Магистрально-модульный принцип

Модульная организация опирается на магистральный (шинный) принцип обмена информацией между устройствами.

Магистрально-модульный принцип имеет ряд достоинств:

1. для работы с внешними устройствами используются те же команды процессора, что и для работы с памятью.

2. подключение к магистрали дополнительных устройств не требует изменений в уже существующих устройствах, процессоре, памяти.

3. меняя состав модулей можно изменять мощность и назначение компьютера в процессе его эксплуатации.

Устройства компьютера и их свойства (Босова, 8 кл.)

Центральным устройством компьютера является процессор. Он организует прием данных, считывание из памяти очередной команды, ее анализ и выполнение, а также отправку результатов работы на требуемое устройство. Основными характеристиками процессора является его тактовая частота и разрядность.

Тактовая частота процессора равна количеству тактов обработки данных, которые процессор производит за 1 секунду. Такт – это промежуток времени между подачами двух последовательных электрических импульсов. На выполнение процессором некоторой операции выделяется определенное количество тактов. Тактовая частота определяется в мегагерцах (МГц) – миллионах тактов в секунду.

Разрядность процессора – это максимальная длина двоичного кода, который может обрабатываться или передаваться одновременно.

Память

http://book.kbsu.ru/theory/chapter2/1_2.html

В состав внутренней памяти входят оперативная память, кэш-память и специальная память.

Оперативная память (ОЗУ, англ. RAM, Random Access Memory — память с произвольным доступом) — это быстрое запоминающее устройство не очень большого объёма, непосредственно связанное с процессором и предназначенное для записи, считывания и хранения выполняемых программ и данных, обрабатываемых этими программами. Оперативная память используется только для временного хранения данных и программ, так как, когда машина выключается, все, что находилось в ОЗУ, пропадает. Доступ к элементам оперативной памяти прямой — это означает, что каждый байт памяти имеет свой индивидуальный адрес.

Кэш (англ. cache), или сверхоперативная память — очень быстрое ЗУ небольшого объёма, которое используется при обмене данными между микропроцессором и оперативной памятью для компенсации разницы в скорости обработки информации процессором и несколько менее быстродействующей оперативной памятью.

Кэш-памятью управляет специальное устройство — контроллер, который, анализируя выполняемую программу, пытается предвидеть, какие данные и команды вероятнее всего понадобятся в ближайшее время процессору, и подкачивает их в кэш-память. При этом возможны как "попадания", так и "промахи". В случае попадания, то есть, если в кэш подкачаны нужные данные, извлечение их из памяти происходит без задержки. Если же требуемая информация в кэше отсутствует, то процессор считывает её непосредственно из оперативной памяти. Соотношение числа попаданий и промахов определяет эффективность кэширования.

К устройствам специальной памяти относятся постоянная память (ROM), перепрограммируемая постоянная память (Flash Memory), память CMOS RAM, питаемая от батарейки, видеопамять и некоторые другие виды памяти.

Постоянная память (ПЗУ, англ. ROM, Read Only Memory — память только для чтения) — энергонезависимая память, используется для хранения данных, которые никогда не потребуют изменения. Содержание памяти специальным образом "зашивается" в устройстве при его изготовлении для постоянного хранения. Из ПЗУ можно только читать.

Перепрограммируемая постоянная память (Flash Memory) — энергонезависимая память, допускающая многократную перезапись своего содержимого с диска.

Прежде всего в постоянную память записывают программу управления работой самого процессора. В ПЗУ находятся программы управления дисплеем, клавиатурой, принтером, внешней памятью, программы запуска и остановки компьютера, тестирования устройств.

Важнейшая микросхема постоянной или Flash-памяти — модуль BIOS. Роль BIOS двоякая: с одной стороны это неотъемлемый элемент аппаратуры, а с другой строны — важный модуль любой операционной системы.

BIOS (Basic Input/Output System — базовая система ввода-вывода) — совокупность программ, предназначенных для автоматического тестирования устройств после включения питания компьютера и загрузки операционной системы в оперативную память.

Разновидность постоянного ЗУ — CMOS RAM.

CMOS RAM — это память с невысоким быстродействием и минимальным энергопотреблением от батарейки. Используется для хранения информации о конфигурации и составе оборудования компьютера, а также о режимах его работы.

Интегральные схемы BIOS и CMOS

Содержимое CMOS изменяется специальной программой Setup, находящейся в BIOS (англ. Set-up — устанавливать, читается "сетап").

Для хранения графической информации используется видеопамять.

Видеопамять (VRAM) — разновидность оперативного ЗУ, в котором хранятся закодированные изображения. Это ЗУ организовано так, что его содержимое доступно сразу двум устройствам — процессору и дисплею. Поэтому изображение на экране меняется одновременно с обновлением видеоданных в памяти.

Внешняя память (ВЗУ) предназначена для длительного хранения программ и данных, и целостность её содержимого не зависит от того, включен или выключен компьютер. В отличие от оперативной памяти, внешняя память не имеет прямой связи с процессором. Информация от ВЗУ к процессору и наоборот циркулирует примерно по следующей цепочке:

В состав внешней памяти компьютера входят:

1. накопители на жёстких магнитных дисках;

2. накопители на гибких магнитных дисках;

3. накопители на компакт-дисках;

4. накопители на магнито – оптических компакт-дисках;

5. накопители на магнитной ленте (стримеры) и др.

6. Все устройства, сходящие в состав ПК, можно разделить на 2 группы: устройства, образующие системный блок; внешние устройства.

Все устройства, входящие в состав ПК, можно разделить ан две группы: устройства, образующие системный блок; внешние устройства.

В системном блоке находятся:

1. Материнская плата;

2. Центральный процессор (CPU);

3. Оперативная память (RAM);

4. Жесткий диск (HDD);

5. Дисковод и накопитель;

6. Карты расширений (видеокарта, звуковая карта, сетевая карта);

7. Блок питания;

8. Порты компьютера.

Внешние устройства ввода:

1. Клавиатура;

2. Мышь;

3. Сканер;

4. Микрофон.

Внешние устройства вывода:

1. Монитор;

2. Принтер;

3. Акустические колонки;

4. Наушники.

Файлы и файловые структуры (Босова, 8 класс)

Основным устройством внешней памяти ПК является жесткий диск. Если жесткий диск имеет достаточно большую емкость, то его делят на несколько логических разделов. Каждое подключаемое к компьютеру устройство внешней памяти, а также каждый логический раздел жесткого диска имеют логические имена (С:, D:, E:).

Файл – это поименованная область внешней памяти. Имя файла, как правило, состоит из двух частей, разделенной точкой: собственно имени файла и расширения.

Каталог – это поименованная совокупность файлов и подкаталогов (вложенных каталогов). Каталог самого верхнего уровня называется корневым каталогом.

Файловая структура диска – это совокупность файлов на диске и взаимосвязей между ними. Файловые структуры бывают простыми и многоуровневыми (иерархическими).

Путь к файлу – имена всех каталогов от корневого до того, в котором непосредственно находится файл. Последовательно записанные путь к файлу и имя файла составляют полное имя файла. Полное имя файла уникально.

Пример полного имени файла в ОС Windows:

E:\изображения\фото\полынь.jpeg

Пример 1.

Учитель работал в каталоге D:\Уроки\8 класс\Практические работы. Затем перешел в дереве каталогов на уровень выше, спустился в подкаталог Презентации и удалил из него файл Введение. ppt. Каково полное имя файла, которое удалил учитель?

Решение.

Учитель работал с каталогом D:\Уроки\8 класс\Практические работы. Поднявшись на один уровень вверх, он оказался в каталоге D:\Уроки\8 класс. После этого учитель спустился в каталог Презентации, путь к файлу которого имеет вид D:\Уроки\8 класс\Презентации. В этом каталоге он удалил файл Введение. ppt, полное имя которого D:\Уроки\8 класс\Презентации\ Введение. ppt.

Маска файла представляет собой последовательность букв, цифр и прочих допустимых в именах файлов символов, среди которых также могут встречаться следующие символы: «?» (вопросительный знак) – означает ровно один произвольный символ; «*» (звездочка) – означает любую (в том числе и пустую) последовательность символов произвольной длины.

Пример 1.

В каталоге находятся пять файлов:

fort.docx

ford.docx

lord.doc

orsk.dat

port.doc

Определите, по какой из масок из них будет отобрана указанная группа файлов:

fort.docx

ford.docx

lord.doc

port.doc

1. *o?*.d?*

2.?o*?.d*

3. *or*.doc?

4.?or?.doc?

Решение:

Рассмотрим предлагаемые маски.

Маски *or*.doc? и?or?.doc? не подходят, т.к. описывают файл, у которого после точки ровно 4 символа:"doc?". А у нас есть файлы, где 3 символа: lord.doc, port.doc.

Файл, который не подходит под маску: orsk.dat. Он отличается от выбранных файлов тем, что начинается с символа "о": orsk.dat.

У выбранных файлов символ "о" стоит на второй позиции:

fort.docx

ford.docx

lord.doc

port.doc

Поэтому маска:?o*?.d* подходит. Эта маска определяет, что символ "о" стоит на второй позиции.

Маску *o?*.d?* можно не рассматривать.

Получили маску:?o*?.d*

Машинное слово – последовательность байтов фиксированной длины (длина машинного слова зависит от разрядности процессора и может быть равной 16, 32 битам и т. д.).

Пример 1.

Объем оперативной памяти компьютера составляет 1/8 часть мегабайта. Сколько машинных слов составляют оперативную память, если одно слово содержит 64 бита?

Решение.

Во-первых, нужно перевести объем памяти и размер машинного слова в одинаковые единицы. Удобнее всего — в байты. Обозначим объем памяти буквой М, а размер слова — W. Тогда:

М = 1/8 Мб = 1024 ·1024/8 = 131 072 байта, W = 64/8 = 8 байтов.

Теперь можно вычислить число слов, составляющих память:

N = M/W = 131 072/8 = 16 384 слова.

Пример 2.

Какой объем имеет оперативная память компьютера, если 3FF — шестнадцатеричный адрес последнего байта памяти?

Решение.

Здесь подразумевается, что объем памяти нужно выразить десятичным числом, равным количеству байтов, составляющих ОЗУ. Адрес последнего байта задан в шестнадцатеричной системе. Поскольку нумерациябайтов памяти начинается с нуля, то значит диапазон адресов от 0 до 3FF. Следовательно, число байтов памяти в шестнадцатеричной системе счисления равно 3FF + 1 = 400_16.

Для получения ответа нужно перевести это число в десятичную систему счисления:

400₁₆= 4 · 16² = 4 ·256 = 1024 байт = 1 Кбайт.

Пример 3.

Компьютер имеет объем оперативной памяти, равный 0,5 Кбайт и содержит 128 машинных слов. Укажите адрес последнего байта и адрес последнего машинного слова памяти в шестнадцатеричной форме.

Решение.

Выразим размер памяти в байтах:

0,5 Кбайт = 512 байт.

Размер машинного слова определяется делением объема памяти на число слов в памяти:

512/128 = 4 байта.

Переведем величину объема памяти в шестнадцатеричную систему счисления:

512₁₀ = 2·256 = 2·16² = 200_16.

Следовательно, диапазон шестнадцатеричных адресов байтов памяти: от 0 до 1FF. Отсюда адрес последнего байта равен 1FF. Последнее машинное слово включает в себя 4 последних байта памяти: 1FC,1FD, 1FE, 1FF. Значит, адрес последнего слова равен 1FC.

Задачи для тренировки:

1) В некотором каталоге хранился файл Задача5. После того, как в этом каталоге создали подкаталог и переместили в созданный подкаталог файл Задача5, полное имя файла стало Е:\Класс9\Физика\Задачник\Задача5. Каково было полное имя этого файла до перемещения?

1) Е:\Физика\Задачник\Задача5

2) Е:\Физика\Задача5

3) Е:\Класс9\Задачник\Задача5

2) Дано дерево каталогов. Определите полное имя файла Doc3.

1) A:\DOC3

2) A:\DOC3\Doc3

3) A:\DOC3\Doc1

4) A:\TOM3\Doc3

3) В некотором каталоге хранится файл Задачи_по_программированию.tхt. В этом каталоге создали подкаталог и переместили в него файл Задачи_по_программированию.tхt. После этого полное имя файла стало
D:\INFORM\LESSONS\10_CLASS\Задачи_по_программированию.txt

4) Каково полное имя каталога, в котором хранился файл до перемещения?

1) D:\INFORM

2) D:\INFORM\LESSONS

3) 10_CLASS

4) LESSONS\10_CLASS

5) Определите, какое из указанных имен файлов удовлетворяет маске: ?ba*r.?xt

1) bar.txt 2) obar.txt 3) obar.xt 4) barr.txt

6) Определите, по какой из масок будет выбрана указанная группа файлов

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: