моя шп (шпоргалка по инфе), страница 2

вопрос 13

Процессор — это основное устройство (совокупность устройств), предназначенное для выполнения действий (последовательных арифметических или логических операций) в строгой последовательности, в соответствии с заданной (заложенной) программой, управления режимом работы и действиями сопряженных с ним устройств, осуществляющих функционирование с ним в единой системе.

Микропроцессор (МП; (центральный обрабатывающий модуль)) – центральный блок ЭВМ, управляющий работой всех компонент ЭВМ и выполняющий операции над информацией. Операции производятся в регистрах, составляющих микропроцессорную память.

В составе процессора имеется ряд специализированных дополнительных ячеек памяти, называемых регистрами. Регистр выполняет функцию кратковременного хранения числа или команды. 1. Регистры общего назначения (РОН, универсальные регистры)2. Сегментные регистры (СР) используются для хранения начальных адресов полей памяти (сегментов), отведенных в программах для хранения команд кода 3. Регистры смещений (РС) предназначены для хранения относительных адресов ячеек памяти внутри сегментов. 4. Регистр флагов (РФ) содержит одноразрядные флаги, управляющие выполнением программы в ЭВМ.

Электронная схема, управляющая работой внешнего устройства, называется контроллер(адаптер).

Наиболее распространенным является код ASCII (American Standard Code for Information Interchange), который используется для внутреннего представления символьной информации в операционной системе MS DOS, в Блокноте операционной системы Windows’xx, а также для кодирования текстовых файлов в Интерне т. 256 кодов ASCII позволяют задать двоичные эквиваленты для кодирования букв английского алфавита (строчные и прописные буквы), цифр от 0 до 9, знаков препинания и знаков математических операций, а также некоторых управляющих сигналов (символов).

Внешние устройства (ву) – это важнейшая составная часть любого вычислительного комплекса.  Внешние запоминающие устройства (взу) или внешняя память пк;· Диалоговые средства пользователя; Устройства ввода информации; Устройства вывода информации; Средства связи и телекоммуникации; Средства мультимедиа; Дополнительные схемы.

вопрос 14

1. Компьютеры на электронных элементах должны работать не в десятичной, а в двоичной системе счисления.

2. Компьютер управляется программой, составленной из отдельных шагов - команд. Программа должна размещаться в одном из блоков компьютера - в запоминающем устройстве, обладающем достаточной емкостью и скоростью выборки команд.

3. Команды, так же как и числа, с которыми оперирует компьютер, записываются в двоичном коде. Это обстоятельство приводит к следующим важным последствиям:

а) промежуточные результаты вычислений, константы и другие числа могут размещаться в том же запоминающем устройстве, что и программа;

б) числовая форма записи программы позволяет производить операции над величинами, которыми закодированы команды программы;

в) появляется возможность перехода в процессе вычислений на тот или иной участок программы в зависимости от результатов вычислений, условных переходов.

4. Трудности физической реализации запоминающего устройства, быстродействие которого соответствует скорости работы логических схем требует иерархической организации памяти.

5. Арифметическое устройство конструируется на основе схем, выполняющих операцию сложения - создание специальных устройств для выполнения других операций нецелесообразно.

6. Необходимо использовать параллельный принцип организации вычислительного процесса (операции над словами производятся одновременно во всех разрядах слова)

вопрос 15

Системный уровень обеспечивает взаимодействие других программ компьютера с базовым уровнем и непосредственно аппаратным обеспечением. Совокупность ПО системного уровня образует ядро ОС ЭВМ. Ядро ОС выполняет следующие функции.1) управление и распределение памяти ОЗУ и ВЗУ 2) управление процессами ввода-вывода 3) поддержка файловой системы – упорядоченной совокупности объектов различного типа (файлов), хранящихся в ВВЗ 4) управление устройствами через специальные программы – драйверы 5) организация взаимодействия и диспетчеризации процессов – выполняемых в данный момент программ и задач 6) представление интерфейса пользователю для управления перечисленными функциями – системы окон, меню, панелей инструментов для вызова соответствующих функций.

вопрос 16

Для ускорения работы перечисленные действия выполняются параллельно: один блок выбирает команду, второй дешифрует, третий выполняет и т. д., образуя конвейер команд. 1) выборка из регистра-счетчика адреса ячейки ОЗУ, где хранится очередная команда программы; 2) выборка из ячеек ОЗУ кода очередной команды и приема считанной команды в регистр команд; 3) расшифровка кода команды дешифратором команды (ДК); 4) формирование полных адресов операндов; 5) выборка операндов из ОЗУ или МПП и выполнение заданной команды обработки этих операндов; 6) запись результатов команды в память; 7) формирование адреса следующей команды программы.

Основными параметрами МП являются тактовая частота, разрядность и рабочее напряжение.

Тактовая частота определяет количество элементарных операций (тактов), выполняемых МП за единицу времени. Тактовая частота современных МП измеряется в ГГц (1 Гц соответствует выполнению одной операции за одну секунду, 1 ГГц = 10⁹ Гц). Чем больше тактовая частота, тем больше команд может выполнить МП, и тем больше его производительность. Первые МП, использовавшиеся в персональных компьютерах, работали на частоте 4,77 МГц (1 МГц = 10⁶ Гц). В настоящее время рабочие частоты современных МП превосходят 2 ГГц (2011 г.).

Разрядность процессора показывает, сколько бит данных МП может принять и обработать в своих регистрах за один такт. Разрядность процессора определяется разрядностью внутренней шины, то есть количеством проводников в шине, по которым передаются команды. Современные МП семейства Intel имеют 64 разряда.

Рабочее напряжение процессора обеспечивается материнской платой, поэтому разным маркам процессоров соответствуют разные материнские платы. Рабочее напряжение процессоров не превышает 3 В. Снижение рабочего напряжения позволяет уменьшить размеры МП, а также уменьшить тепловыделение в МП, что повышает его производительность без угрозы перегрева.

(типо важно Чтобы освободить МП от управления обменом информацией между ОЗУ и внешними устройствами, например при чтении или записи информации, предусмотрен режим прямого доступа в память (DMA – Direct Memory Access). Таким образом, МП может заниматься выполнением других команд, не отвлекаясь на копирование информации между ОЗУ и внешними устройствами)

вопрос 17

Основу ПК составляет системный блок, в котором размещены:- микропроцессор (МП); -блок оперативного запоминающего устройства (ОЗУ); -постоянного запоминающего устройства (ПЗУ); долговременной памяти на жёстком магнитном диске (Винчестер); -устройства для запуска компакт-дисков (CD) и дискет (НГМД). Там же находятся платы: сетевая, видеопамяти, обработки звука, модем (модулятор-демодулятор), интерфейсные платы, обслуживающие устройства ввода-вывода: клавиатуры, дисплея, "мыши", принтера и др.

вопрос 18

Арифметико-логическое устройство (АЛУ) выполняет все арифметические (сложение, вычитание, умножение, деление) и логические (конъюнкция, дизъюнкция и др.) операции над целыми двоичными числами и символьной информацией.

Устройство управления (УУ) выполняет команды, поступающие в МП в следующей последовательности:1) выборка из регистра-счетчика адреса ячейки ОЗУ, где хранится очередная команда программы;2) выборка из ячеек ОЗУ кода очередной команды и приема считанной команды в регистр команд;3) расшифровка кода команды дешифратором команды (ДК);4) формирование полных адресов операндов;5) выборка операндов из ОЗУ или МПП и выполнение заданной команды обработки этих операндов;6) запись результатов команды в память;7) формирование адреса следующей команды программы. (доп. Для ускорения работы перечисленные действия выполняются параллельно: один блок выбирает команду, второй дешифрует, третий выполняет и т. д., образуя конвейер команд. Команды, поступающие в УУ, временно хранятся в кэш-памяти первого уровня, освобождая шину для выполнения других операций. Размер кэш-памяти первого уровня 8-32 Кбайт.)

Микропроцессорная память (МПП) включает 14 основных двухбайтовых запоминающих регистров и множество (до 256) дополнительных регистров. Регистры – это быстродействующие ячейки памяти различного размера. Основные регистры можно разделить на 4 группы. 1. Регистры общего назначения (РОН, универсальные регистры): AX, BX, CX, DX. Можно работать с регистром целиком или отдельно с каждой его половинкой 2. Сегментные регистры (СР) используются для хранения начальных адресов полей памяти (сегментов), отведенных в программах для хранения команд кода (регистр CS), данных (DS), стека (SS), дополнительной области памяти данных при обмене между сегментами (ES). 3. Регистры смещений (РС) IP, SP, ВР, SI, DI предназначены для хранения относительных адресов ячеек памяти внутри сегментов (смещений относительно начала сегментов). 4. Регистр флагов (РФ) FL содержит одноразрядные флаги, управляющие выполнением программы в ЭВМ. Флаги принимают значения 0 или 1.

В основе устройства ЭВМ лежит системная шина, которая служит для обмена командами и данными между компонентами ЭВМ, расположенными на материнской плате. ПУ подключаются к шине через контроллеры. Такая архитектура ЭВМ называется открытой, так как легко может быть расширена за счет подключения новых устройств. 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).

вопрос 19

Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) хранит неизменяемую (постоянную) информацию: программы, выполняемые во время загрузки системы, и постоянные параметры ЭВМ. Основное назначение программ из ПЗУ состоит в том, чтобы проверить состав и работоспособность системы и обеспечить взаимодействие с клавиатурой, монитором, жесткими и гибкими дисками.

Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) предназначено для оперативной записи, хранения и чтения информации (программ и данных), непосредственно участвующей в информационно-вычислительном процессе, выполняемом ЭВМ в текущий период времени.

КЭШ-ПА́МЯТЬ, вид сверхбыстродействующей компьютерной памяти, применяемый для ускорения доступа к данным из оперативной памяти . Кэш-память хранит копии наиболее часто используемых участков оперативной памяти. Поскольку время доступа к кэш-памяти в несколько раз меньше, чем к оперативной памяти, а в большинстве случаев необходимая информация находится в кэш-памяти, то кэширование позволяет существенно ускорить работу компьютера. 1)Команды, поступающие в УУ, временно хранятся в кэш-памяти первого уровня, освобождая шину для выполнения других операций. Размер кэш-памяти первого уровня 8-32 Кбайт. 2)Интерфейс МП (ИМП) предназначен для связи и согласования МП с системной шиной ЭВМ. Принятые команды и данные временно помещаются в кэш-память второго уровня. Размер кэш-памяти второго уровня – 256-2048 Кбайт. Ранее кэш-память второго уровня размещалась на материнской плате.

ПЗУ и память CMOS RAM составляют базовую систему ввода-вывода (BIOS – Basic Input-Output System).

Кроме ПЗУ существует энергонезависимая память CMOS RAM (Complementary Metal-Oxide Semiconductor RAM), в которой хранятся данные об аппаратной конфигурации ЭВМ: о подключенных к ЭВМ устройствах и их параметры, параметры загрузки, пароль на вход в систему, текущее время и дата. Питание памяти CMOS RAM осуществляется от батарейки. Если заряд батарейки заканчивается, то настройки, хранящиеся в памяти CMOS RAM, сбрасываются, и ЭВМ использует настройки по умолчанию.

Генератор тактовой частоты(импульсов) - Устройство для выработки через равные отрезки времени последовательности импульсов. Время между двумя последовательными импульсами называется тактом. Некоторые команды процессора выполняются за несколько тактов. Импульсы, проходя через все элементы компьютера, заставляют их работать в едином такте — синхронно. Частота генерации тактовых импульсов определяет быстродействие компьютера.