Бройдо В.Л. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации (2002) (1186248), страница 17
Текст из файла (страница 17)
существуют типовые технические схемы, реализующие их на реле, электронных лампах, дискретных полупроводниковых элементах. Для построения современных компьютеров обычно применяются системы интегральных элементов, у которых с целью большей унификации в качестве базовой логической схемы используется всего одна из схем: «И — НЕ» (штрих Шеффера), «ИЛИ вЂ” НЕ» (стрелка Пирса) или «И— ИЛИ вЂ” НЕ».
79 Особенности представления инфо мацнн в ПК Рне. З,т. Международное обозначение логических блоков Ой (ИЛИ) — логическое сложение Команда выполняет поразрядную дизъюнкцию (логическое сложение — операцию «ИЛИь) битов двух чисел; устанавливает 1 в тех битах результата, в которых была 1 хотя бы у одного из исходных операндов. а о о 1 1 а 1 О 1 о 1 1 1 ь а опь А)(О (И) — логическое умножение Команда выполняет поразрядную конъюнкцию (логическое умножение — операцию «Иэ) битов двух чисел; устанавливает 1 в тех битах результата, в которых у обоих всхолных операндов были 1.
а о о 1 1 О 1 о 1 о о о 1 ь аАНОЬ КОН (исключающее ИЛИ) Команда выполняет операцию сложения по модулю 2 (отрицание равнозначности), устанавливает 1 в тех битах результата, в которых исходные числа отличались друг атдруга. а о 0 1 1 ь' о 1 о 1 .ахонь о 1 1 о Выполнение логических операций в компьютере В перечень машинных команд, которые используются при программировании, обязательно входят и некоторые логические операции. Чаще всего зто операции ОК(ИЛИ), А)хП) (И), )х)ОТ (НЕ) и ХОК (исключающее ИЛИ). Во Глава 3. Информационно-логические основы построения ВМ НОТ (НЕ) — операция отрицания Команда устанавливает обратное значение битов в числе (операция инверсии).
а О 1 1 О нот а Вопросы для самопроверки 1. Что такое система счисления? 2. Какие системы счисления используются для представления информации в компьютерахх? 3. Дайте краткую характеристику форм представления информации с фиксированной и плавающей запятой (точкой). 4. Дайте краткую характеристику кодов алгебраического представления чисел (прямого, обратного, дополнительного). 5. Выполните ряд операций сложения и умножения чисел в дополнительных кодах с фиксированной и плавающей запятой (точкой). 6.
Назовите наименования основных двоичных совокупгюстей в компьютерах и определите их размер. 7. Что такое поля данных постоянной и переменной длины? Какова их разрядность в персональных компьютерах? 8. Что такое АЯСП-коды? Приведите их структуру и укажите назначение. 9. Что такое алгебра логики и какова область ее использования? 10. Выполните логические операции ОК, АНР, ХОК и НОТ над двоичными числами.
ГЛАВА 4 Функциональная и структурная организация ПК Поскольку массовое распространение в настоящее время получили персональные компьютеры, их функциональную и структурную организацию рассмотрим подробно. Основные блоки ПК и их назначение Структурная схема персонального компьютера представлена на рис. 4.1. Микропроцессор Микропроцессор (МП) — центральный блок ПК, предназначенный для управления работой всех блоков машины и для выполнения арифметических н логических операций над информацией. В состав микропроцессора входят: 1. Устройппео управления (УУ): формирует и подает во все блоки машины в нужные моменты времени определенные сигналы управления (управляющие импульсы), обусловленные спецификой выполняемзй операции н результатами предыдущих операций; формирует адреса ячеек памяти, используемых выполняемой операцией, и передает эти адреса в соответствующие блоки компьютера; опорную последовательность импульсов устройство управления получает от генератора тактовых импульсов.
2. Арифметике-логическое устройство (АЛУ); предназначено для выполнения всех арифметических и логических операций над числовой н символьной информацией (в некоторых моделях ПК для ускорения выполнения операций к АЛУ подключается дополнительный маглематпический сопроцессор). 3. Микропроцессорная помять (МПП): прсдназпаченадля кратковременного хранения, записи и выдачи информации непосредственно в ближайшие такты работы машины, используемой в вычислениях; МПП строится на регистрах и используется для обеспечения высокого быстродействия машины, ибо основная память (ОП) не всегда обеспечивает скорость записи, поиска и считывания 83 Основные блоки ПК и их назначение Информации, необходимую для эффективной работы быстродействующего микропроцессора.
Регистры — быстродействующие ячейки памяти различной длины (в отличие от ячеек ОП, имеющих стандартную длину один байт и более низкое быстродействие). 4. Интерфейсная система микропроцессора: предназначена для сопряжения н связи с другими устройствами ПК; включает в себя внутренний интерфейс М11, буферные запоминающие регистры и схемы управления портами ввода-вывода (ПВВ) и системной шиной. Итак, загтомнглм, что интерфейс ((пгег(асе) — совокупность средств сопряжения и связи устройств компьютера, обеспечивающая их эффективное взаимодействие.
ПоРт ввода-вывода (1ггО Рог() — аппаРатУРа сопРЯжениЯ, позволЯющаЯ подключить к микропроцессору другое устройство ПК. Математический сопроцессор Основная память Внещняя память Микропроцессор Постоянное запоминающее устройство (пзу) Оперативное запоминающее устройство (озу) Накопитесь на жестком магнитном диске(НЖМД) накопитель на гибком магнитном и н т е Ф е й с н в я диске (Н ГМД) Таймер адаптер нГМД Адаптер НЖМД СИСТЕМНАЯ ШИНА Адаптер принтера Сетевой М вЂ” -т адаптер видеоадаптер источник питания Канал связи устройство упрамюния Печатающее устройство (принтер) Видеомонитор (диазпей) Интврфеис кпавиатурм Генератор тактоемх импульсов Кпавиатурв Рис. 4.1. Структурная схема пК 84 Глава 4.
Функциональная и структурная организация ПК 5. Генератор тактовых импульсов: генерирует последовательность электрических импульсов; частота генерируемых импульсов определяет тактовую частоту машины. Промежуток времени между соседними импульсами определяет время одного такта работы машины или просто такт работы машины.
Частота генератора тактовых импульсов является одной из основных характеристик персойального компьютера и во многом определяет скорость его работы, ибо каждая операция в машине выполняется за определенное количество тактов. * Системная шина Системная шина — основная интерфейсная система компьютера, обеспечивающая сопряжение и связь всех его устройств между собой. Системная шина включает в себя: а кодовую шину данных(КШД), содержащую провода и схемы сопряжения для параллельной передачи всех разрядов числового кода (машинного слава) операнда; а кодовую шину адреса (КША), содержащую провода и схемы сопряжения для параллельной передачи всех разрядов кода адреса ячейки основной памяти или порта ввода-вывода внешнего устройства; гз кодовую шину инструкций (КШИ), содержащую провода и схемы сопряжения для передачи инструкций (управляющих сигналов, импульсов) во все блоки машины; 1З шину питания, содержащую провода и схемы сопряжения для подключения блоков ПК к системе энергопитания.
Системная шина обеспечивает три направления передачи информации: с1 между микропроцессором и основной памятью; О между микропроцессором и портами ввода-вывода внешних устройств; щ между основной памятью и портами ввода-вывода внешних устройств (в режиме прямого доступа к памяти). Все блоки, а точнее их порты ввода-вывода, через соответствующие унифицированные разъемы (стыки) подключаются к шине единообразно: непосредственно или через контроллеры (адаптеры). Управление системной шиной осуществляется микропроцессором либо непосредственно, либо, что чаще, через дополнительную микросхему контроллер шины, формирующий основные сигналы управления.
Обмен информацией между внешними устройствами и системной шиной выполняется с использованием АЯСП-кодов, Яящщяя щмять Основная память (ОП) предназначена для хранения и оперативного обмена информацией с прочими блоками машины. ОП содержит два вида запоминающих устройств: постоят ое запоминающее устройство (ПЗУ) и оперативное запоминающее устройство (ОЗУ).
гз ПЗУ (КОМ вЂ” Кеас1 Оп!у Мешогу) предназначено для хранения неизменяемой (постоянной) программной и справочной информации; позволяет оперативно только считывать информацию, хранящуюся в нем (изменить информацию в ПЗУ нельзя); Основные блоки ПК и их назначение с] ОЗУ (НАМ вЂ” Вапг!огп Ассевв Мегпогу) предназначено для оперативной записи, хранения и считывания информации (программ и данных), непосредственно участвующей в информационно-вычислительном процессе, выполняемом ПК в текущий период времени. Главными достоинствами оперативной памяти являются ее высокое быстродействие и возможность обращения к каждой ячейке памяти отдельно (прямой адресный доступ к ячейке). В качестве недостатка оперативной памяти следует отметить невозможность сохранения информации в ней после выключения питания машины (энергозависимость).
Кроме основной памяти на системной плате ПК имеется и энергонезависимая память СМОК ВАМ (Сошр1ешепгагу Мега!1-Ох)де Бегшсопг)псгог ВАМ), постоянно питающаяся от своего аккумулятора; в ней хранится информация об аппаратной конфигурации ПК (о всей аппаратуре, имеющейся в компьютере), которая проверяется при каждом включении системы. Внешняя память Внешняя память относится к внешним устройствам ПК н используется для долговременного хранения любой информации, которая может когда-либо потребоваться для решения задач.
В частности, во внешней памяти хранится все программное обеспечение компьютера. Внешняя память содержит разнообразные виды запоминающих устройств, но наиболее распространенными из них, имеющимися практически на любом компьютере, являются показанные на структурной схеме (рис. 4.1) накопители на лсестких (НЖМД) и гиблзгх (НГМД) магнитных дисках. Назначение этих накопителей: хранение болыпих объемов информации, запись и выдача хранимой информации по запросу в оперативное запоминающее устройство. Различаются НЖМД и НГМД конструктивно, объемами хранимой информации и временем поиска, записи и считывания информации.
В качестве устройств внешней памяти часто используются также накопители на оптических дисках (СОКОМ вЂ” Согпрасг 01зк Кеао Оп! у Мешогу) и реже — запоминающие устройства на кассетной магнитной ленте (НКМЛ, стримеры). Источник питания Источник питания — блок, содержащий системы автономного и сетевого энерго- питания ПК. Таймер Таймер — внутримашинные электронные часы реального времени, обеспечивающие при необходимости автоматический съем текущего момента времени (год, месяц, часы, минуты, секунды и доли секунд). Таймер подключается к автономному источнику питания — аккумулятору, и при отключении машины от сети продолжает работать.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
