Томский межвузовский центр дистанционного образования

Томский государственный университет

систем управления и радиоэлектроники (ТУСУР)

Кафедра автоматизированных систем управления (АСУ)

\

Контрольная работа № 1

по дисциплине «Организация ЭВМ и систем»

(учебное пособие С.В. Поникоровский

«Организация и функционирование ЭВМ» - Томск,2000 г.)

\

Выполнила:

2009 г.

1 Вычисление варианта индивидуального задания по шифру:

V = (N*k) div 100,

где V – искомый номер варианта (при V=0 выбирается максимальный вариант);

N – общее количество вариантов по контрольной работе,

k – значение двух последних цифр пароля (число в диапазоне 0..99),

div – целочисленное деление (дробная часть отбрасывается).

V = (5*19) div 100 = 0

Искомый вариант – 5.

2 Индивидуальное задание:

1. Чем вызвана необходимость введения представления числовых данных в форме с плавающей точкой.

При выполнении сложных вычислений очень важно следить за положением десятичной точки. В большинстве коммерческих расчетов имеют дело с конкретными денежными единицами, и где должна находиться десятичная точка, точно известно заранее. При проведении большинства научных и инженерных вычислений, зачастую, приступая к расчету, трудно представить возможное положение десятичной точки - оно может изменяться в широких пределах. Для решения этой проблемы удобно представлять число в форме с плавающей точкой - это форма представления дробных чисел, в которой число хранится в форме мантиссы и показателя степени. При этом число с плавающей точкой имеет фиксированную относительную точность и изменяющуюся абсолютную. Наиболее часто используемое представление утверждено в стандарте IEEE 754. Реализация математических операций с числами с плавающей запятой в вычислительных системах может быть как аппаратная, так и программная.

2. Современный компьютер: основные аппаратные средства.

рис. 1 Персональный компьютер.

Базовая аппаратная конфигурация: персональный компьютер – универсальная техническая система. Его конфигурацию (состав оборудования) можно гибко изменять по мере необходимости. Тем не менее, существует понятие базовой конфигурации, которую считают типовой. В таком комплекте компьютер обычно поставляется. Понятие базовой конфигурации может меняться. В настоящее время в базовой конфигурации рассматривают четыре устройства (рис. 1):

• системный блок;

• монитор;

• клавиатуру;

• мышь.

Помимо компьютеров с базовой конфигурации всё большее распространение получают мультимедийные компьютеры, оснащенные устройством чтения компакт-дисков, колонками и микрофоном.

Периферийные устройства персонального компьютера подключаются к его интерфейсам и предназначены для выполнения вспомогательных операций. Благодаря им компьютерная система приобретает гибкость и универсальность.

По назначению периферийные устройства можно подразделить на:

• устройства ввода данных (сканеры (планшетные, ручные, барабанные, сканеры форм и штрих-кодов), графические планшеты (дигитайзеры), цифровые фото- и видеокамеры) и пр. ;

• устройства вывода данных (принтеры (матричные, лазерные, светодиодные, струйные), плотеры;

• устройства хранения данных (стримеры, внешние винчестеры, приводы компакт-дисков и дисков DVD, флэш-драйвы и кардридеры, флоппи-дисководы);

• устройства обмена данными (модемы (внешние и внутренние)).

Также в настоящее время практически все компьютеры оснащают источниками бесперебойного питания (UPS или ИБП) для обеспечения бесперебойной работы и предотвращения потери данных.

3. Арифметико-логическое устройство. Общие сведения.

Арифметико-логическое устройство - устройство, осуществляющее обработку информации и выработку признаков управляющих сигналов.

Арифметико-логическое устройство функционально можно разделить на две части :

а) микропрограммное устройство (устройство управления), задающее последовательность микрокоманд (команд);

б) операционное устройство (АЛУ), в котором реализуется заданная последовательность микрокоманд (команд).

Структурная схема АЛУ и его связь с другими блоками машины показаны на рисунке 2. В состав АЛУ входят регистры Рг1 – Рг7, в которых обрабатывается информация , поступающая из оперативной или пассивной памяти N₁, N₂, ...N_S; логические схемы, реализующие обработку слов по микрокомандам, поступающим из устройства управления.

Закон переработки информации задает микропрограмма М, которая записывается в виде последовательности микрокоманд A₁,A₂, ..., А_n-1,A_n. При этом различают два вида микрокоманд: внешние, то есть такие микрокоманды, которые поступают в АЛУ от внешних источников и вызывают в нем те или иные преобразования информации (на рис. 2 микрокоманды A₁,A₂,..., А_n), и внутренние, которые генерируются в АЛУ и воздействуют на микропрограммное устройство, изменяя естественный порядок следования микрокоманд. Например, АЛУ может генерировать признаки в зависимости от результата вычислений ,, и др. ( – признак переполнения,  – признак отрицательного числа,  – признак равенства 0 всех разрядов числа), На рис. 2 эти микрокоманды обозначены р₁, p₂,..., р_m.

Результаты вычислений из АЛУ передаются по кодовым шинам записи у₁, у₂, ...,у_s, в ОЗУ.

Сложность логической структуры АЛУ в определенной степени можно охарактеризовать количеством отличающихся друг от друга микроопераций, необходимых для выполнения всего комплекса задач, поставленных перед АЛУ. На входе каждого регистра собраны соответствующие логические схемы, обеспечивающие такие связи между регистрами, что позволяют реализовать заданный набор микроопераций.

Выполнение операций над словами сводится к выполнению последовательности микрокоманд, которые управляют передачей слов в АЛУ и действиями по преобразованию слов. Порядок выполнения микрокоманд определяется алгоритмом выполнения операций. Следовательно, связи между регистрами АЛУ и функции, которые должны выполнять регистры, зависят в основном от принятой методики выполнения операций : арифметических, логических и специальной арифметики.

Перечень операций, выполняемых в АЛУ, зависит от назначения цифровой вычислительной машины и от функций, выполняемых АЛУ при обеспечении работы остальных устройств машины. При представлении операций в виде последовательностей микроопераций АЛУ должно состоять из элементов; реализующих эти микрооперации.

Таким образом, структура АЛУ определяется набором микроопераций, необходимых для выполнения заданных арифметических, логических и специальных операций , а задачу построения АЛУ можно свести к задаче определения набора микроопераций, который позволяет составить микропрограмму любой из заданных операций. Такой набор легко получить. если записать микропрограммы всех операций, выполняемых в АЛУ, и выбрать из них все микрооперации, входящие в микропрограммы хотя бы один раз. Однако, если при этом алгоритм операций выбирать произвольно, то количество микроопераций, входящих в полный набор, может оказаться слишком большим и, следовательно, АЛУ будет сложным.

Для получения более простой схемы АЛУ алгоритмы арифметических и логических операций следует выбирать из условия получения минимального набора микроопераций. При этом необходимо учитывать требование обеспечения заданного быстродействия АЛУ: слишком ограниченный набор микроопераций может привести к “длинным микропрограммам некоторых операций”, что увеличивает время выполнения данных операций.