K n-1

0 k n-1

СФА

. . . . . .

ЗЭ

ЗЭ

ЗЭ

… …

0

ЗЭ

ЗЭ

ЗЭ

Ад- … … … …

рес

j

ЗЭ

ЗЭ

ЗЭ

… …

N

Усилитель записи

0 … k … n-1

W R

Информационный выход

Рассмотрим вид памяти 2D-типа (Рис.1.) являющееся одним из более распространённых по причине его быстродействия и удобства реализации. Оперативная память такой организации обеспечивает двух координатную выборку каждого ЗЭ, в совокупности образующих матрицу из 2^mячеек по n битов (разрядов). Каждый ЗЭ характеризуется использованием троичных сигналов (выборка при записи, выборка при чтении и отсутствие выборки) и совмещением линий входных и выходндых сигналов; адресные и разрядные линии носят общее название линий выборки, объединяющих все ЗЭ матрицы. Адресные линии используются для выборки по указанному адресу совокупности ЗЭ матрицы, которым устанавливается режим чтение/запись. Выборка отдельных разрпядов производится разрядными линиями, по которым осуществляется чтение/запись информации. Адрес (m-разрядный) выбираемой j-ячейки ОП (приложение рис.) поступает на схему формирования адреса (СФА); при этом под действием сигнала запись/чтение (WR) СФА выдаёт сигнал настройки j-й линии на запись/чтение. Выделение k-разряда в j-слове производится второй координатной линией; при записи/чтении по k-линии посредством усилителя записи/чтения поступает входной /выходной сигнал, изменяющий/считывающий содержимое ЗЭ с (j,k)-координатами. Линии записи и чтения могут быть объединены в одну при использовании ЗЭ, допусткающих соединение выхода со входом записи; такой подход широка используется в современных ОП.

Современная ОП ёмкостью в 1Мбайт зранит 2²³ или 8.388.608 ЗЭ, расположенных в виде матрицы, каждый из которых зранит бинарное 01 значение. Поэтому в ОП достаточно большого объёма неизбежно возникают ошибки, поэтому для повышения надёжности ОП исполльзуется корректирующий код Хэмминга, защищающий её от появления ошибок и продлевая среднее время появления одиночной, устранимой ошибки до 62 лет.

Организация систем адресации и команд ЭВМ.

В данной части работы рассмотрим вопросы адресации и системы команд ЭВМ , объединяющие работу двух основных компонентов ЦП и ОП в единое целое. Внутренняя память ЭВМ обычно является адресуемой, т.е.каждой хранимой в ней единице информации (байт, слово) ставится в соответствие адрес (номер ячейки или регистра). В качестве адресуемых единиц информации используются, как правило, байт, слова фиксированной и переменной длины. Являясь универсальной относительно обработки дискретной информации, ЭВМ обеспечивает все типы её обработки: приём, собственно обработку, хранение и выдачу в нужном виде. Обработка информации производится программно путём покомандного выполнения соответствующего алгоритма обработки, описанного на языке системы команд конкретной ЭВМ. Команда представляет собой машинное слово, содержащее код операции (КОП) и операнды (данные), код которыми должна быть произведена операция с указанным кодом. Команда в явной или неявной форме содержит также адреса для результата выполнения операции и следующей выполняемой команды. По характеру выполняемых операций каманды образуют следующие основные группы: арифметические, десятичной арифметики, логические, передача кодов, передачи управления, определения режима работы ЭВМ, ввода/вывода и др. Команда, как правило, содержит не сами операнды, а адреса регистров или ячеек памяти, их содержащие.

Как правило, система команд современных ЭВМ использует несколько типов адресации, например: прямая, относительная, непосредственнная, укороченная, стэковая и т.д. (их количество может превышать 20), указываемых посредством КОП (сложение, умножение, передача управления и др.) или явно специальным полем адресной части команды.

Прямая – предполагает идентичность понятий Аис=Аук,(где Аис-адрес ячейки или номер регистра, а Аук-информация об адресе операнда в команде).

Относительная – характеризуется соотношением Аис=Аб+Аук, где Аб-содержимое базового регистра.

Непосредственная – содержит сам операнд, а не его адрес.

Укороченная – в команде задаются только младшие разряды адресов, старшие при этом полагаются нулевыми (используется совместно с другими).

Стэковая – реализующая безадресное задание операндов, особенно широко испольщуется в микро-, мини-,и некоторых супер-ЭВМ .

ЭВМ в совокупности с их ОП с полным основанием можно отнести к наиболее сложным системам, созданным современной цивилизацией. Их сложность определяется многочисленностью разнофункциональных элементов, большим числом связей между ними и сложностью алгоритмов функционирования и обработки информации.

Организация системы входа/выхода.

В этой части переходим к рассмотрению - системы сопряжения (СС), обеспечивающей интерфейс (совокупность линий и шин, управляющих сигналов, электронных схем и протоколов связи предназначенную для обеспечения обмена информацией между устройствами) центральной части с внешней средой ( внешняя память, устройства ввода/вывода, удалённые терминалы, и др. ЭВМ и т.д.). В качестве внешней среды (периферии) ЭВМ можно выделить две большие группы устройств: внешние запоминающие устройства (ВЗУ; предназначены для хранения больших объёмов информации) и устройства ввода/вывода (УВВ; ввод/вывод информации, её регистрация и отображение, и т.д.). Приведу два способа организации ввода/вывода ЭВМ (Рис.2.). Общая шина (ОШ)

ЦП

ОП

БУВУ₁

БУВУ_к

Конт₁

Конт _d

… …

ВУ

ВУ

ВУ

ВУ

… … (а) Где ВУ - внешние устройства, обмениваются с ЦП и ОП, включая основную управляющую информацию, позволяют использовать одни и те же ВУ, различными типами и классами ЭВМ, удовлетворяющими определённым стандартам. При этом унифицированные форматы данных преобразуются в индивидуальные в блоках управления ВУ (БУВУ). Унифицированность распространяется на общий интерфейс обмена информацией между ВУ и ЦП+ОП (Рис.2а), а также на формат и набор команд ввода/вывода ЦП. Выполнение общих функций возлагается на специальные устройства СС – контроллеры (Конт) прямого доступа к ОП и каналы (процессоры) ввода /вывода, а специфические – на адаптеры (БУВУ) конкретного типа ВУ.

В СВ/В современных ЭВМ используются два основных способа организации обмена информацией между ОП и ВУ: программно-управляемый и прямой доступ. В первом случае ЦП непосредственно ре6ализует программу ввода/вывода, выбирая данные из ОП и пересылая их на ВУ, и наоборот. На период операции ввода/вывода основная программа процессорам не обрабатывается, что может существенно снижать общую производительность ЭВМ. В случае прямого доступа ЦП только инициирует операцию ввода/вывода посредством общих команд, запускающих работу канала/контролёра; после успешной инициации операции ввода/вывода ЦП переключается на выполнение основной программы, а канал/контролёр непосредственно выполняет операцию обмена параллельно с работой ЦП. Таким образом, прямым доступом к ОП управляет канал/контролёр, выполняющий следующие функции:

-задание массива данных и области ОП, участвующих в операции обмена;

-формирование последовательных адресов ячеек ОП, используемых в операции;

-подсчёта числа единиц переданной информации в период текущей операции обмена;

-установление моме6нта завершения текущие6 операфции обмена информацией;

-передача в ЦП с прерывание сигнала о конце текущей операции обмена.

Инициируя операцию ввода/вывода, ЦП, вместе с тем, выполняет её различными способами, зависящими от схемы подключения СВ/В к ЦП и ОП.

Рассмотрим две типичные организации СВ/В: (1) общей шиной(ОШ), (2) каналами ввода/вывода(КВ/В). В первом случае все модули ЭВМ соединены общим интерфейсом - общей шиной(ОШ), в совокупности образуя ВС: ЦП, ОП, ВУ (через БУВУ и контролеры для ВУ с блочной передачей данных). Однако при такой организации СВ/В процессор не полностью освобождается от управления передачей данных и связь ЦП – ОП блокируется, снижая производительность ЭВМ. Поэтому данная организация СВ/В широко применяется лишь для микро- и мини-ЭВМ, работающих с короткими словами, имеющих небольшую по количеству периферию, от которой не требуется высокий производительности.

Оперативная память (ОП)

ЦП

Канал₁ в/в (КВ/В₁)

Канал_n в/в (КВ/В_n)

…

БУВУ₁

БУВУ_к

БУВУ₁

БУВУ_m

… …

ВУ

ВУ

ВУ

ВУ

… …

(б)

Во - втором случае (Рис.2б), обмен информацией между ОП ВУ производится через каналы ввода/вывода (КВ/В), представляющие собой специализированные процессоры ввода/вывода, централизующие аппаратуру управления вводом/выводом и обеспечивающие программно-управляемый обмен информацией. Благодаря наличию в СВ/В каналов, способных реализовать достаточно сложные функции, появляется возможность полностью освободить ЦП от операции ввода/вывода. КВ/В управляются канальными программами, находящимися в ОП; поэтому ЦП лишь инициирует операцию ввода/вывода, указывает номера КВ/В и ВУ, участвующих в операции обмена, и адрес начала канальной программы для инициируемой операции обмена ОП с ВУ. Данная организация СВ/В используется в ЭВМ общего назначения и в супер- ЭВМ.

СИСТЕМА ВНЕШНИХ УСТРОЙСТВ ЭВМ

(периферийное оборудование)

Если современный массовый ПК имеет весьма ограниченный набор ВУ (как правило: клавиатура, дисплей, пышь, НГМД, НМД типа Винчестер и принтер), то мини- и ЭВМ общего назначения имеют достаточно обширную периферию ВУ различных типов, назначения и количества. Всю совокупность современных ВУ можно классифицировать по двум основным группам (Рис.3): внешняя память и устройства ввода/вывода, наиболее типичные представители которых могут быть охарактеризованы следующим образом.

Внешние устройства (ВУ) ЭВМ - периферия

Внешние устройства (ВУ) ЭВМ-периферия

Внешняя память (ВП)

Устройства ввода/вывода (УВВ)

- НМЛ - средства общения с ЭВМ

- НМД/НМБ - средства вывода информации

- НГМД - средства ввода информации

- НОД - терминалы

- НЦМД - АРМы

- ВД - средства телеобработки

- массовая память (МС)

Рис.3 Общая классификация внешних устройств.

Первая группа ВУ обеспечивает расширение возможностей ЭВМ по обработке информации, предоставляя в распоряжение пользователя устройства для длительного хранения больших объёмов информации, доступ к которой может быть достаточно быстрым. Все эти устройства образуют внешнюю память (ВП) ЭВМ, характеристики которой существенно влияют на технологию обработки информации. Более того, технические характеристики ВП, её внутренняя организация и структура во многом определяют технико-экономические показатели ЭВМ. Структурно СП состоит из внешних запоминающих устройств (ВЗУ) и боков управления (БУВУ); связь с другими компонентами ЭВМ обеспечивается посредством СВ/В, рассмотренной ранее. ВЗУ обеспечивают как оперативную работу с ОП ЭВМ, так и длительное хранение информации.

НМЛ – накопители на магнитных лентах. Объём и скорость обмена информации в пределах соответственно (1-500) Мбайт и (0,01-3) Мбайт/с. Магнитный накопитель размещается в сменных элементах различных конструкций. Обычно НМЛ (в виде бобин) используются в мини-, супер- и общего назначения ЭВМ для архивного хранения данных и программ, ибо последовательный метод доступа к ним делает нецелесообразным использование их в качестве ВП оперативного обмена. Наряду с традиционным оформлением магнитных лент в виде бобин используются картриджи, стриммеры (в ПК).

НМД – накопители на магнитных дисках. Общие важные черты присущие им: большая скорость обмена информации и возможность прямого доступа к ней, вместе с тем позволяет хранить большие объёмы информации. (до сотен гигабайт), поэтому НМД составляют основу ВП компьютеров. По режиму эксплуатации НМД делятся на стационарные и съёмные. НМД стационарного типа имеют, как правило, большие ёмкость и скорость обмена, являясь ядром ВП ЭВМ. В качестве съёмных используются дискеты ёмкостью 50-200 Мбайт, что характерно для мини- и общего назначения ЭВМ. В ПК в качестве ВП используются стационарные НМД типа Винчестер и накопители на гибких МД (НГМД).

НГМД – дискеты размера 5.25/3.5 дюйма, они являются сменными и служат как для хранения, так и для транспортировки программ и данных.

НМБ - накопители на магнитных барабанах, используются значительно реже чем НМД.

МС – массовая память, представляет собой большой набор соединённых между собой маленьких бобин МЛ общей ёмкостью порядка сотен гигабайт. МС занимает промежуточное положение между НМЛ и НМД; доступ к ней производится по схеме: записьчтение MS ОП  MS НМДMS ОП .

НОД – один из видов массовой памяти – накопитель на оптических дисках. Напоминает собой звуковой компакт диск, но отличается избыточностью информации. По режиму использования НОД делятся на «только для чтения» (CD-ROM) и «с однократной записью» (CD-WORM), ёмкость которых измеряется в гигабайтах. НОД представляет интерес для архивирования информации и в качестве удобного средства её транспортировки. В последние годы в противовес НМД большой ёмкости появились НОД, допускающие обычные способы доступа к информации (запись/чтение). Такие диски по ёмкости превышают обычные НМД на 50-60% и дискеты в 2500-3000 раз.

Принцип работы дисковода напоминает принцип работы обычных дисководов для гибких дисков. Поверхность оптического диска (CD-ROM) перемещается относительно лазерной головки постоянной линейной скоростью, а угловая скорость меняется в зависимости от радиального положения головки. Луч лазера направляется на дорожку, фокусируясь при этом с помощью катушки. Луч проникает сквозь защитный слой пластика и попадает на отражающий слой алюминия на поверхности диска. При попадании его на выступ, он отражается на детекторе и проходит через призму, отклоняющую его на светочувствительный диод. Если луч попадает в ямку, он рассеивается и лишь малая часть излучения отражается обратно и доходит до светочувствительного диода. На диоде световые импульсы преобразуются в электрические, яркое излучение преобразуется в нули слабое - в единицы. Таким образом ямки воспринимаются дисководом как логические нули, а гладкая поверхность как логические единицы

НЦМД – накопители на цилиндрических магнитных доменах, характеризуются отсутствием механических узлов, высокими надёжностью и стойкостью к внешней среде, а также возможностью предварительных сортировки и логической обработки информации в самом накопителе (используются в микро- и мини- ЭВМ повышенной надёжности).

ВД – виртуальные диски, которые имеют логическую организацию НГМД и занимают область ОП, объём которой определяется при загрузке драйвера ВД. Основным назначением ВД является имитация работы с файловой организацией обычного НГМД, но в значительно более быстром режиме.

Вторую группу ВУ составляют:

- УВВ – такие, как: клавиатура, дисплей; по виду представляемой информации дисплеи делятся на алфавитно-цифровые (текстовая информация), квазиграфические и графические (используют точечное задание изображений и растровый способ их отображения, делясь по цветности на монохромные (чёрно-белые) и цветные.

Средством визуализации местоположения на экране дисплея является курсор – перемещаемый по экрану специальный светящийся символ. Клавиатура распологает рядом клавиш, управляющих движениет курсора; но намного удобнее пользоваться специальным устройством – мышью.

Мышь – коробочка (с вмотнированным в неё шариком), перемещаемой по поверхности стола, в результате чего соответственно перемещается и указатель на экране.

Джостик – манипулятор, часто используемый в компьютерных играх, для управления перемещением указателя или другого связанного с ним графического объекта.

Световое перо – является важным дополнением дисплея на электронно-лучевых трубках, позволяя в сочетании с мышью не только управлять курсором, но и рисовать графические объекты, снимать значения координат любых точек экрана, а также вводить определённую информацию.

Средства вывода информации:

Принтеры – матричные, «ромашка», струйные, термографические, лазерные. К ЭВМ подключаются через параллельный интерфейс или последовательный RS-232C. К наиболее удачным принтерам можно отнести модель HP Laser Jet 6P фирмы Hewlett-Packard (США) и матричных принтеров моделей Epson (Япония) и т.д.

Плоттеры – для вывода графической информации, в первую очередь научного и инженерно- технического характера; лазерные плоттеры – для подготовки высококачественных технических оригинал-макетов графического характера, используемых в дальнейшем для тиражирования, для вывода информации на микрофиши и микрофильмы.

Устройства вывода звуковой информации – синтезаторы, музыкльные платы, звукогенераторы и др.

Средства ввода информации: сканеры, портативные терминалы, регистраторы и т.д.

Распознавание речи – важнейшее направление исследований по созданию ЭВМ последующих поколений.

Терминалы – оконечное устройство (ОУ) пользователя, обеспечивающее возможность обмена информацией по каналу связи с удалённой ЭВМ.

АРМы – проблемно-ориентированный комплекс аппаратно-программных средств, являющийся ОУ пользователя в составе некоторого САПР.

Системы телеобработки – обеспечивают объединение различных ВС в сеть и доступ локальных и удалённых пользователей к распределённым в сети информационно-вычислительным ресурсам и БД/БЗ.

ПРИЛОЖЕНИЕ

Рис.1(а, б)

Рис.2

Рис.3
Практическая часть.

Такого типа задачи решаются на заправочных станциях, автобазах, предприятиях, фирмах, строительстве, везде, где используются автомашины, для контроля, за расходом горючих и смазочных веществ.

	Оборотная ведомость
Наименование топлива	Остаток на начало месяца	Приход	Расход	Остаток на конец месяца
Дизельное топливо	524	7654	4067	4111
Бензин	307	6542	5421	1428
Дизельное масло	205	2456	1245	1416
ИТОГО	1036	16652	10733	6955

Формулы подсчёта остатков на конец месяца по каждому виду

топлива и итогов по графам документа.

Наименование топлива	Остаток на начало месяца	Приход	Расход	Остаток на конец месяца
Дизельное топливо	524	7654	4067	=B3+C3+D3
Бензин	307	6542	5421	=B4+C4+D4
Дизельное масло	205	2456	1245	=B5+C5+D5
ИТОГО	=+(B3:B5)	=+(C3:C5)	=+(D3:D5)	=E3+E4+E5

Приведённую выше таблицу я построила в Microsoft Excel, с последующим копированием в Microsoft Word.

Описание построения данной таблицы.

*Установила курсор мыши на А1 и щелчком выделила ячейку.

*Установила русский алфавит.

*Набрала заголовок таблицы.

*Подтвердила набор заголовка нажатием клавиши «Enter».

*Выделила все ячейки начиная с А2, А6 х Е2, Е6, для чего нажала кнопку мыши на ячейке А2 и затем тянула мышь по всем необходимым ячейкам.

*Последовательно нажала: Формат, Ячейка, Выравнивание.

*В окне Выравнивание по горизонтали выбрала По центру.

*В окне Выравнивание по вертикали выбрала По верхнему краю.

*Нажала кнопку переносить по словам.

*Подтвердила команду нажатием клавиши «Enter».

*Расширила столбцы до необходимого размера: установила мышь на необходимую границу столбцов, нажала кнопку и, удерживая её, растянула столбцы до необходимого размера.

*Ввела данные: щёлкнула левой клавишей мыши в окне нужной ячейки и напечатала нужные цифры.

После введения всех исходных данных (цифр) начала выполнять арифметические действия.

*Поставила курсор мыши на нужную ячейку (остаток на конец месяца).

*Нажала клавишу «=», затем «+».

*Установила курсор на первый адрес ячейки (остаток на начало месяца дизельного топлива) щёлкнула левой кнопкой и выделила всю строку до графы «расход», нажала клавишу «Enter», получила результат. Аналогично выполнила подсчёт и по остальным строкам, получила «остаток на конец месяца».

Затем подсчитала итог по остатку горючего на начало месяца.

*Поставила курсор мыши на клавишу «Итого», нажала последовательно клавиши «=», «+».

*Затем выделила первый столбик «остаток на начало месяца» (от дизельного топлива до дизельного масла).

*Нажала «Enter», получала результат. Аналогично подсчитала и по остальным столбикам (приход, расход, остаток на конец месяца).

Инструкция для пользования моей задачей.

*Включить компьютер, после загрузки на экране появится окошко доступа в сеть.

*Набрать в строке Пароль код доступа.

*Подтвердить свою команду ОК. Появится Рабочий стол с расположенными на нём пиктограммами.

*Выбрать на нём и щёлкнуть мышью пиктограмму Excel. После загрузки на экране появится окно приложения.

*С строке Меню нажать символ Открыть. На экране появится таблица Открытие документа,

*В окошке папка щёлкнуть клавишей со стрелочкой.

*В открывшемся окошке выбрать диск I и щёлкнуть его кнопкой мыши

*Открыть файл Lisa (щелчком клавиши мыши).

*В отрывшемся окошке найти название документа tabl.doc, щёлкнуть его кнопкой мыши. Откроется нужный документ. Можно приступать к работе с таблицей.

*После окончания работы, сохранить её нажатием кнопкой мыши значка Сохранить. Если следует сохранить и начальный документ, то кнопкой меню следует нажать в меню Правка, Выделить всё (если нужно запомнить не весь документ, то нужный участок выделяют при помощи мыши).

*В меню нажать Файл, Запомнить как….

*В появившейся таблице впечатать название, под которым нужно сохранить новый документ.

*Подтвердить нажатием кнопки ОК.

*В меню нажать Файл, Выход.

*После появления рабочего стола, нажать в нижнем левом углу кнопку Пуск.

*В открывшемся окошке нажать кнопку Завершение работы.

*На экране появится окошко запроса Завершение работы Windows в нем нажать окошко Выключить компьютер.

*Подтвердить кнопкой ОК.

Список использованной литературы.

В.З.Аладьев, Ю.Я.Хунт, М.Л.Шишаков. «Основы информатики» учебное пособие. Второе издание Москва 1999г. Информационно-издательский дом «Филинъ» 544с.

Ю.Л.Беньяш «Освоение персонального компьютера и работа с документами». Издательство Москва 1999г. 467с.

Знакомитесь: компьютер. Пер.с англ. Под ред.ис З-71 предисл. В.М.Курочкина – М.:Мир, 1999г-240с.

Информатика. Толковый словарь основных терминов. Издание 2-е. –М., «Издательство Приор»,1998г.-240с.

Шафрин Ю.А. Информационные технологии. – М.: Лаборатория базовых знаний, 1998г.- 704с.

Информатика: Программа. Лабораторный практикум для студентов 2-го курса всех специальностей / ВЗФЭИ. – М.: Экономическое образование, 1998г.- 72с.

Число: 17 мая 2000года. Подпись:…………………