2 Контрольная / 2- 5_Организация и функционирование ЭВМ

Министерство Образования Р. Ф.

Томский Государственный Университет

Систем Управления и Радиоэлектроники

(ТУСУР)

Контрольная работа № 2

по Организация и функционирование ЭВМ

Тема:

Вариант № 5

Выполнил:

V=(5*)/100= = 5

1. Цифровые вычислительные машины: достоинства и недостатки.

Электронные вычислительные машины – наиболее распространенный тип устройств обработки информации. В них исходные данные задачи, предоставленные в цифровой форме, преобразуются в искомый результат путем выполнения определенной последовательнсти элементраных операций (сложения, вычитания, умножения, деления и др.) Достоинствами современных ЭВМ являются высокая скорость выполнения арифметических и логических операций, возможность хранения большого объема различной информации, высокая точность вычислений, универсальность применения для решения разнообразных задач.

В настоящее время вследствие интенсивного развития микроэлектроники стало возможным создание больших и сверхбольших интегральных схем (БИС и СБИС), в которых на одном полупроводниковом кристалле размещаются сложные вычислительные структуры, эквивалентные десяткам тысяч транзисторов. Такие интегральные схемы позволили в последние годы перейти к массовому производству микропоцессорных вычислительных средств, а на их основе – к созданию микроЭВМ и ПЭВМ. Названные вычислительные средства широко применяются при автоматизации научных исследований, управлении технологическими процессами, создании робототехнических комплексов, гибких автоматизированных производств, систем автоматизированного проектирования и т. д.

Одновременно с совершенствованием аппаратных средств ЭВМ интенсивно развиваются средситва программного обеспчения, ориентированные на постоянно расширяющуюся сферу применения ЭВМ.

2. Действия над кодом операции внутри процессора

Команда состоит из кода операции (КОП), являющегося обязательным атрибутом команды, из заданной в том или ином виде мнформации об операндах и указания в явном или неявном виде об адресе результата

2. Назначение очереди команд процессора.

Функции процессора по управлению вычислительным процессом или по преобразованию информации задаются машинными командами. Существует три основных вида операций преобразования информации процессором: 1) арифметические операции над числами; 2) логические операции над алфавитно-цифровыми кодами; 3) операции передачи информации. Кроме команд , служащих для преобразования информации, существуют специальные команды для управления работой процессором и ЭВМ. В зависимости от выполняемых функций команды подразделяются на восемь групп:

1. арифметические команды для работы с числами с фиксированной точкой;

2. арифметические команды для работы с числами с плавающей точкой;

3. арифметические команды для работы с десятичными числами;

4. логические команды для работы с алфавитно–цифровыми кодами;

5. команды пересылки (передачи) информации;

6. команды управления вводом-выводом;

7. команды перехода (передачи управления)

8. команды управления режимами работы процессора и ЭВМ.

4. Основное отличие процессоров Intel 80386DX и Intel 80386SX

Процессор Intel 80386DX впервые выпущен в 1985г. Имеет 32-битные регистры, 32-битную шину данных, 32-битную адресную шину (адресация до 4G). Процессор содержит 16 бит предварительной кэш-памяти. Эта встроенная память содержит следующие 4 инструкции исполняемой программы. Она пополняется по мере выполнения из основной памяти (повышает скорость работы при долгих операциях).

Intel 80386SX выпущен в 1988г. Использует 24-битную адресную шину. 320битные регистры заполняются за 2 шага через 16-битный канал I/O. Все программное обеспечение, разработанное для DX, работает на SX, но медленнее.

5. Понятие шины. Классификация шин по назначению.

Архитектура современных персональных компьютеров основана на магистрально-модульном принципе. Модульный принцип позволяет потребителю самому комплектовать нужную ему конфигурацию компьютера и производить при необходимости ее модернизацию. Модульная организация системы опирается на магистральный (шинный) принцип обмена информации. Магистраль (системная шина) – это набор электронных линий, связывающих воедино по адресации памяти, передачи данных и служебных сигналов центральный процессор, системную память и периферийные устройства.

Обмен информацией между отдельными устройствами компьютера производится по трем многоразрядным шинам, соединяющим все модули – шине данных, шине адресов, шине управления.

Разрядность шины данных определяется разрядностью процессора, т.е. количеством двоичных разрядов, которые процессор обрабатывает за один такт

Данные по шине данных могут передаваться от процессора к какому-либо устройству либо, наоборот, от устройства к процессору, т.е. шина данных является двунаправленной. К основным режимам работы процессора с использованием шины передачи данных можно отнести следующие: запись / чтение данных из оперативной памяти, запись / чтение данных из внешних запоминающих устройств, чтение данных с устройств ввода, пересылка данных на устройства вывода.

Выбор абонента по обмену данными производит процессор, который формирует код адреса данного устройства, а для ОЗУ – код адреса ячейки памяти. Код адреса передается по адресной шине, причем сигналы по ней передаются в одном направлении от процессора к устройствам (однонаправленная шина).

По шине управления передаются сигналы, определяющие характер обмена информацией (ввод/ вывод), и сигналы, синхронизирующие взаимодействие устройств, участвующих в обмене информацией.

6. Понятие ВЗУ. Пример реализации.

Внешние запоминающие устройства (ВЗУ) предназначены для хранения больших объемов информации, подлежащей обработке на ЭВМ. Несколько одновременно работающих модулей ВЗУ образуют внешнюю память ЭВМ. Требования, предъявляемые к объему информации, хранимой во внешней памяти, постоянно возрастают. Если в ЭВМ ранних поколений этот объем составлял несколько мегабайт, то в настоящее время в некоторых моделях ЭВМ он достигает десятков гигабайт.

Внешние ЗУ выполняются в основном с использованием ферромагнитного материала, нанесенного тонким слоем на поверхность ленты или диска. Соответствующие ВЗУ получили название накопителей на магнитных лентах и магнитных дисках. В первых поколениях ЭВМ применялись также накопители на магнитных барабанах.

Современные достижения в технике и технологии позволили также создать принципиально новые ВЗУ – оптические, которые превосходят магнитные как по емкости хранимой информации, так и по быстродействию.

Магнитные ВЗУ по принципу действия являются электромеханическими устройствами, так как носителем информации в них является движущаяся с определенной скоростью поверхность магнитных лент или дисков, что, конечно, ограничивает быстродействие таких устройств. Вместе с тем прогнозы показывают, что, по крайней мере, в ближайшие годы электромеханические магнитные ВЗУ останутся основным типом устройств внешней памяти ЭВМ. Эти устройства достаточно компактны, сравнительно дешевы, могут хранить в одном устройстве объемы информации, достигающие сотен мегабайт, допускают многократное считывание информации и запись новой информации на место ранее записанной. Принцип действия ВЗУ. Запись и считывание информации осуществляются только в процессе движения ленты относительно блока магнитных головок, состоящего из девяти головок записи и девяти головок считывания. Головки располагаются по линии, перпендикулярной направлению движения ленты. Каждой головке записи-считывания соответствует расположенная под ней на ленте дорожка записи. Головки считывания располагаются на небольшом расстоянии от головок записи по направлению движения ленты. Это дает возможность использовать головки считывания для контроля правильности записи информации путем ее считывания сразу после записи.

7. Классификация ПЗУ по способу занесения информации

Развитие полупроводниковой технологии сделало сегодня самым распространенным ПЗУ полупроводникового типа, имеющие большой удельный объем. Большим преимуществом современных интегральных полупроводниковых ПЗУ является их программируемость, причем у некоторых из них даже многократная. В зависимости от способа занесения информации различают три типа интегральных полоупроводниковых ПЗУ:

1. программируемые в ходе изготовления путем нанесения с помощью фотошаблона контактных перемычек в требуемых точках;

2. программируемые за счет выжигания контактных перемычек или пробоем p-n-переходов (одноразовое программирование);

3. перепрограммируемые за счет стирания информации в З электрическим путем или ультрафиолетовым излучением.

8. Основные компоненты винчестера.

В 1973 году был разработан первый жесткий диск, который мог хранить до 16 Кбайт информации. Поскольку этот диск имел 30 цилиндров (дорожек), каждая из которых была разбита на 30 секторов, то ему присвоили название – 30/30. По аналогии с автоматическими винтовками, имеющими калибр 30/30, такие жесткие диски получили прозвище «винчестер».

Винчестер содержит один или несколько дисков (platters). Это носитель, который смонтирован на оси – шпинделя, приводимой в движение специальным двигателем. Скорость вращения двигателя для обычных моделей может составлять 3600, 4500, 5400 или даже 7200 об/мин. Сами диски представляют собой обработанные с высокой точностью керамические или алюминиевые пластины, на которые нанесен специальный магнитный слой. Наиболее важной частью любого накопителя являются головки чтения – записи (read – write head). Они находятся на специальном позиционере (head actuator). В винчестерах применяются несколько типов головок: монолитные, композитные, тонкопленочные и магнитно-резистивные. Одними из самых перспективных считаются магнитно-резистивные. Такая головка представляет из себя сборку из двух: тонкопленочной для записи и магнитно-резистивной для чтения. Подобные головки позволяют почти на 50% увеличить плотность записи на носителе. Внутри любого винчестера обязательно находится печатная плата с электронными компонентами, которые необходимы для нормального функционирования устройства привода. Эта электроника расшифровывает команды контроллера жесткого диска, стабилизирует скорость вращения двигателя, генерирует сигналы для головок записи и усиливает их от головок чтения.

10. Векторные графопостроители – общие сведения.

Графическая форма представления результатов вычислений на ЭВМ имеет очевидные преимущества перед алфавитно-цифровой. Это объясняется тем, что графическая информация более наглядна и доступна для освоения. Ручное построение графиков или изображений конструкции по алфавитно-цифровым распечаткам занимает настолько много времени, что уже на начальных этапах использования ЭВМ была поставлена задача разработки автоматических построителей графиков в качестве устройств для вывода данных из ЭВМ. В настоящее время существует несколько типов графопостроителей и чертежных автоматов, используемых совместно с ЭВМ. Векторные графопостроители это электромеханические устройства, в которых движение пишущего узла обеспечивается с помощью шаговых электродвигателей. Носителем информации в них чаще всего является бумага, но могут использоваться также пластик, фотобумага и т.д. зависимости от физического принципа, положенного в основу действия пишущего элемента.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

1. В.А. Семенено, В.М. Айдинян, А.Д. Липовой. Электронные вычислительные машины: Учеб. Пособие для ПТУ: Высш. Шк., 1991.

2. Гейн А.Г., Житомирский В.Г., Линецкий Е.В. и др. Основы информатики и вычислительной техники: Проб. Учеб.для 10-11кл. общеобразоват.учреждений.М.: Просвещение, 1996.

3. Алексеева И.В., Васяшин А.В., Острейковский В.А. Информатика: Учебное пособие. Обнинск: ИАТЭ, 1995.

4. Основы информатики и вычислительной техники в базовой школе: Пособие для учителя / Под ред. И.Г. Семакина. Пермь, 1995

5. Информатика: Методические рекомендации/ Сост. Н.Д. Угринович. М.: МГИПКРО, 1991

6. Ваш IBM PC в вопросах и ответах. Новосибирск.: РИПЭЛ, 1996

7. С.В. Поникоровский. Организация и функционирование ЭВМ: Учебное пособие. – Томск: ТМЦДО, 2000.