соответствует кол-ву разрядов в IP-адресе, выделенных под номер сети, кол-во нулей – под номер узла (255.255.255.0 или сокращенно /24 (кол-во единиц)).0 – считается адресом самой сети, 255 – широковещательным адресом (в сети /24), они зарезервированы для этих целей, поэтому реальная адресная емкость сети /24 составляет 254 адреса. IP-адрес – это уникальный адрес, который присваивается каждому абоненту сети. Каждый сетевой адаптер сети Ethernet имеет свой Ethernet-адрес, который является глобально уникальным в мире и IP-адрес, который является уникальным в рамках Интернет. Для установления соответствия IP-адреса адресу-Ethernet в локальных сетях используются таблицы, в которых устанавливаются соответствия. Для удобства пользователей абонентам присваивается символическое имя (оно состоит из доменов, разделенных точками, читается справа налево). Домены имеет иерархическую структуру. Количество уровней потенциально ограничено полной длиной имени (256 байт). Имена доменов верхнего уровня делятся на родовые (соответствуют роду деятельности организации-владельца) и государственные. Доменное имя рассматривается как объект интеллектуальной собственности. Все доменные имена образуют систему доменных имен DNS (Domain Name System). Пространство имен DNS разбито на зоны. Зона представляет собой часть распределенной базы DNS и обслуживается одним или несколькими серверами. Зона представляет собой часть дерева, т.е. совокупность доменов, имеющих общий корень. Таким образом, каждая зона имеет родителя.

Поиск адреса по имени состоит как минимум из двух шагов:

• поиск соответствующей зоны.

• выполнение запросов к одному из серверов этой зоны.

Билет№8 1.Сканеры (основные техн. характеристики, принцип работы). Принцип работы цветных сканеров

Типы сканеров:

1.планшетный – считывающая головка, двигающаяся вдоль неподвижного оригинала;

2.барабанный – оригинал закрепляется на барабане, вращающемся с большой скоростью, используются в проф. системах, высокое качество;

3.слайдсканеры – для сканирования слайдов, негативов, фотопленки, считывающая головка и источник света находятся по разные стороны оригинала;

4.ручной сканер – сканирует любую ровную поверхность.

5.принтер-сканер

Принцип работы:

Свет(2) от источника(1) падает на оригинал(3), отражается от него и попадает на оптическую систему(4), кт фокусирует его на фотоприемник(5). Фотоприемник преобразует световой сигнал в электрический, АЦП(6) – в цифровой. Как правило, в сканерах используется линейка или матрица из фотоэлементов, это позволяет получить инфу сразу о полосе изображения, оптическая система фокусирует не луч, а полоску света.

Технические характеристики:

1. Разрядность – кол-во бит, представляющих одну точку изображения. ЧБ-1б, Полутон - 8б (черный цвет), ЦВ - по 8б на каждую составляющую RGB (16 млн оттенков).

2 . Рабочая область – макс размер документа, который сканер может обработать.

3. Скорость сканирования – отражает время сканирования - зависит от быстродействия компа, объема ОП, интерфейса сканера.

4 . Разрешение – совокупность параметров, характеризует миним. размер детали изображения, которую можно распознать. Бывает оптическое (мин размер точки по горизонтали (ppi)), механическое (кол-во шагов каретки/длина пути), интерполяционное (искусственно увеличенное разрешение(до 3 раз), выполняется программой).

Цветные сканеры:

1.RGB Отраженный от оригинала свет проходит через светофильтр, выделяется одна из составляющих цвета, кт поступает на фотоприемник. Результат сохраняется, устанавливается следующий светофильтр и сканируется заново. После трех проходов сформирована инфа о цвете каждой точки оригинала.

2.Отраженный от оригинала свет попадает на призму, раскладывается на составляющие, каждая из кт попадает на свою фотопринимающую линейку.

3.На матрицу фотоэлементов наносится спец. покрытие, фильтрующее свет по составляющим.

2. Принцип построения и структура ПЗУ.ПЗУ состоит из ячеек, обратившись к которым можно вывести их содержимое. Отличие от ОЗУ заключается в том, что информация в ячейки записывается однократно, после чего в процессе эксплуатации используется лишь режим чтения.

По способу занесения информации ПЗУ делятся на два вида:

1. ПЗУ, программируемые маской- информация заносится в процессе изготовления микросхем с помощью соответствующего фотошаблона. Такой способ записи пригоден в тех случаях, когда производится выпуск крупной партии ПЗУ с одной и той же записанной в них информацией. Промышленность выпускает такие ПЗУ, например, для использования в качестве преобразователя двоичного кода. В них входная кодовая комбинация служит адресом ячейки, а содержимое ячейки- выходной кодовой комбинацией.

2. ПЗУ, программируемые пользователем- запись информации производится непосредственно пользователем с помощью специальных устройств, называемых программаторами. Программатор выдает в микросхему соответствующие напряжения для записи информации, набираемой на клавиатуре. Этими напряжениями осуществляется прожигание плавких перемычек в элементах памяти. Очевидно, что однажды записанная в ПЗУ информация в дальнейшем не может быть изменена. При необходимости изменить содержимое ПЗУ микросхемы с ранее записанной информацией заменяются новыми, в которые записываются новые данные.

Матрица- накопитель состоит из элементов памяти, образующих строки и столбцы; при считывании из накопителя выдается содержимое целой строки элементов памяти. Такая строка обычно содержит несколько слов. С помощью селектора из строки выделяется и передается на выход требуемое слово.

Билет№9 1.Эталонная модель взаимодействия открытых систем

1. Физический уровень – обеспечивает передачу символов, поступающих в среду на одном конце канала к другому каналу.

2. Канальный уровень – объединяет символы, передаваемые физическим уровнем в пакеты (кадры, фреймы). На этом уровне описывается управление доступом к передающей среде, синхронизация, обнаружение и исправление ошибок, определяется способ адресации кадров.

3. Сетевой уровень – объединяет сети канального уровня, использующие разные форматы кадров и способы адресации и создает канал для передачи данных от источника к приемнику

4. Транспортный уровень – обеспечивает надежный обмен данными между оконечными пользователями.

5. Уровень «сеанс» – обеспечивает управление сеансами связи, начало и окончание, время, кол-во переданных данных, пароли.

6. Уровень представление – управляет представлением данных в форме, необходимой для программ пользователя.

7. Уровень приложение – прикладные программы и приложения.