Архитектура МП с точки зрения систем команд

v МП с полным набором команд.(CISC)

v Сокр. набор команд (RISC)

v МП с мин. Набором команд.(MISC)

v MП с системой команд сверх большой разрядности.(VLIW)

1)CISC

o нефиксированное значение длины команды;

o арифметические действия кодируются в одной команде;

o небольшое число регистров, каждый из которых выполняет строго определённую функцию.

2)RISC

v Фиксированная длина машинных инструкций (например, 32 бита) и простой формат команды.

v Специализированные команды для операций с памятью — чтения или записи.

v Большое количество регистров общего назначения (32 и более).

3)MISC

· укладка нескольких команд в одно большое слово

· сокращение за счёт этого числа команд

4)VLIW

команды сверх большой разрядности,состоит из группы команд, которые могут выполнятся параллельно

 

Билет №11

Монитор — это устройство вывода графической и текстовой информации в форме, доступной пользователю. Мониторы входят в состав любой компьютерной системы. Они являются визуальным каналом связи со всеми прикладными программами и стали жизненно важным компонентом при определении общего качества и удобства эксплуатации всей компьютерной системы.

На сегодняшний день существуют три вида мониторов:

 

v Мониторы с электронно-лучевой трубкой (ЭЛТ-мониторы);

v Жидкокристаллический дисплей (ЖК);

v Плазменная панель.

 

ЭЛТ-мониторы

 

Наверное, каждый из вас помнит первые цветные телевизоры, по принципу работы ЭЛТ-монитор тоже можно считать одним из таких телевизоров. Построение и отображение информации на мониторе происходит с помощью электронно-лучевой трубки. ЭЛТ-монитор представляет собой электронный вакуумный прибор в стеклянной колбе, на дне которого располагается – экран (покрытый люминофором), а в горловине находится электронная пушка. При работе монитора электронная пушка нагревается, и испускает поток электронов, который проходит через фокусирующую и отклоняющую катушки. Катушки в свою очередь направляют поток электронов в определенную точку экрана покрытого люминофором. Следовательно, энергия электронов заставляет светиться точки люминофора, благодаря чему из точек формируется изображение.

ЖК – мониторы

 

Из названия монитора можно догадаться, что в ЖК мониторах используется свойство жидких кристаллов. Принцип его работы довольно прост. В жидкокристаллическом дисплеи, поляризационный светофильтр создает две раздельные световые волны и пропускает только ту, у которой плоскость поляризации параллельна его оси. Располагая в жидкокристаллическом дисплеи второй светофильтр так, чтобы его ось была перпендикулярна оси первого, можно полностью предотвратить прохождение света (дисплей будет темным). Вращая ось поляризации второго фильтра, т.е. изменяя угол между осями светофильтров, можно изменить количество пропускаемой световой энергии, а значит, и яркость экрана. В цветном жидкокристаллическом дисплеи есть еще один дополнительный светофильтр, который имеет три ячейки на каждый пиксель изображения — по одной для отображения красной, зеленой и синей точек


Плазменная панель

 

Принцип действия плазменной панели основан на свечении специальных люминофоров при воздействии на них ультрафиолетового излучения. Это излучение возникает при электрическом разряде в среде сильно разреженного газа. В результате разряда между электродами образуется проводящий шнур, состоящий из ионизированных молекул газа (плазмы). Подавая сигналы на горизонтальные и вертикальные проводники, нанесенные на внутренние поверхности стекол панели, схема управления PDP осуществляет, соответственно, строчную и кадровую развертку. Следовательно, яркость каждого элемента изображения определяется временем свечения соответствующей ячейки плазменной панели: самые яркие горят постоянно, а в наиболее темных местах они не светятся вовсе. Светлые участки изображения на плазменной панели обладают ровным светом, поэтому изображение абсолютно не мерцает.

 

 

Билет №12

Клавиату́ра — устройство ввода информации, представляющее собой набор кнопок (клавиш), предназначенных для управления каким-либо устройством или для ввода информации. Как правило, кнопки нажимаются пальцами рук. (Компьютерная клавиатура — одно из основных устройств ввода информации от пользователя в компьютер.)

По своему назначению клавиши на клавиатуре делятся на шесть групп:

· функциональные;

· алфавитно-цифровые;

· управления курсором;

· цифровая панель;

· специализированные;

· модификаторы.

 

1) Функциональная группа F1-F12 (в различных программах выполняют разные функции)

2) Aлфавитно-цифровые клавиши - для ввода букв, цифр и различных символов.

3) Клавиши управления курсором — восемь клавиш на клавиатуре компьютера. А именно: ↑, ↓, ←, →, Home, End, Page Up и Page Down. Называются: "Вверх, вниз, влево, вправо, хоум, энд, пэйдж ап, пэйдж даун.

4) Цифровая панель основное назначение клавиш дублирование функций клавиш алфавитно-цифрового блока в части ввода цифр и арифметических операторов.

5) Специализированные- дополнительные клавиши для

· управление громкостью звука: громче, тише, включить или выключить звук;

· управление лотком в приводе для компакт-дисков: извлечь диск, принять диск;

· управление аудиопроигрывателем: играть, поставить на паузу, остановить воспроизведение, промотать аудиозапись вперёд или назад, перейти к следующей или предыдущей аудиозаписи;

· управление сетевыми возможностями компьютера: открыть почтовую программу, открыть браузер, показать домашнюю страницу, двигаться вперёд или назад по истории посещённых страниц, открыть поисковую систему;

· управление наиболее популярными программами: открыть калькулятор, открыть файловый менеджер;

· управление состоянием окон операционной системы: свернуть окно, закрыть окно, перейти к следующему или к предыдущему окну;

· управление состоянием компьютера: перевести в ждущий режим, перевести в спящий режим, пробудить компьютер, выключить компьютер.

· 6) Модификаторы(служебные клавиши) Ctrl, alt, shift совместно с другими изменяют назначение клавиш, esc отмена действия или выход, enter- подтверждение действия или переход на другую строку.

Билет №13

 

Память занимает особое место среди психических функций: ни одна другая функция не может быть осуществлена без ее участия. Другими словами, каждая психическая функция имеет свой мнемический компонент. В связи с этим формы проявления памяти весьма разнообразны. Множество видов памяти можно представить в ряде классификаций.

1. По времени сохранения материала выделяются:

– сенсорная память, осуществляющая сохранение информации на уровне рецепторов, время сохранения – 0,3–1,0 с. Некоторые ее формы получили специальные названия: иконическая (зрительная) и эхоическая (слуховая) сенсорная память. Если информация из рецепторного хранилища не переводится в другую форму хранения, то она безвозвратно теряется. У некоторых людей полное сохранение зрительной картинки в иконической памяти не ограничивается долями секунды, а может сохраняться в течение нескольких секунд и даже минут. Эта способность «видеть» картину или предмет, который находился перед глазами, но уже не экспонируется, называется «эйдетизм». Эйдетические способности лучше развиты у детей, чем у взрослых;

– кратковременная память, в которой сохранение материала ограничено определенным, как правило, небольшим периодом времени (около 20 с) и объемом одновременно удерживаемых в памяти элементов (от 5 до 9);

– долговременная память, обеспечивающая продолжительное сохранение материала, не ограниченная по времени хранения материала и объему удерживаемой информации. Она не связана с актуальным состоянием сознания. Долговременная память отличается от кратковременной не только временем сохранения информации, но и способом ее переработки. Кратковременная память представляет собой механическое запечатление, в то время как долговременная предполагает сложную переработку информации, что обеспечивает ее оптимальное, экономичное сохранение. Информация как бы раскладывается по полочкам. Чем больше человек знает, тем больше полочек он имеет в своем хранилище знаний. Таким образом, описанное выше явление реминисценции заключается в улучшении качества и объема воспроизводимого материала при долговременном хранении по сравнению с кратковременным;

– оперативная память, занимающая промежуточное положение между долговременной и кратковременной памятью. Она рассчитана на сохранение материала в течение заранее определенного срока, т. е., например, на время, которое необходимо для решения задачи.

2. По характеру психической активности в структуру памяти входят:

– двигательная память сохраняет информацию о различных движениях и их системах. Огромное значение памяти этого вида состоит в том, что она служит основой для формирования различных практических и трудовых навыков, а также навыков ходьбы и письма. Признаком хорошей двигательной памяти является физическая ловкость человека;

– эмоциональная память хранит пережитые чувства, которые выступают как сигналы, побуждающие к действию или удерживающие от действий, вызвавших в прошлом положительные или отрицательные переживания. Эмоциональная память сильнее других видов памяти;

– образная память бывает зрительной, слуховой, осязательной, обонятельной, вкусовой. У большинства людей лучше всего развиты зрительная и слуховая виды памяти. Развитие других видов, как правило, обусловлено особенностями профессиональной деятельности: например, вкусовая память у дегустаторов различных продуктов или обонятельная память у парфюмеров. Образная память обычно бывает ярче у детей и подростков. У взрослых людей ведущим видом памяти является не образная, а логическая память;

– словесно-логическая память специфически человеческая и играет ведущую роль по отношению к другим видам памяти в усвоении знаний. Запоминаемое содержание подвергается активной мыслительной обработке, материал анализируется, выделяются логические части. Лучше запоминается то, что понимается;

– механическая память позволяет человеку запоминать содержание, осмыслить которое он не может или не хочет. Прибегнув к неоднократному повторению, он как бы впечатывает запоминаемый материал в мозговых структурах.

3. По характеру целей деятельности память может быть:

– непроизвольной, когда отсутствует специальная цель запомнить что-то;

– произвольной, когда перед человеком стоит цель запомнить материал.

Эти два вида памяти представляют собой две последовательные ступени развития памяти. Непроизвольно запоминаются:

– материал, являющийся предметом целенаправленной деятельности;

– информация, имеющая важное жизненное значение, связанная с нашими интересами и эмоциями;

– все, что связано с препятствиями, затруднениями в деятельности.

– незавершенные действия запоминаются лучше, чем завершенные.

Непроизвольное запоминание подчинено законам ассоциативного связывания. Все представления, содержащиеся в памяти, существуют не отдельно, сами по себе, а в определенных совокупностях. Ассоциация – это возникающая в опыте человека закономерная связь между двумя представлениями, которая выражается в том, что появление в сознании одного представления влечет за собой актуализацию второго. Со времен Аристотеля различают три основных типа ассоциаций: по смежности во времени и пространстве, сходству и контрасту.

4. По использованным для запоминания средствам память бывает:

– непосредственной натуральной памятью, представляющей собой прямое механическое запечатление событий и явлений, – это наиболее простой и примитивный вид памяти, характерный для ранних стадий развития человека как в филогенетическом, так и онтогенетическом плане;

– внешне опосредованной памятью, характерной для более высокой ступени культурно-исторического развития человека и являющейся первым шагом к овладению и управлению своей натуральной памятью. Это попытка обеспечить свое воспоминание, воскресить какой-либо след памяти с помощью стимулов, которые выполняют функцию средства запоминания В данном случае стимулы носят внешний, материальный характер: узелки на память, записи в книжке, фотографии и сувениры. Благодаря этим и другим

– внутренне опосредствованной памятью, являющей собой высшую форму памяти– логическую память, при которой происходит переход от употребления внешних средств запоминания к внутренним элементам опыта. Для того чтобы такой переход мог осуществиться, сами внутренние элементы должны быть достаточно сформированы. В этом процессе формирования внутреннего опыта человека центральная роль принадлежит речи и мышлению.

Билет №14

Регистровая кэш-память — высокоскоростная память сравнительно большой емкости, являющаяся буфером между ОП и МП и позволяющая увеличить скорость выполнения операций. Регистры кэш-памяти недоступны для пользователя, отсюда и название кэш (cache), что в переводе с английского означает «тайник».

В современных материнских платах применяется конвейерный кэш с блочным доступом (Pipelined Burst Cache). В кэш-памяти хранятся копии блоков данных тех областей оперативной памяти, к которым выполнялись последние обращения, и весьма вероятны обращения в ближайшие такты работы — быстрый доступ к этим данным и позволяет сократить время выполнения очередных команд программы. При выполнении программы данные, считанные из ОП с небольшим опережением, записываются в кэш-память. В кэш-память записываются и результаты операций, выполненных в МП.

По принципу записи результатов в оперативную память различают два типа

кэш-памяти:

● в кэш-памяти «с обратной записью» результаты операций, прежде чем их записать в ОП, фиксируются, а затем контроллер кэш-памяти самостоятельно перезаписывает эти данные в ОП;

● в кэш-памяти «со сквозной записью» результаты операций одновременно, параллельно записываются и в кэш-память, и в ОП.

Микропроцессоры начиная от МП 80486 обладают встроенной в основное ядро МП кэш-памятью (или кэш-памятью 1-го уровня — L1), чем, в частности, и обусловливается их высокая производительность. Микропроцессоры Pentium имеют кэш-память отдельно для данных и отдельно для команд: у Pentium емкость этой памяти небольшая — по 8 Кбайт, у Pentium ММХ — по 16 Кбайт. У Pentium Pro и выше кроме кэш-памяти 1-ro уровня есть и встроенная на микропроцессорную плату кэш-память 2-го уровня (L2) емкостью от 128 Кбайт до 2048 Кбайт. Эта встроенная кэш-память работает либо на полной тактовой частоте МП, либо на его половинной тактовой частоте.

Следует иметь в виду, что для всех МП может использоваться дополнительная кэш-память 2-ro (L2) или 3-го (LЗ) уровня, размещаемая на материнской плате вне МП, емкость которой может достигать нескольких мегабайтов (кэш на МВ относится к уровню 3, если МП, установленный на этой плате, имеет кэш 2-ro.уровня). Время обращения к кэш-памяти зависит от тактовой частоты, на которой кэш работает, и составляет обычно 1 — 2 такта. Так, для кэш-памяти L1 МП Pentium характерно время обращения 2 — 5 нс, для кэш-памяти

L2 и ЕЗ это время доходит до 10 нс. Пропускная способность кэш-памяти зависит и от времени обращения, и от пропускной способности интерфейса и лежит в широких пределах от 300 до 3000 Мбайт/с.

Использование кэш-памяти существенно увеличивает производительность системы. Чем больше размер кэш-памяти, тем выше быстродействие, но эта зависимость нелинейная. Имеет место постепенное уменьшение скорости роста общей производительности компьютера с ростом размера кэш-памяти. Для современных ПК рост производительности, как правило, практически прекращается после 1 Мбайт кэш-памяти.

Билет №15

Принтер - печатающее устройство. Осуществляет вывод из компьютера закодированной информации в виде печатных копий текста или графики.

Существуют тысячи наименований принтеров. Но основных видов принтеров три: матричные, лазерные и струйные.

Матричные принтеры используют комбинации маленьких штырьков, которые бьют по красящей ленте, благодаря чему на бумаге остаётся отпечаток символа. Каждый символ, печатаемый на принтере, формируется из набора 9, 18 или 24 игл, сформированных в виде вертикальной колонки. Недостатками этих недорогих принтеров являются их шумная работа и невысокое качество печати, приемлемое, в основном, для домашних целей.

Лазерные принтеры работают примерно так же, как ксероксы. Компьютер формирует в своей памяти "образ" страницы текста и передает его принтеру. Информация о странице проецируется с помощью лазерного луча на вращающийся барабан со светочувствительным покрытием, меняющим электрические свойства в зависимости от освещённости.

После засветки на барабан, находящийся под электрическим напряжением, наносится красящий порошок - тонер, частицы которого налипают на засвеченные участки поверхности барабана. Принтер с помощью специального горячего валика протягивает бумагу под барабаном; тонер переносится на бумагу и "вплавляется" в неё, оставляя стойкое высококачественное изображение. Цветные лазерные принтеры пока очень дороги.

Струйные принтеры генерируют символы в виде последовательности чернильных точек. Печатающая головка принтера имеет крошечные сопла, через которые на страницу выбрызгиваются быстросохнущие чернила. Эти принтеры требовательны к качеству бумаги. Цветные струйные принтеры создают цвета, комбинируя чернила четырех основных цветов - ярко-голубого, пурпурного, желтого и черного.

Принтер связан с компьютером посредством кабеля принтера, один конец которого вставляется своим разъёмом в гнездо принтера, а другой - в порт принтера компьютера. Порт - это разъём, через который можно соединить процессор компьютера с внешним устройством.

Каждый принтер обязательно имеет свой драйвер - программу, которая способна переводить (транслировать) стандартные команды печати компьютера в специальные команды, требующиеся для каждого принтера.

Билет 16

Внешняя память - это память, предназначенная для длительного хранения программ и данных. Целостность содержимого ВЗУ не зависит от того, включен или выключен компьютер

Внешние жесткие диски

Самым простым способом увеличить свободное дисковое пространство компьютера является подключение внешнего жесткого диска. Внешний жесткий диск — это отличный вариант хранения дополнительных объемов цифровых фотографий, видеозаписей, музыки и других крупных файлов. Он служит дополнением к пространству внутреннего жесткого диска компьютера, особенно, если на нем осталось немного свободного места. Внешний жесткий диск также позволяет сохранять резервную копию важных файлов.

Чтобы установить внешний жесткий диск, нужно подключить его к компьютеру и подсоединить шнур питания. Большинство подобных жестких дисков подключаются к USB-порту.

USB-устройство флэш-памяти представляет собой небольшое портативное устройство, подключаемое к USB-порту компьютера. Подобно жесткому диску, USB-устройство флэш-памяти хранит информацию, но, как правило, ее объем намного меньше, чем на большинстве жестких дисков. USB-устройства флэш-памяти могут различаться размерами и формой, и на них могут храниться гигабайты информации. Они иногда называются флэшками, поскольку имеют компактный размер и форму. Их можно с легкостью переносить, поэтому они — отличный вариант для перемещения информации с одного компьютера на другой. USB-устройства флэш-памяти также называют флэш-памятью, флэш-накопителями, устройствами флэш-ключей или флэш-картами.

 

Билет 17

Внутренняя память

Оперативная память (ОП) предназначена для временного хранения выполняемых программ и данных, обрабатываемых этими программами. Это энергозависимая память. Физически реализуется в модулях ОЗУ (оперативных запоминающих устройствах) различного типа. При выключении электропитания вся информация в оперативной памяти исчезает.

Объём хранящейся информации в ОЗУ составляет от 32 до 512 Мбайт и более. Занесение информации в память и её извлечение, производится по адресам. Каждый байт ОП имеет свой индивидуальный адрес (порядковый номер). Адрес – число, которое идентифицирует ячейки памяти (регистры). ОП состоит из большого количества ячеек, в каждой из которых хранится определенный объем информации. ОП непосредственно связана с процессором. Возможности ПК во многом зависят от объёма ОП.

Кеш память - очень быстрая память малого объема служит для увеличения производительности компьютера, согласования работы устройств различной скорости.

Специальная - постоянная, Flash, видеопамять и тд.

Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) – энергонезависимая память для хранения программ управления работой и тестирования устройств ПК. Важнейшая микросхема ПЗУ – модуль BIOS (Basic Input/Output System – базовая система ввода/вывода), в котором хранятся программы автоматического тестирования устройств после включения компьютера и загрузки ОС в оперативную память. Это Неразрушимая память, которая не изменяется при выключении питания

Перепрограммируемая постоянная память (Flash Memory) – энергонезависимая память, допускающая многократную перезапись своего содержимого

CMOS RAM (Complementary Metal-Oxide Semiconductor) - память с невысоким быстродействием и минимальным энергопотреблением от батарейки. Используется для хранения информации о конфигурации и составе оборудования компьютера, о режимах его работы. Содержимое изменяется программой, находящейся в BIOS (Basic Input Output System).

Видеопамять – запоминающее устройство, расположенное на плате управления дисплеем и предназначенное для хранения текстовой и графической информации, отображаемой на экране. Содержимое этой памяти сразу доступно двум устройствам – процессору и дисплею, что позволяет изменять изображение на экране одновременно с обновлением видеоданных в памяти.

 

 

Билет 18

Компьютерные порты