Реферат: Ответы на вопросы по курсу "Системное программирование"

<span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">ОТВЕТЫ НА ВОПРОСЫ ПОКУРСУ

<span Courier New";mso-bidi-font-family: «Times New Roman»;mso-ansi-language:EN-US">“<span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">СИСТЕМНОЕПРОГРАММИРОВАНИЕ<span Courier New"; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»;mso-ansi-language:EN-US">”, 1997 г.

<span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»; mso-ansi-language:EN-US">

<span Courier New";mso-fareast-font-family:«Courier New»">1.<span Times New Roman"">    

<span Courier New"; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">История развития ВТ в связи с историейразвития системного программного обеспечения.

<span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">Современные компьютерныесистемы наряду с прикладным ПО всегда содержат системное, которое обеспечиваеторганизацию вычислительного процесса. Историясистемного программного обеспечения связана с появлением первой развитой всовременном понимании ОС

<span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»; mso-ansi-language:EN-US">UNIX.<span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">

<span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">1965

<span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»"> — Bell labs разрабатывает операционную систему Multix — прообраз UNIX, имеющий далеконе все части современной системы. До этого времени не существовало мобильных ОС(переносимых на разные типы машин) и <span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»;mso-ansi-language:EN-US">Multix<span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">такжене был мобильной ОС.

<span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">1971

<span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»"> — написан <span Courier New";mso-bidi-font-family: «Times New Roman»;mso-ansi-language:EN-US">UNIX<span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»"> для работы на мощнейшейплатформе того времени <span Courier New"; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»;mso-ansi-language:EN-US">PDP<span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»"> — 11

<span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">1977

<span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»"> — Становится переносимой системой, т.к. переписан на языке <span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»; mso-ansi-language:EN-US">C<span Courier New"; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»"> (AT&T system V)

1981- платформа Intel начинает резко наращивать свои возможности. Колоссальным прорывомбыло создание 8088, затем 8086, 80286, etc.Появляется однопользовательская ОС MS-DOS, на 10 лет ставшая стандартом де-факто для пользователейперсональных компьютеров. Но для машин с процессором Intel появляются и версии UNIX.

<span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">Конец80 – начало 90 гг.

<span Courier New";mso-bidi-font-family: «Times New Roman»"> – аппаратные средства резко увеличивают свою мощность. <span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»; mso-ansi-language:EN-US">Microsoft <span Courier New"; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">создает новую ОС <span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»; mso-ansi-language:EN-US">Windows NT <span Courier New"; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">и появляется стандарт <span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»; mso-ansi-language:EN-US">Win32. Позже появляется Windows 95 – <span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">ОС дляодного рабочего места, но имеющая многие возможности <span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»; mso-ansi-language:EN-US">NT,<span Courier New"; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»"> призванная вытеснить<span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»; mso-ansi-language:EN-US"> MS-DOS. Аппаратные средства позволяют создавать64-битные версии такой ОС, как UNIX, <span Courier New"; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">и в скором времени она появляется ииспользуется на платформе <span Courier New"; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»;mso-ansi-language:EN-US">Alpha <span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">фирмы <span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»; mso-ansi-language:EN-US">DEC. Снаращиванием мощности аппаратных средств системное программное обеспечениестановится все более изощренным и имеющим большие возможности.

<span Courier New"; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">

<span Courier New";mso-fareast-font-family:«Courier New»">2.<span Times New Roman"">    

<span Courier New"; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">Общая классификация вычислительныхмашин. Современные архитектурные линии ЭВМ. Системное ПО и его место всовременной информатике.

<span Courier New";mso-bidi-font-family: «Times New Roman»">ЭВМ являются преобразователями информации. В них ис­ходныеданные задачи преобразуются в результат ее решения. В соответствии сиспользуемой формой представления инфор­мации машины делятся на два класса: непрерывногодействия — аналоговые и дискретного действия — цифровые. В силу универсальности цифровой формы представления информациицифровые электронные вычислительные машины представляют собой наиболее универсальный тип устройстваобработки информации. Основные свойства ЭВМ — автоматизация вычисли­тельногопроцесса на основе программного управления, огром­ная скорость выполненияарифметических и логических опера­ций, возможность хранений большого количестваразличных данных, возможность решения широкого круга математических задач изадач обработки данных. Особое значение ЭВМ состоит в том, что впервые с их по­явлениемчеловек получил орудие для автоматизации процес­сов обработки информации. Управляющие ЭВМ – предназначены для управления объектом или производственнымпроцессом. Для связи с объектом их снабжают датчиками. Непрерывные значениясигналов с датчиков преобразуются с помощью аналогово-цифровых преобразователейв цифровые сигналы, кот. вводятся в ЭВМ в соотв с алгоритмом упр-я. Послеанализа сигналов формируются упр. воздействия, которые с пом. цифро-аналоговыхпреобразователей преобразуются в аналоговые сигналы. Через исполнительныемеханизмы изменяется состояние объекта.

<span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">УниверсальныеЭВМ

<span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">– предназначены для решения большого круга задач, состав которых приразаработке ЭВМ не конкретизируется.

<span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">Примерсовременных архитектурных линий ЭВМ:

<span Courier New"; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»"> персональные ЭВМ <span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»; mso-ansi-language:EN-US">(IBM PC <span Courier New"; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">и <span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»; mso-ansi-language:EN-US">Apple Macintosh – <span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">совместимые машины),машины для обработки специфической информации (графические станции <span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»; mso-ansi-language:EN-US">Targa, Silicon Graphics)<span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">, большие ЭВМ (мэйнфреймы<span Courier New";mso-bidi-font-family: «Times New Roman»;mso-ansi-language:EN-US">IBM, Cray, <span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">ЕСЭВМ)<span Courier New";mso-bidi-font-family: «Times New Roman»;mso-ansi-language:EN-US">.

<span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">Общееназначение системного ПО

<span Courier New"; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»"> — обеспечивать интерфейс междупрограммистом или пользователем и аппаратной частью ЭВМ (операционная система,программы-оболочки) и выполнять вспомогательные функции (программы-утилиты) Современная операционная системаобеспечивает следующее:

<span Courier New"; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">1) Управление процессором путемпередачи управления программам.

<span Courier New"; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">2) Обработка прерываний, синхронизациядоступа к ресурсам.

<span Courier New"; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">3) Управление памятью.

<span Courier New"; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">4) Управление устройствамиввода-вывода.

<span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">5)Управление инициализацией программ, межпрограммные связи.

<span Courier New"; mso-fareast-font-family:«Courier New»">1)<span Times New Roman""> 

<span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">Управлениеданными на долговременных носителях путем поддержки файловой системы.

<span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">См.также стандарты в (1).

<span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">

<span Courier New"; mso-fareast-font-family:«Courier New»">1.<span Times New Roman"">    

<span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">Общеепонятие архитектуры. Принципы построения ВС 4-го поколения.

<span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">Архитектура –совокупность технических средств и их конфигураций, с помощью которых реализованаЭВМ. ЭВМ 4 поколения, имеет, как правило, шинную архитектуру, что означаетподключение всех устройств к одной электрической магистрали, наз. шиной. Еслиустройство выставило сигнал на шину, другие могут его считать. Это свойствоиспользуется для организации обмена данными. С этой целью шина разделена на 3адреса – шина адреса, шина данных и шина управляющего сигнала. Все современныеЭВМ также включают устройство, наз. арбитром шины, которое определяеточередность занятия ресурсов шины разными устройствами. В

<span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»; mso-ansi-language:EN-US">PC <span Courier New"; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">распространены шины <span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»; mso-ansi-language:EN-US">ISA, EISA, PCI, VLB.

<span Courier New"; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»;mso-ansi-language:EN-US">

Процессор

Уст-ва ввода-вывода

Опер. память

<img src="/cache/referats/3047/image001.gif" v:shapes="_x0000_s1070 _x0000_s1073 _x0000_s1074 _x0000_s1075"> <img src="/cache/referats/3047/image002.gif" v:shapes="_x0000_s1071 _x0000_s1076 _x0000_s1077 _x0000_s1078"> <img src="/cache/referats/3047/image003.gif" v:shapes="_x0000_s1072 _x0000_s1079 _x0000_s1080 _x0000_s1081"> <span Courier New";mso-bidi-font-family: «Times New Roman»;mso-ansi-language:EN-US">

<span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»; mso-ansi-language:EN-US">

<span Courier New"; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»;mso-ansi-language:EN-US">

<span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»; mso-ansi-language:EN-US">


<img src="/cache/referats/3047/image004.gif" v:shapes="_x0000_s1069"><span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»; mso-ansi-language:EN-US">                                        ШИНА

<img src="/cache/referats/3047/image005.gif" v:shapes="_x0000_s1068"> <img src="/cache/referats/3047/image004.gif" v:shapes="_x0000_s1067"> <span Courier New";mso-bidi-font-family: «Times New Roman»">

<span Courier New"; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">


<span Courier New"; mso-fareast-font-family:«Courier New»">2.<span Times New Roman"">    

<span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">Состави функции основных блоков ВС: процессора, оперативной памяти, устройства управления,внешних устройств.

<span Courier New"; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">

<span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">Структурнаясхема машины фон Неймана:

<span Courier New"; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">

<img src="/cache/referats/3047/image006.gif" v:shapes="_x0000_s1082"><img src="/cache/referats/3047/image007.gif" v:shapes="_x0000_s1083"><span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">Арифм.-логич.

<span Courier New"; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">уст-во

<span Courier New"; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»"><----

<span Courier New";mso-hansi-font-family: «Courier New»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Wingdings; mso-no-proof:yes">à<span Courier New"; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»;mso-ansi-language:EN-US">

<span Courier New";mso-hansi-font-family:«Courier New»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Wingdings;mso-no-proof:yes">ß

<span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»; mso-ansi-language:EN-US">---<span Courier New";mso-hansi-font-family:«Courier New»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Wingdings;mso-no-proof:yes">à<span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»; mso-ansi-language:EN-US">

<span Courier New"; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">Уст-во управления

<span Courier New"; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»"><----

<span Courier New";mso-hansi-font-family: «Courier New»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Wingdings; mso-no-proof:yes">à<span Courier New"; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»;mso-ansi-language:EN-US">

<span Courier New";mso-hansi-font-family:«Courier New»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Wingdings;mso-no-proof:yes">ß

<span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»; mso-ansi-language:EN-US">---<span Courier New";mso-hansi-font-family:«Courier New»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Wingdings;mso-no-proof:yes">à<span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»; mso-ansi-language:EN-US">

<span Courier New"; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">Вн. уст-ва

<span Courier New"; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">

<span Courier New"; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">

<span Courier New"; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»;mso-ansi-language:EN-US"> 

<span Courier New"; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">

<span Courier New"; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»;mso-ansi-language:EN-US">| _

<span Courier New"; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">

<span Courier New"; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">

<span Courier New"; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">Оперативная память

<span Courier New";mso-hansi-font-family:«Courier New»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Wingdings;mso-no-proof:yes">ß

<span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»; mso-ansi-language:EN-US">--------

<span Courier New"; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»;mso-ansi-language:EN-US">----------

<span Courier New"; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»;mso-ansi-language:EN-US">+ |

<span Courier New"; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»;mso-ansi-language:EN-US">--+

<span Courier New"; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">

<span Courier New"; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">Процессор (ЦП

<span Courier New"; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»;mso-ansi-language:EN-US">)<span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»; mso-ansi-language:EN-US"> – <span Courier New"; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">устройство, выполняющее вычислительныеоперации и управляющее работой машины. Содержит устройство управления, выбирающее машинные команды из памяти ивыполняющее их, и арифметико-логическоеустройство, выполняющее арифметические и логические операции. Работа всехэлектронных устройств машины координируется сигналами, вырабатываемыми ЦП. Всовременных ПК процессор представлен одной СБИС, содержащей свыше миллионатранзисторов.<span Courier New"; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»;mso-ansi-language:EN-US">

<span Courier New"; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">Оперативная память

<span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»"> –предназначена для хранения программ и данных, которыми они манипулируют.Физически выполнена в виде некоторого числа микросхем. Логически ОП можнопредставить как линейную совокупность ячеек, каждая из которых имеет свойномер, называемый адресом. Времязаписи и чтения из ОП в современных машинах занимает доли микросекунды, а длядругих устройств это время в 10-1000 раз больше.<span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»; mso-ansi-language:EN-US">

<span Courier New"; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">Внешние устройства

<span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»"> –устройства ввода и вывода информации. Поскольку, как правило, они работаютзначительно меделенне остальных, управляющее устройство должно приостанавливатьпрограмму для завершения операции ввода-вывода с соответствующим устройством.

<span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»; mso-ansi-language:EN-US">

<span Courier New"; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">

<span Courier New"; mso-fareast-font-family:«Courier New»">1.<span Times New Roman"">    

<span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">Программнаямодель ЭВМ. Основной командный цикл процессора. Понятие системы команд.

<span Courier New"; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">

<span Courier New"; mso-fareast-font-family:«Courier New»">2.<span Times New Roman"">    

<span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">Адресация.Данные в ЭВМ: структура и форматы представления.<span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">

<span Courier New"; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">Адресация на примере процессора 8086.

<span Courier New"; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»;mso-ansi-language:EN-US">

<span Courier New";mso-bidi-font-family: «Times New Roman»">Числа, устанавливаемые процессором на адресной шине,являются адресами, т.е. номерами ячеек оперативной памяти, из которыхнеобходимо считывать очередную команду или данные. Размер ячейки оперативнойпамяти составляет 8 разрядов, т.е. 1 байт. Поскольку процессор использует16-разрядные адресные регистры, то это обеспечивает ему доступ к 65536 (FFFFh)байт или 64К (1K=1024 байт) основной памяти. Такой блок непосредственноадресуемой памяти называется сегментом. Лю­бой адрес формируется из адресасегмента (всегда кратен 16) и адреса ячейки внутри сегмента (этот адресназывают смещением). На компьютерах, оснащенных процессо­ром 8086, оперативнаяпамять обычно имеет размер, равный 640К. Для того чтобы работать с памятьютакого размера, процессор осуществляет пересчет адресов с по­мощью процедуры,называемой вычислением эффективного адреса (рис.2.3).

<span Courier New"; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">Физический 20-разрядный адресвычисляется сложением сдвинутого влево на 4 разряда 16-разрядного адресасегмента оперативной памяти со значением 16-разрядного смещения относительно начала этого сегмента. Используя 20-разрядныеадреса, можно адресовать 1М оперативной памяти ( 1M=1024K=1048576 байт). Впрограмме на ассемблере полный адрес записывается в виде

<span Courier New"; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»;mso-ansi-language:EN-US">SSSS<span Courier New"; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">:0000, <span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">гдe SSSS значение сегмента; 0000 – значение смещения. Участокоперативной памя­ти размером 16 байт называется параграфом.

<span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">Данные в ЭВМ –подразделяются на числовые и нечисловые.

<span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">Числовые данные:

<span Courier New"; mso-fareast-font-family:«Courier New»">1)<span Times New Roman""> 

<span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">Целыетипы – для представления целых чисел.

<span Courier New"; mso-fareast-font-family:«Courier New»">2)<span Times New Roman""> 

<span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">Вещественныетипы – для представления рациональных чисел. Бывают:

<span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">а)с фиксированной точкой

<span Courier New"; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»;mso-ansi-language:EN-US">;

<span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">б)с плавающей точкой

<span Courier New"; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»;mso-ansi-language:EN-US">.

<span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">Нечисловые данные:

<span Courier New"; mso-fareast-font-family:«Courier New»">1)<span Times New Roman""> 

<span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">Логическиеданные – принимающие значение истина или ложь.

<span Courier New"; mso-fareast-font-family:«Courier New»">2)<span Times New Roman""> 

<span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">Строковыеданные.

<span Courier New"; mso-fareast-font-family:«Courier New»">3)<span Times New Roman""> 

<span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">Множества.

<span Courier New"; mso-fareast-font-family:«Courier New»">4)<span Times New Roman""> 

<span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">Произвольныеданные (текст, звук, графика).

<span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">

<span Courier New"; mso-fareast-font-family:«Courier New»">1.<span Times New Roman"">    

<span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">Организацияввода-вывода, классификация внешних устройств.

<span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">Организация ввода-выводав современных ЭВМ осуществлена с использованием прерываний. Это связано с тем, что УВВ работают намного медленнее, чем процессор и оперативная память.Поэтому управляющее устройство должно приостанавливать выполнение программы иждать завершения операции ввода-вывода с внешним устройством. При выводе всерезультаты выполненной программы должны быть выведены на ВУ, после чегопроцессор переходит к ожиданию сигналов от ВУ. При вводе, например, склавиатуры получение значений нажатых клавиш осуществляется при поступлении прерыванияот клавиатуры.

<span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">

<span Courier New";mso-bidi-font-family:«Courier New»;mso-ansi-language:EN-US">2.<span Times New Roman"">    

Системные особенности архитектур ЭВМ. Примерыэволюции современных ВК – IBM 370, PDP11/VAX, Intel 80X86, RISC.

Системные особенности архитектур ЭВМзаключаются в отличиях аппаратных средств, на которых реализована машина.

Единая система электронных вычислительныхмашин (ЕС ЭВМ, аналог IBM 370)представляет собой семейство программно-совместимых машин третьего поколения.Каждая и машин семейства состоит из:

— процессора;

— оперативной памяти;

— каналов устройств,обеспечивающих операции обмена данными между памятью и внешними устройстваминезависимо от процессора;

— набора внешних устройствввода-вывода, выполняющих обмен информацией между внешними носителями иканалами.

Для ЕСЭВМ характерно наличие каналов — специализированных процессоров, позволяющих освободитьпроцессор от выполнения операций ввода-вывода и тем самым повысить скоростьобмена с внешними устройствами. В машинах семейства ЕС с помощью каналов обеспечиваетсяпараллельная работа процессора и внешних устройств, а также параллельное выполнениеопераций ввода-вывода с несколькими внешними устройствами.

В основу построения ЕС ЭВМположен принцип модульности, позволяющий по желаланию пользователя наращиватьвычислительную мощность (заменять процессоры), расширять емкость оперативнойпамяти, добавлять внешние устройства.

Машиныимеют большие наборы команд, развитое системное программное обеспечение, включающеетрансляторы языков программирования Ассемблер, ФОРТРАН, ПЛ/1, КОБОЛ, АЛГОЛ,ПАСКАЛЬ, операционные системы с различными функциональными возможностями.

Основная особенность управляющихвычислительных машин типа PDP-11 заключается в том,что взаимодействие между всеми устройствами, входящими в состав комплексов,включая процессор, и оперативным запоминающим устройством ( ОЗУ )осуществляется при помощи единого унифицированного интерфейса, получившегоназвание «Oбщая шина» ( ОШ ). Oбщая шина является каналом, черезкоторый передаются адреса, данные, управляющие сигналы на все устройства комплекса,включая процессор и память. Физически ОШ представляет собой высокочастотнуюмагистраль передачи данных, состоящую из 56 линий.

Процессориспользует установленный набор сигналов для связи с памятью и для связи свнешними устройствами, благодаря чему в системе отсутствуют специальные командыввода-вывода.

Всеустройства комплекса подключаются в ОШ по единому принципу. Некоторым регистрампроцессора, регистрам внешних устройств, которые являются источниками илиприемниками при передачи информации, на ОШ отводятся адреса. В программах адресарегистров устройств рассматриваются как адреса ячеек памяти, что позволяетобращаться к ним с помощью адресных инструкций. Так, программирование операцийвывода данных на внешнее устройство практически сводится к пересылке этихданных по определенному адресу.

VAX – 11 – более развитая машина, чем PDP-11. Это32-битовая машина с адресным пространством свыше 4Г. Она по архитектуре похожана PDP-11, но имеет 2шинных адаптера – адаптер общей шины и адаптер массовой шины. Все совместимые собщей шиной периферийные устройства могут быть подключены к ней, тогда каквысокоскоростные устройства могут быть подключены к массовой шине черезсобственные контроллеры. VAX –сокр. от английских слов “виртуальное адресное расширение”, т.е. машинаимеет виртуальную память и многозадачность.

Обычно персональные компьютеры IBM PC состоят из трех частей: — системного блока;

— клавиатуры;

— дисплея.

Системный блок содержит все основные узлыкомпьютера:

— электронные схемы, управляющие работойкомпьютера (микропроцессор, оперативная память, контроллеры устройств и т.д.);

— блок питания;

— накопители для гибких магнитных дисков;

— накопитель на жестком магнитном диске.

К системному блоку можно подключить ряддополнительных устройств ввода — вывода. Кроме клавиатуры и монитора такимиустройствами являются:

— принтер — для вывода на печать текстовой играфической информации;

— мышь — устройство, облегчающее вводинформации в компьютер;

— стример — для хранения данных на магнитнойленте;

— модем — для обмена информацией с другимикомпьютерами через телефонную сеть;

— сканер — прибор для ввода рисунков итекстов в компьютер.

 

<span Courier New";mso-fareast-font-family:«Courier New»; mso-ansi-language:EN-US">3.<span Times New Roman"">    

<span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»; mso-ansi-language:EN-US">Двоичное кодирование информации. Представлениеэлементарных типов данных: натуральные числа, целые числа со знаком, числа сплавающей точкой.

<span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»; mso-ansi-language:EN-US">Состояния “установлен” и “сброшен” соотв. 2 цифрамдвоичной системы счисления, фундаментальной для

<span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">ЭВМ. Эти цифры называютсябитами. Двоичное кодирование – представлениеданных последовательностью битов. <span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»;mso-ansi-language:EN-US">Придвоичном кодировании числовой информации степень двойки при каждой двоичнойцифре на единицу больше, чем у предшествующей цифры. Пример конструкциидвоичного кода: 1012=(1*22)+(0*21)+(1*20)=510.

<span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»; mso-ansi-language:EN-US">Таким образом осуществляется представление целых чиселбез знака. Отрицательные числа со знаком представляются в дополнительном коде– в форме дополнения до двух. Чтобы найти двоичное представление отрицательногочисла, надо взять его полжительную форму, проинвертировать ее и добавить кполученному результату 1.

<span Courier New"; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»;mso-ansi-language:EN-US">Числами сплавающей точкой

<span Courier New"; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»;mso-ansi-language:EN-US"> называютсячисла вида x=M*Pq, <span Courier New"; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">где М – мантисса, <span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»; mso-ansi-language:EN-US">P – <span Courier New"; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">порядок, <span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»; mso-ansi-language:EN-US">q – <span Courier New"; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">основание системы счисления.Нормализованная форма<span Courier New";mso-bidi-font-family: «Times New Roman»;mso-ansi-language:EN-US"> <span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">таких чисел:

<span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»; mso-ansi-language:EN-US">M –

<span Courier New"; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">дробное<span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»; mso-ansi-language:EN-US">,<span Courier New"; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»"> <span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»; mso-ansi-language:EN-US">|M| < 1.

<span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»; mso-ansi-language:EN-US">Q –

<span Courier New"; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">фиксировано.

<span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»; mso-ansi-language:EN-US">P –

<span Courier New"; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">целое число со знаком.

<span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">Вмашине в двоичных кодах хранится

<span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»; mso-ansi-language:EN-US">M <span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">и <span Courier New"; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»;mso-ansi-language:EN-US">P. <span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">Порядок,как правило, выравнивается, т.е. приводитсяк большему по модулю порядку, путем сдвига мантиссы вправо с меньшим порядкомна кол-во разрядов, равное <span Courier New"; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»;mso-ansi-language:EN-US">(Pmax-Pmin)log2Q.

<span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»; mso-ansi-language:EN-US">

<span Courier New";mso-fareast-font-family:«Courier New»; mso-ansi-language:EN-US">4.<span Times New Roman"">    

<span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»; mso-ansi-language:EN-US">Правила арифметических и логических операций сэлементарными типами данных.

<span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»; mso-ansi-language:EN-US">

<span Courier New";mso-fareast-font-family:«Courier New»; mso-ansi-language:EN-US">5.<span Times New Roman"">    

<span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»; mso-ansi-language:EN-US">Свойства точности вычислений при работе с плавающейточкой. Приемы программирования, обеспеч. необходимую точность вычислений.

<span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»; mso-ansi-language:EN-US">При работе с плавающими числами следует иметь в виду,что результат не полностью соответствует арифметике действительных чисел.Диапазон представления чисел: -1

<span Courier New"; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">*<span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»; mso-ansi-language:EN-US">Qp<x<1*Qp. Для этих чиселпонятие абсолютной точности заменяется на понятие относительная точность – это минимальное число x<span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">, прикотором <span Courier New";mso-bidi-font-family: «Times New Roman»;mso-ansi-language:EN-US">R*(1+x) <span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">будетиметь другой код, чем число <span Courier New"; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»;mso-ansi-language:EN-US">R. Потеря точности связана с ситуациейпоглощения меньших операндов большими, которая в свою очередь связана сфиксированным размером мантиссы. Способ увеличения точности – увеличениеразмера мантиссы (числа одинарной, двойной, повышенной точности в языкахвысокого уровня). При программировании операций с плавающей точкой многихпроблем можно избежать, если правильно подобрать необходимые программисту типыданных в зависимости от размерности и точности предполагаемо обрабатываемыхвещественных чисел. Некоторые ситуацииприводят к ошибкам обработки таких чисел:

<span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»; mso-ansi-language:EN-US">а)

<span Courier New"; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">П<span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»; mso-ansi-language:EN-US">оглощение <span Courier New"; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">меньших<span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»; mso-ansi-language:EN-US"> операндов большими.

<span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»; mso-ansi-language:EN-US">б) Ситуация потери точности (lost precision). Данныйэффект проявляется, когда вычитаются 2 почти одинаковых числа.

<span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»; mso-ansi-language:EN-US">в) Ситуация переполнения. В результате операциипорядок превышает максимально допустимое значение.

<span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">г) Ситуация обратнаяпереполнению

<span Courier New"; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»;mso-ansi-language:EN-US">(underflow) – <span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">еслипорядок становится меньше минимального значения.

<span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">д) Потеря значимости –если мантисса стала равна нулю при ненулевом порядке.

<span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">

<span Courier New";mso-fareast-font-family:«Courier New»">6.<span Times New Roman"">    

<span Courier New"; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">Представление нечисловой информации.Текстовые данные, символьные коды <span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»; mso-ansi-language:EN-US">ASCII<span Courier New"; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">, <span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»; mso-ansi-language:EN-US">EBSDIC, UNICODE. <span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">Особенности кодированиярусского алфавита.

<span Courier New"; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">Любой текст представляет собойпослдовательность литер

<span Courier New"; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»;mso-ansi-language:EN-US">0..9 A..Z a..z <span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">А… Яа… я. Набор литер весьма широк за счет наличия национальных языков. Первыемашины имели алфавит только из цифр и латинских букв.  Эти литеры образовали набор символов<span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»; mso-ansi-language:EN-US"> ASCII, EBSDIC. В этих кодировках общее количествосимволов не превышает 128 (7 бит).

<span Courier New"; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»;mso-ansi-language:EN-US">Припредставлении в памяти текст имеет вид последовательности байтов.

<span Courier New"; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">Способы представления текста

<span Courier New";mso-fareast-font-family:«Courier New»; mso-ansi-language:EN-US">1.<span Times New Roman""> 

<span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»; mso-ansi-language:EN-US">Фиксированная длина — |_|_|_|_|_|_|_|.

<span Courier New";mso-fareast-font-family:«Courier New»">2.<span Times New Roman""> 

<span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»; mso-ansi-language:EN-US">ASCIIZ — |_|_|_|_|_|_|0|. <span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">Конецтакой строки обозначает зарезервированный символ (не печатаемый). Получилаширокое распространение благодаря языку <span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»; mso-ansi-language:EN-US">C.<span Courier New"; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">

<span Courier New";mso-fareast-font-family:«Courier New»">3.<span Times New Roman""> 

<span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»; mso-ansi-language:EN-US">Variable Lenght — |x|_|_|_|_|_|. <span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">Строкасодержит длину и последовательность байтов этой длины.<span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»; mso-ansi-language:EN-US"> <span Courier New"; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">Распространено в языке <span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»; mso-ansi-language:EN-US">PASCAL.<span Courier New"; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">

<span Courier New"; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»;mso-ansi-language:EN-US">Дляпредставления национальных языков, в частности русского, 128 символов в общемслучае недостаточно. Здесь используется:

<span Courier New";mso-fareast-font-family:«Courier New»">1)<span Times New Roman""> 

<span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»; mso-ansi-language:EN-US">Расширение ASCII <span Courier New"; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">– испольование 8 бита, теперь можнокодировать 256 символов;

<span Courier New";mso-fareast-font-family:«Courier New»">2)<span Times New Roman""> 

<span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»; mso-ansi-language:EN-US">UNICODE – <span Courier New"; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">использование 7 битов, но более чем 1символа кодировки для представления большего количества литер (например длясовместимости с сетями, отсекающими 8-й бит при передаче).

<span Courier New"; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">В настоящее время почти повсеместноиспользуется 8-битовое кодирование символов. Кодовая таблица – графическоепредставление символов, по которым можно определить код. Проблемы припредставлении русского алфавита — а) необходимость сортировки по кодам; б) приэтом надо оставить на старых местах символы рисования рамок и заполнения (псевдографики)для совместимости с иностранными программами. Русская кодировка – основная ГОСТ – имела расположение символовпо алфавиту, но в ней были смещены символы псевдографики. В настоящее времяисп. альтернативная кодировка ГОСТ –в ней псевдографика оставлена на старом месте, но малые буквы русского алфавитаразорваны (160-175, 224-239, 240-241). Это немного затрудняет сортировку –единственный недостаток. Кроме того, есть и другие кириллические кодировки –

<span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»; mso-ansi-language:EN-US">MIC, <span Courier New"; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">КОИ-8<span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»; mso-ansi-language:EN-US">, ISO-8859, <span Courier New"; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">т.п.

<span Courier New"; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">

<span Courier New";mso-fareast-font-family:«Courier New»">1.<span Times New Roman"">    

<span Courier New"; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">Представление графической информации –растровое и векторное представления, разрешающая способность, полутоновые ицветные изображения, палитры.

<span Courier New"; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">Использование ЭВМ в автоматизированныхсистемах управления, различных информационно-вычислительных системах, системахкол­лективного пользования (см. гл. 13) требует их укомплектования удобнымисредствами связи человека с машиной. Одним из таких средств является устройствоввода-вывода с электронно-лучевой труб­кой (ЭЛТ), называемое монитором. В зависимости от типамонитора на экран может выводиться как алфавитно-цифровая, так и графическаяинформация. Устройство вывода графической информации состоит из видеопамяти (буфера образа), монитора и устройства сопряжения, передающего на монитор содержимоевидеопамяти. В современных машинах первое и третье объединено в видеоадаптере.

<span Courier New"; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">При векторном представлении графической информации электронный луч намониторе непрерывно пробегает между заданными точками, порождая отрезок –вектор. Такое представление наиболее удобно для изображений, состоящих из линийи простых геометрических фигур. В этом случае векторное изображение легкомасштабируется и требует малый объем памяти для хранения.

<span Courier New"; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">Если изображение состорит из многихточек разных оттенков (полутоновое изображение), то векторный способ будетслишком сложен в реализации, и используется растровый способ представления – разбиение изображения намельчайшие “клетки” и вывод на экран сетки точек – растра (

<span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»; mso-ansi-language:EN-US">bitmap)<span Courier New"; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">. Разрешающаяспособность растра – величина, показывающая, сколько точек может бытьвыведено на квадратную единицу изображения (ед. измерения <span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»; mso-ansi-language:EN-US">– dpi (<span Courier New"; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">точек на дюйм)). Для видеосистемыединицей измерения может быть размервыводимой точки и общее количество пикселов, выводимое на экран монитора(например, 1024х768).

<span Courier New"; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">В случае монохромного изображения длякодирования 1 точки в буфере образа достаточно одного бита – светится или нет. В случае полутонового или цветногоизображения количество бит на точку буфера должно быть таково, чтобыпредставить все возможные цвета или оттенки. Например, 8 битами можнопредставить 256 цветов или оттенков. В таких системах программист имеет доступк палитре – ресурсу видеоадаптера,позволяющему устанавливать цвета или оттенки для каждого кода цвета.

<span Courier New"; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">

<span Courier New";mso-fareast-font-family:«Courier New»">2.<span Times New Roman"">    

<span Courier New"; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">Представление звуковой информации –общее понятие о дискретизации и квантовании звуковых сигналов, точность представлениязвуковых колебаний.

<span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">Представление звуковойинформации в ЭВМ:

<span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">а) Преобразование вцифровую форму с помощью аналого-цифрового преобразователя. При этом звукпревращается в цепочку импульсов, сост. из 8 или 16 бит (фактически в вектор8-битовых ил 16-битовых чисел)

б) Дискретизация этого сигнала с постояннойчастотой. Если например голос человека дискретизируется с частотой 8КГц,используя 8 бит, на протяжении 10с, это займет 80К. По дискретизированным значениям можно восстановить сигнал с заданнойточностью и направить его в цифр