Попов И.И., Матвеев А.А., Максимов Н.В. Архитектура электронно-вычислительных машин и систем (2004) (1186255), страница 18
Текст из файла (страница 18)
Исходный сигнал подвергается многоканальнойфильтрации. Далее амплитуды сигналов в каждой полосе сравниваютсядля нахождения полос, подлежащих кодированию, c учетом эффектамаскирования слабого сигнала сильным. Далее амплитуда сигнала вполосе квантуется и кодируется. При записи на Video-CD скоростьпотока звука составляет 32 килобайта в секунду.Таблица 24Характеристики представления видеоинформации в различныхформатах№Формат123456VCDS-VCDDVDVHSS-VHSInternet High SpeedТип данных(размеризображения)288*384480*576576*720288*384540*720193*144Длительностьзаписи (CD/DVD)63 мин32 мин59 мин-Вопросы1.
Составьте таблицу истинности для (А&В)|(В & B ) с учетомзначения null.2. Составьте таблицы истинности для левого ( ¬( A ∧ B) ) и правого( ¬A ∨ ¬B ) выражений 1-го закона де Моргана. Проверьте их насоответствие.3. Составьте таблицы истинности для левого ( ¬( A ∨ B) ) и правого( ¬A ∧ ¬B ) выражений* 2-го закона де Моргана. Проверьте их насоответствие.4. Проверьте выполнимость законов де Моргана с учетом значенияnull.5. Последний столбец таблицы истинности для двуместныхопераций, очевидно, может содержать 16=24 различных сочетаний 1 и 0.Следовательно, всего может быть определено 16 логических операцийнад 2 переменными, из которых нами рассмотрены только 5. Составьтетаблицу истинности для одной из 9 оставшихся вне рассмотренияфункций и попытайтесь построить логическое выражение для этойфункции.1032.
Архитектура и структура вычислительных машини системПростейшие представления об архитектуре ЭВМ и системАрхитектурой компьютера называется его описание на некоторомобщем уровне, включающее описание пользовательских возможностейпрограммирования, системы команд, системы адресации, организациипамяти и т.д. Архитектура определяет принципы действия,информационные связи и взаимное соединение основных логическихузлов компьютера: процессора, оперативного ЗУ, внешних ЗУ ипериферийных устройств.
Общность архитектуры разных компьютеровобеспечивает их совместимость с точки зрения пользователя.Структура компьютера — это совокупность его функциональныхэлементов и связей между ними. Элементами могут быть самыеразличные устройства — от основных логических узлов компьютера допростейших схем. Структура компьютера графически представляется ввиде структурных схем, с помощью которых можно дать описаниекомпьютера на любом уровне детализации.Архитектура ЭВМ характеризует состав и топологию соединенияи взаимодействия данных устройств. Основные типы архитектурследующие: «звезда», иерархическая, магистральная.Рис. 1. Основные классы архитектур ЭВМ104— архитектура «звезда» (рис.
1а): ЦУ соединено непосредственно с ВУи управляет их работой (ранние модели машин);— иерархическая (рис. 1б) - ЦУ соединено с периферийнымипроцессорами (вспомогательными процессорами, каналами и пр.),управляющими в свою очередь контроллерами, к которымподключены группы ВУ (системы IBM 360-375);— магистральная (общая шина - unibas, рис. 1в) - процессор(процессоры) и блоки памяти (ОП) взаимодействуют между собой и сконтроллерами ВУ через внутренний канал, общий для всехустройств (машины DEC, ПЭВМ IBM PC-совместимые).Внешние устройства (ВУ) разделяются на 3 группы:— устройства ввода информации;— устройства вывода информации;— устройства хранения;— интерактивные устройства (ввода/вывода).В управляющих ЭВМ (технологические процессы, связь, ракеты ипр.) внешними устройствами ввода являются датчики (температуры,давления, расстояния и пр.), вывода - манипуляторы (гидро-, пневмо-,серво-приводы рулей, вентилей и др.).ВуниверсальныхЭВМ(человеко-машиннаяобработкаинформации) в качестве ВУ выступают терминалы, принтеры и др.устройства.Процессор (центральный процессор) – основной вычислительныйблок компьютера, состоящий из:• устройства управления с интерфейсом процессора (системойсопряжения и связи процессора с другими узлами машины);• арифметико-логического устройства (АЛУ)• процессорной памятиПроцессор является устройством, выполняющим все функцииэлементарной вычислительной машиныВнешние устройства обеспечивают эффективное взаимодействиекомпьютера с окружающей средой: пользователями, объектамиуправления, другими машинами.
В состав внешних устройствобязательно входят внешняя память и устройства ввода-вывода.Каналы связи (внутримашинный интерфейс) служат сопряженияцентральных узлов машины с ее внешними устройствамиОперативная память – запоминающее устройство, используемоедля оперативного хранения и обмена информацией с другими узламимашины105Принципы (архитектура) фон НейманаВ основу построения большинства компьютеров положеныследующие общие принципы, сформулированные в 1945 г.американским ученым Джоном фон Нейманом.1.
Принцип программного управления. Из него следует, чтопрограмма состоит из набора команд, которые выполняютсяпроцессором автоматически друг за другом в определеннойпоследовательности.Выборка программы из памяти осуществляется с помощьюсчетчика команд. Этот регистр процессора последовательно увеличиваетхранимый в нем адрес очередной команды на длину команды.А так как команды программы расположены в памяти друг задругом, то тем самым организуется выборка цепочки команд изпоследовательно расположенных ячеек памяти.Если же нужно после выполнения команды перейти не кследующей, а к какой-то другой, используются команды условного илибезусловного переходов, которые заносят в счетчик команд номерячейки памяти, содержащей следующую команду.
Выборка команд изпамяти прекращается после достижения и выполнения команды "стоп".Таким образом, процессор исполняет программу автоматически,без вмешательства человека.2. Принцип однородности памяти. Программы и данные хранятсяв одной и той же памяти. Поэтому компьютер не различает, чтохранится в данной ячейке памяти — число, текст или команда. Надкомандами можно выполнять такие же действия, как и над данными. Этооткрывает целый ряд возможностей.
Например, программа в процессесвоего выполнения также может подвергаться переработке, чтопозволяет задавать в самой программе правила получения некоторых еечастей (так в программе организуется выполнение циклов иподпрограмм). Более того, команды одной программы могут бытьполучены как результаты исполнения другой программы. На этомпринципе основаны методы трансляции — перевода текста программы сязыка программирования высокого уровня на язык конкретной машины.3. Принцип адресности.
Структурно основная память состоит изперенумерованных ячеек; процессору в произвольный момент временидоступна любая ячейка. Отсюда следует возможность давать именаобластям памяти, так, чтобы к запомненным в них значениям можнобыло впоследствии обращаться или менять их в процессе выполненияпрограмм с использованием присвоенных имен.Компьютеры, построенные на этих принципах, относятся к типуфон-неймановских. Но существуют компьютеры, принципиальноотличающиеся от фон-неймановских.
Для них, например, может невыполняться принцип программного управления, т.е. они могут работать106без "счетчика команд", указывающего текущую выполняемую командупрограммы. Для обращения к какой-либо переменной, хранящейся впамяти, этим компьютерам не обязательно давать ей имя. Такиекомпьютеры называются не-фон-неймановскими.Наиболее распространены следующие конкретные архитектурныерешения.Классическая архитектура (архитектура фон Неймана) — одноарифметико-логическое устройство (АЛУ), через которое проходитпоток данных, и одно устройство управления (УУ), через котороепроходит поток команд — программа (рис.
2.). Это однопроцессорныйкомпьютер. К этому типу архитектуры относится и архитектураперсонального компьютера с общей шиной. Все функциональные блокиздесь связаны между собой общей шиной, называемой также системноймагистралью.Физически магистраль представляет собой многопроводнуюлинию с гнездами для подключения электронных схем. Совокупностьпроводов магистрали разделяется на отдельные группы: шину адреса,шину данных и шину управления.Периферийные устройства (принтер и др.) подключаются каппаратуре компьютера через специальные контроллеры — устройствауправления периферийными устройствами.Контроллер — устройство, которое связывает периферийноеоборудование или каналы связи с центральным процессором,освобождаяпроцессоротнепосредственногоуправленияфункционированием данного оборудования.Вычислительная машина (система) включает 5 базовых компоненти состоит из следующих типов устройств:— центральное устройство (ЦП), включающее АЛУ и УУ;— запоминающие устройства - память, в том числе оперативная (ОП) ивнешние ЗУ;— устройства ввода и устройства вывода информации - внешние(периферийные) устройства (ВУ).Рис.
2. Структурная схема ЭВМ 1-го и 2-го поколения (архитектураФон-Неймана)107В большинстве ЭВМ машин реализованы принципы фон Нейманав следующем виде:— ОП организована как совокупность машинных слов (МС)фиксированной длины или разрядности (имеется в виду количестводвоичных единиц или бит, содержащихся в каждом МС). Например,ранние ПЭВМ имели разрядность 8, затем появились 16-разрядные, ав последнее время — 32- и 64-разрядные машины. В свое времясуществовали также 45-разрядные (М-20, М-220), 35-разрядные(Минск-22, Минск-32) и др. машины.— ОП образует единое адресное пространство, адреса МС возрастают отмладших к старшим;— в ОП размещаются как данные, так и программы, причем в областиданных одно слово, как правило, соответствует одному числу, а вобласти программы - одной команде (машинной инструкции минимальному и неделимому элементу программы);— команды выполняются в естественной последовательности (повозрастанию адресов в ОП), если/пока не встретится командауправления (условного/безусловного перехода), в результате которойестественная последовательность нарушится;— ЦП может произвольно обращаться к любым адресам в ОП длявыборки и/или записи в МС чисел или команд.Рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
