Шпаргалка

Шпоры по ЭВМ

Категория:

Шпаргалка

Дисциплина:

Электронные вычислительные машины (ЭВМ)

Город:

Беларусь, Минск

Учебное заведение:

БНТУ, ФИТР

Стоимость работы:

10 руб.

Оценка: 10
Объем страниц: 7
Год сдачи: 2021
Дата публикации: 10.06.2021

Фрагменты для ознакомления

ОГЛАВЛЕНИЕ

1. ПУ. Классификация. Назначение. 1

2. Периферийные устройства. Устройства управления. Свойства. 1

3.Устройства связи человек-микроЭВМ. 1

4.Периферийные устройства. Устройства хранения информации. Общие сведения  1

5. Критерии выбора периферийных устройств. 1

6. Способы обмена данными между ВУ и микроЭВМ. 1

7. Интерфейс ПУ. Контроллер. Адаптер. Общие сведения. 1

8. Асинхронные последовательные интерфейсы.. 1

9. Синхронные последовательные интерфейсы. 1

10. Параллельная передача данных. 1

11. Дистанционная связь. 2

12. ЦАП. АЦП. Аналого-цифровое преобразование сигнала. 2

13-14. Организация прерываний в микроЭВМ. 2

15. Прерывания. Программный опрос. 2

16. Прерывания. Использование векторов прерываний. 2

17. Организация прямого доступа к памяти (ПДП). 2

18. Реализация обмена в режиме ПДП с «захватом цикла». 2

19. Реализация обмена в режиме ПДП с блокировкой процессора. 2

20. Клавиатура. Принципы работы и интерфейс. 2

21. Видеосистема. Принципы вывода изображений. 2

22. Графический режим отображения информации. 3

23. Текстовый режим отображения информации. 3

24. Драйверы. Программный загрузчик. 3

25. Назначение программ драйверов. Заголовок запроса драйвера. 3

27. Управление клавиатурой. 3

28. Использование «горячих» клавиш в программах. 3

29. Режимы управления курсором. 3

30. Вывод символов на экран. 3

31. Чтение и запись файла на диск. 3

32. Чтение информации на CD. 33. Чтение запись на CD-RW. 3

34. Технология записи на матрицу. 3

35. Матричные принтеры. 36. Матричные технологии. 3

37. Принтеры, классификация. 4

38. Лазерные технологии и лазерные принтеры. 4

39. Струйные технологии. 40. Струйные принтеры. 4

41. Плоттеры, струйные, режущие. 4

42. Управляющие регистры принтера. 4

43. Установка спецификации печати. 4

44. Передача информации. 4

45. Структура таймера IBM PC/AT. 4

46. Установка и чтение таймера. 4

47. Формирование звуковых сигналов. 4

48. Устройство, типы и работа манипулятора «мышь». 5

49. Передача информации от манипулятора «мышь». 5

50. Устройство сканера 5

51. Работа сканера (сканирование, распознавание) 5

52. Мультимедийные системы. 5

53. Цифровые фотоаппараты, видеокамеры. 5

54. Обработка аудио информации на компьютере 5

55. Обработка видео информации на компьютере 5

56. Организация и функционирование flash памяти. 5

57. Последовательный интерфейс COM/Программирование порта. 5

58. Параллельный интерфейс CENTRONICS. 6

59. Шина USB. 6

60. Графические ускорители. Принципы 3d-графики. 6

61. Принцип формирования изображений. 6

62. Дистанционная связь IRDA, WI-FI, Bluetooth, WiMAX. 6

63. Плазменная панель. 6

64.  ПРОЕКТОРЫ. ТЕХНОЛОГИИ. 6

65. LCD мониторы. ТЕХНОЛОГИИ. 6

66. ЭЛТ-мониторы. 7

 

1. ПУ. Классификация. Назначение

ПУ ПЭВМ предназначены для ввода, вывода и хранения данных с последующим их вводом в ПЭВМ, являются ср-вами коммуникации ПЭВМ с внеш. источниками и потребителями информации и обеспечивают согласование сигналов внеш. объектов и сигналов, используемых в ПЭВМ. В процессе своей работы они лишь преобразуют данные из одной формы представления инфы в другую, не меняя их содержания.

ПУ ПЭВМ различаются по назначению, виду обслуживаемых объектов, физ. природе обрабатываемых сигналов и носителей информации, принципу действия, техническим и эксплуатационным характеристикам, конструктивному исполнению и другим признакам. Все ПУ ПЭВМ обычно подразделяют на три большие группы: 1) устройства  связи ПЭВМ с человеком (пользователем); 2) устройства связи с объектами контроля и управления; 3) устройства  для длительного хранения инфомации большой емкости.

К первой гр. относятся устройства в/в и передачи информации, необходимые для общения человека с машиной, и электронные функциональные модули, их обслуживающие. Это, прежде всего, клавы, устройства управления курсором дисплея (манипуляторы типа «мышь», «джойстик»), печатающие устройства, сканеры. В последние годы быстро развиваются средства в/в человеческой речи.

Во вторую гр. ПУ включают устройства связи ПЭВМ с объектами и инт-сами приборных систем: различные датчики и исполнительные органы, цифро-аналоговые (ЦАП) и аналого-цифровые (АЦП) преобразователи — устройства, необходимые для преобразования непрерыв. сигналов с датчиков в цифр. сигналы и обратного преобразования при выдаче инф-ции на исполнительные органы.

Третью группу ПУ ПЭВМ составляют внеш. запоминающие устройства (ВЗУ): накопители на гибких и жестких магнитных дисках, на магнитных лентах, на микросборках ЦМД. Серьезными конкурентами накоп-лям на магнитных носителях инф-ции в ПЭВМ являются накоп-ли на магнитооптич. и оптич. дисках.

Характерна также классификация ПУ в зависимости от выполняемых ими в ПЭВМ функций. В соответствии с ней ПУ ПЭВМ можно разделить на две категории. К первой относятся ПУ, без к-рых практически невозможно функционирование вычислительной системы: клавиатуры, накопители на магнитных дисках, дисплеи, печатающие устройства, т.е. ПУ, входящие в базовый комплект ПЭВМ. Такие ПУ часто называют системными (общего назначения). Ко второй категории относят устр-ва, к-рые предоставляют доп.возможности польз-лю ПЭВМ, позволяя создавать рациональную конфигурацию вычислительной системы в зав-сти от ее конкретной профессиональной ориентации (накопители на магнитной ленте, манипуляторы, графические планшеты, графопостроители, сканеры, коммуникационные и интерфейсные адаптеры, средства мультимедиа и т.д.). Подобные ПУ называют дополнительными.

Электронные функциональные модули, обслуживающие работу ПУ в составе ПЭВМ, аналогично самим ПУ, могут быть разделены на две группы.

Модули первой группы управляют работой системных ПУ, их называют контроллерами (управляющими устройствами). Модули второй группы приспосабливают дополнительные ПУ для работы с ПЭВМ. Поскольку модули служат для адаптирования внешних сигналов ПУ к сигналам системной шины ПЭВМ, их часто называют адаптерами.

Для подключения к ПЭВМ ПУ, производимых различными предприятиями (фирмами), наборы сигналов, передаваемых по кабелю и разъемным соединителям, техническое исполнение, а также правила обмена информацией между ПУ и адаптером образуют систему, наз-мую инт-сом ПУ.

Для управления процессом обмена информацией предварительно составляются и записываются в память специальные управляющие программы — драйверы.

 

2. Периферийные устройства. Устройства управления. Свойства

МикроЭВМ управляют станками и игровыми автоматами, ходом научных экспериментов и доильными аппаратами, автомобилями и роботами. В этих (а также других) устройствах, приборах и системах используется много серийных электрических датчиков и исполнительных органов (например электродвигателей), работающих с непрерывными (аналоговыми) электрическими сигналами. Для связи таких датчиков и исполнительных органов с микро ЭВМ требуется преобразовать аналоговый сигнал в число, пропорциональное амплитуде этого сигнала, и наоборот.

Процедура аналого-цифрового преобразования состоит из двух этапов: дискретизации по времени (выборки) и квантования по уровню. Процесс дискретизации состоит из измерения значений непрерывного сигнала Х(t) только в дискретные моменты времени 0, Т, 2Т, ..., отстоящие друг от друга на величину периода дискретизации Т (рис. 3).

Такой измерительный процесс, если он реализуется без необходимых мер предосторожности, может привести к возникновению значительных погрешностей. Важно иметь достаточное число отсчетов за единицу времени для правильного представления существенной информации, содержащейся в высокочастотной составляющей этого сигнала. В то же время частые измерения требуют увеличения быстродействия преобразования и обработки, а следовательно, сложности и стоимости преобразователя. Поэтому темп дискретизации необходимо поддерживать на минимально допустимом уровне, при к-ром составляющая общей погрешности, обусловленная процессом дискретизации, не превышает установленных пределов.

 

3. Устройства связи человек -микро ЭВМ

Кнопки, переключатели и клава — это простейшее устр-ва для ввода инф-ции в микроЭВМ. Общая проблема, возникающая при использовании таких устр-в ввода, состоит в том, что электромеханические переключатели не могут обеспечить четкого фронта сигнала замыкания (размыкания). В момент нажатия кнопки (переключения тумблера, клавиши и т.п.), стоящей в электрич.цепи, происходит нерегулярное замыкание этой цепи до тех пор, пока не установится надежный контакт. Длительность этого периода зависит от конструкции кнопки (переключателя), но не превышает 2 мс. Нестаб-сть сигнала («дребезг контакта») устраняют аппаратным (схемным) или прогр-ным способом. В последнем случае, когда микроЭВМ обнаруживает замыкание (размыкание) цепи, она начинает вып-ть прогр-ный цикл задержки в течение времени, достаточного для прекращения скачков напряжения. Прога м.б. составлена так, чтобы в это время могла вып-ться другая работа.

Устр-ва речевого обмена инф-цией позволяют ускорять и упрощать для чела ввод инф-ции в ЭВМ и получать «подсказки» от ЭВМ при вып-нии какой-л. работы, не отвлекаясь на просмотр док-тов или экрана дисплея.

Речь представляет собой последовательность дискретных звуковых сегментов, наз-мых фонемами, к-рые связаны друг с другом во времени. Каждой фонеме свойственны собственные различимые звуковые хар-ки. Произносимое слово состоит из нескольких слогов, каждый из к-рых образуется несколькими фонемами; хар-ки любой данной фонемы зависят от ее непосредственного фонетического окружения или условий сочленения.

Последнее обстоятельство приводит к тому, что одна и та же фонема имеет различное звучание в разных словах, а это затрудняет задачу разделения конкретного слова на составляющие фонемы. Кроме того, поскольку эффект сочленения может распространяться и за пределы слов, распознавание связной речи гораздо труднее распознавания отдельных слов. Задача еще больше усложняется тем, что произношение у разных людей различно и даже не всегда одинаково у одного и того же человека.

Упрощения устр-в (прог) распознавания речи добиваются путем ограничения их словаря и настройки системы на конкретного «диктора». Перед началом применения системы польз-ль формирует опред-ный словарь. Затем он несколько раз произносит каждое слово, чтобы дать возможность машине запомнить варианты произношения, и после этого система оказывается готовой к работе. Она «слушает» слова, произносимые польз-лем, и сопоставляет их с эталонами, хранящимися в словарной БД. Если обнаруживается совпадение, идентифицируется соотв-ющее слово; в противном случае польз-ль делает повторную попытку речевого ввода либо вводит инф-цию традиц-ным способом (например с клавы).

 

4. Периферийные устройства. Устройства хранения информации. Общие сведения

К внеш.памяти относятся устр-ва, позволяющие автономно сохранять инф-цию для последующего ее исп-ния независимо от состояния (включен или выключен) компа. Эти устр-ва могут исп-ть различные физ. принципы хранения инф-ции — магнитный, оптический, электронный в любых их сочетаниях. По методу доступа к инф-ции устр-ва внеш. памяти разделяются на устр-ва с прямым (или непосредственным) и послед-ным доступом. Хар-ной особ-тью внеш.памяти явл. то, что ее устр-ва оперируют блоками инф-ции, а не байтами или словами, как это позволяет ОП. Эти блоки обычно имеют фиксированный размер, кратный степени числа 2, но в нек-рых случаях у устр-в с послед-ным доступом размер блока м.б. и переменным. Прямой доступ подразумевает возможность обращения к блокам по их адресам в произвольном порядке. Традиционными устр-вами с прямым доступом явл. дисковые накопители. В памяти с послед-ным доступом каждый блок инф-ции тоже может иметь свой адрес, но для обращения к нему устр-во хранения должно сначала найти нек-рый маркер начала ленты (тома), после чего послед-ным холостым чтением блока за блоком дойти до требуемого места и только тогда производить сами операции обмена данными. Конечно, для обращения к следующему блоку каждый раз возвращаться на начало необязательно — текущую позицию, пока устр-во хранения и комп включены, может хранить управляющая прога. Традиционными устр-вами внеш. памяти с послед-ным доступом явл. накопители на магнитной ленте (фотопленка и перфолента).

Главная хар-ка устр-в — емкость хранения (Capacity), измеряемая в килобайтах, мегабайтах, гигабайтах и терабайтах. 

Устр-ва внеш. памяти могут иметь сменные или фиксированные носители инф-ции. Применение сменных носителей позволяет хранить неограниченный объем инф-ции, а если носитель и формат записи стандартизованы, то они позволяют и обмениваться инф-цией м/у компами. Важнейшими общими пар-рами устр-в явл.: время доступа, скорость передачи данных и удельная стоимость хранения инф-ции.

Время доступа опред-ся как усредненный интервал от выдачи запроса на передачу блока данных до фактического начала передачи. Для устр-в с подвижными носителями основной расход времени происходит в процессе позиционирования головок и ожидания подхода к ним требуемого участка носителей. Скорость передачи данных опред-ся как произв-ность обмена данными, измеряемая после выпния поиска данных. Определение удельной стоимости хранения инф-ции для накопителей с фиксированными носителями пояснения не требует. В случае сменных носителей этот показатель интересен для носителей, но не следует забывать и о цене самих накопителей, к-рую тоже можно приводить к их емкости.

 

5. Критерии выбора периферийных устройств

При выборе ПУ и доп. электронных функциональных модулей польз-ель ПЭВМ должен принимать во внимание их совместимость с исп-емой ПЭВМ, технич. параметры (скорость обмена инф-цией, мощность, надежность работы и т.д.), к-рые должны соотв-вать хар-кам ПЭВМ, а также наличие служб технич. обслуживания и ремонта, запасных частей и других принадлежностей (например ленты и бумаги для печати).

Важное зн-ние для профес-ных ПЭВМ имеет возможность исп-ния ср-в машинной графики — аппаратуры (графич. дисплеев, графопостроителей, устр-в ввода и обработки графических изображений), методов и приемов для преобразования данных в их графическое представление и наоборот.

Хар-ки ПУ (стоимость, масса и габаритные размеры, быстродействие, надежность) в основном определяют хар-ки всей выч-ной системы на базе ПЭВМ. Во многом это связано с тем, что традиционно ПУ содержат большое кол-во громоздких и дорогостоящих, медленнодействующих и малонадежных электромех-ких, а также механич. узлов и деталей. Применение указанных узлов в ПУ сдерживает возможности комплексной микроминиатюризации ПЭВМ и обусловливает невысокие эксплуатационные хар-ки ПУ. В наст. время в мире разрабатываются более совершенные малогабаритные ПУ для ПЭВМ, в том числе основанные на нетрадиц. принципах преобраз-ния и хранения инф-ции.

 

6. Способы обмена данными между ВУ и микроЭВМ

Сущ. 2сп. передачи слов инфы по линиям данных м/у ВУ и микроЭВМ:

• параллельный, когда одновременно пересылаются все биты слова;

• последовательный, когда биты слова пересылаются поочередно.

Т.к. м/у отдельными проводниками шины для пар-ной передачи данных сущ-ет электрическая емкость, то при изменении сигнала, передаваемого по одному из проводников, возникает помеха (короткий выброс напряжения) на других проводниках. С увеличением длины шины (увеличением емкости проводников) помехи возрастают и могут восприниматься приемником как сигналы. Поэтому рабочее расстояние для шины пар-ной передачи данных огранич-ется длиной 1-2м, и только за счет существенного удорожания шины или снижения скорости передачи длину шины можно увеличить до 10-20м.

Указанное обстоятельство и желание использовать для дистанционной передачи инф-ции телеграфные и телефонные линии обусловили широкое распространение способа послед-ного обмена данными м/у ВУ и микроЭВМ и м/у несколькими микроЭВМ. Возможны два режима послед-ной передачи данных: синхронный и асинхронный.

При синхронной послед-ной передаче каждый передаваемый бит данных сопровождается импульсом синхронизации, информирующим приемник о наличии на линии инф-ционного бита. След-но, м/у передатчиком и приемником д.б. протянуты минимум три провода: два для передачи импульсов синхронизации и битов данных, а также общий заземленный проводник. Если же передатчик (напр. микроЭВМ) и приемник (напр. дисплей) разнесены на несколько метров, то каждый из сигналов (инф-ционный и синхронизирующий) придется посылать либо по экранированному (телевизионному) кабелю, либо с помощью витой пары проводов, один из к-рых заземлен или передает сигнал, инверсный основному.

Синхронная послед-ная передача начинается с пересылки в приемник одного или двух символов синхронизации (не путать с импульсами синхронизации). Получив такой символ (символы), приемник начинает прием данных и их преобразование в параллельный формат.

Асинхронная послед-ная передача данных означает, что у передатчика и приемника нет общего генератора синхроимпульсов и что синхронизирующий сигнал не посылается вместе с данными.

 

7. Интерфейс ПУ. Контроллер. Адаптер. Общие сведения

Подключение любого ВУ к микро ЭВМ осуществляется ч/з контроллер ВУ. Способы структурной и функциональной организации контроллеров ВУ определяются двумя основными факторами:

• форматами данных и режимами работы конкретных ВУ;

• типом системного интерфейса микро ЭВМ (определяет способ организации электронных схем контроллеров ВУ, обеспечивающих связь с шинами интерфейса , в первую очередь — схем распознавания адресов ВУ).

Наиболее перспективным оказался путь стандартизации набора информационных и управляющих сигналов, к-рыми обмениваются контроллер и ВУ. Для разных типов микро ЭВМ были разработаны контроллеры, обеспеч-щие:

• связь с ВУ по стандартному параллельному каналу передачи данных;

• связь с ВУ по стандартному послед-ному каналу передачи данных;

• преобразование инфы из аналог. формы в цифр. с заданной точностью;

• преобразование информации из дискретной формы представления в аналоговую в заданных диапазонах изменения аналоговых величин.

Основу контроллера ВУ, обеспечивающего программно-управляемый обмен информацией с ВУ в микроЭВМ, составляют несколько регистров, к-рые служат для временного хранения передаваемой инф-ции. Каждый регистр имеет свой адрес, и зачастую такие регистры называют портами в/в. Регистры входных и выходных данных работают соотв-но только в режиме чтения и только в режиме записи. Регистр состояния работает только в режиме чтения и содержит инф-цию о текущем сост-нии ВУ (включено/выключено, готово/не готово к обмену данными). Регистр управления работает только в режиме записи и служит для приема из микроЭВМ приказов для ВУ. В контроллерах, исп-емых для подключения достаточно простых ВУ (клавиатура, перфоратор), удается совместить в один регистры состояния и управления, что позволяет сократить кол-во используемых в контроллере портов в/в, а след-но, и адресов, выделенных для данного ВУ.

Логика управления контроллера ВУ выполняет селекцию адресов регистров контроллера, прием, обработку и формирование управляющих сигналов системного инт-са, обеспечивая тем самым обмен инф-цией м/у регистрами контроллера и шиной данных системного инт-са микроЭВМ.

Приемопередатчики шин адреса и данных служат для физ. подключения электронных схем контроллера к соотв-ющим шинам системного инт-са.

Различия в структурах контроллеров, вызванные различной орг-цией системных инт-сов, проявляются только в построении логики управления (по-разному организованы прием и селекция адресов) и способе подключения к шинам системного инт-са.

В наст. время в практику широко внедряются программируемые контроллеры, режимы работы к-рых устанавливаются спец. командами микроЭВМ или опред-ся прогами обмена с ВУ, хр-ми в сменных БИС ПЗУ.

Программируемые контроллеры необходимо настраивать на конкретный режим обмена данными, присущий ВУ: синхронный или асинхронный, с использованием сигналов прерывания или без их использования, на заданную скорость обмена. Настройка таких контроллеров на требуемый режим обмена производится программным путем с помощью спец., передаваемых из процессора в контроллер ВУ перед началом обмена. Управляющее слово записывается в спец. регистр и инициирует заданный режим обмена с ВУ.

Для подключения к микроЭВМ ВУ со сложными алгоритмами управления исп-ются программируемые контроллеры с хранимыми в ПЗУ или ППЗУ прогами управления и обмена с ВУ. Такого рода контроллеры явл., по сути, специализированными микро ЭВМ, а их настройка на взаимодействие с конкретным ВУ осущ-ется сменой проги, т.е. заменой БИС ПЗУ.

Конкретная реализация системы в/в — номенклатура шин в инт-сах системы в/в, типы контроллеров ВУ, способы передачи инф-ции по шинам инт-са (параллельная или послед-ная передача, синхронная или асинхронная) — определяется, в первую очередь, назначением микро ЭВМ в целом.

Назначение (область применения) микроЭВМ, т.е. класс реализуемых алгоритмов, обусловливает, во-первых, выбор типа центрального процессора и, во-вторых, кол-во и перечень требуемых ВУ и каналов связи. В соответствии с этими двумя факторами в системах в/в б-ства современных микроЭВМ можно выделить два уровня сопряжения ВУ с процессором и памятью. На первом уровне контроллеры ВУ сопрягаются с процессором и памятью ч/з системный инт-с микроЭВМ, к-рый обеспечивает комплексирование отдельных устр-в микроЭВМ в единую систему. На втором уровне сопряжения контроллеры посредством шин связи с ВУ соединяются с соответствующими ВУ микроЭВМ.

В общем случае можно выделить два основных способа исп-ния системного инт-са для организации обмена инф-цией с ВУ: 

• с применением спец. команд ввода—вывода; 

• по аналогии с обращениями к памяти.

При использовании для обмена с ВУ команд ввода-вывода адрес (номер) ВУ передается по шине адреса. Однако по этой же шине передаются и адреса ячеек памяти. Инф-ция на шине адреса имеет смысл адреса (номера) ВУ только при наличии спец. управляющих сигналов. Такими сигналами могут быть, например, «Ввод из ВУ» и «Вывод в ВУ», инициируемые соответствующими командами ввода-вывода микроЭВМ.

Для синхронизации работы процессора микро ЭВМ и контроллеров ВУ, а точнее, для указания моментов времени, определяющих готовность данных в ВУ для передачи либо подтверждающих их прием, может служить управляющий осведомительный сигнал «Готовность ВУ».

Операция «Вывод», инициируемая соотвествующей командой микропроц-ра, вып-ется след. образом. Микропроцессор выставляет на линиях адресной шины адрес (номер) ВУ, на линиях шины данных — значения разрядов выводимого слова данных и единичным сигналом по линии «Вывод в ВУ» указывает тип операции. Адресуемый контроллер ВУ принимает данные, пересылает их в ВУ и единичным сигналом по линии «Готовность ВУ» сообщает процессору, что данные приняты ВУ и можно снять инф-цию с шин адреса и данных, а также сигнал «Вывод в ВУ».

Выполнение операции «Ввод» начинается с того, что микропроцессор выставляет на линиях адресной шины адрес (номер) ВУ и единичным сигналом на линии «Ввод из ВУ» указывает тип выполняемой операции. По сигналу «Ввод из ВУ» контроллер адресуемого ВУ считывает слово данных из ВУ, выставляет на линиях шины данных значения разрядов считанного слова и единичным сигналом по линии «Готовность ВУ» сообщает об этом процессору. Приняв данные из контроллера ВУ, процессор снимает сигналы с шины адреса и линии «Ввод из ВУ».

При реализации в микро ЭВМ обмена с ВУ по аналогии с обращениями к памяти отпадает необходимость в спец. сигналах, указывающих, что на шине адреса находится адрес ВУ. Для адресов ВУ отведена часть адресного пространства микроЭВМ, и в контроллерах ВУ удается легко организовать селекцию адресов ВУ — выделение собственного адреса ВУ из всего множества адресов, передаваемых по линиям адресной шины. Однако остается необходимость передавать в ВУ приказ на ввод или вывод инф-ции. Для этих целей используются линии управляющей шины «Чтение» и «Запись», обеспечивающие обмен инф-цией микропроцессора с модулями памяти.

25