2. Функциональная схема эвм и принцип ее работы

Не зависимо от габаритных размеров, от быстродействия, потребляемой мощности и других параметров в состав ЭВМ должны входить следующие блоки.

Процессор, включает арифмологическое устройство (АЛУ) и устройство управления (УУ), оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), внешнее запоминающее устройство (ВВУ) и устройство ввода-вывода данных (УВВ).

Рис. 2.1 Функциональная схема ЭВМ

Рассмотрим один такт работы ЭВМ. Принцип работы ЭВМ заключается в следующем: исходная информация при помощи УВВ в виде программы или в виде любой другой информации поступает в ОЗУ и запоминается в данном блоке, в ОЗУ вводятся также исходные данные.

После ввода программ пользователь редактирует, т. е. устраняет допущенные ошибки (отладка программы), после чего программа готова для выполнения.

При запуске программы для решения первая команда поступает в устройство управления (УУ), где она делится на две части: - признак операции, поступает в АЛУ, а адрес операнда поступает в ОЗУ. Далее из ОЗУ осуществляется выборка операндов по указанным адресам и направляется в АЛУ.

После выполнения каждой команды результат возвращается в ОЗУ и сохраняется в буферной памяти.

Для выполнения следующей команды программы, из АЛУ в УУ поступает специальный сигнал, который подготавливает ЭВМ к выполнению очередной команды.

Аналогично выполняются все остальные команды программы

Результат решения задачи из ОЗУ по сигналу УУ выводится на внешнее устройство (принтер и др.).

С целью расширения возможностей ЭВМ имеется специальное устройство ВЗУ, объем памяти которого зависит от конфигурации машины, причем в ПК устройство обеспечивающее постоянную память (винчестер) может иметь объем памяти до и более 100 ГБ, который используется в качестве библиотеки данных и для хранения операционной системы.

3. Формы представления информации

Под информацией в широком смысле принято понимать различные сведения, каких либо процессах. Она содержится в нашей речи, в книгах, газетах, радио и телепередачах, в показаниях измерительных приборов и отображает разнообразие, присущее объектам и явлениям окружающего нас мира.

Можно разделить 2 уровня информации: сведения и сообщения.

Информацию, воплощенную и зафиксированную в некоторой материальной форме, называют сообщением и передают с помощью сигналов.

Природа физических величин, в основном, такова, что они могут принимать любые значения в каком-либо диапазоне (температура, давление, скорость, ток, напряжение). Сигнал, отображающий эту информацию и возникающий на выходе соответствующего датчика, на любом временном интервале может иметь бесконечное число значений. Так как в заданном случае непрерывный сигнал изменяется аналогично исходной информации, подобные сигналы называются аналоговыми (рис. 2.1).

Рис. 2.1 Аналоговый сигнал

Существуют также дискретные сообщения, параметры которых содержат фиксированный набор отдельных значений. Объем информации в таких сообщениях конечен (рис. 2.2).

Рис. 2.2 Дискретный сигнал

На практике непрерывные сообщения можно представлять в дискретной форме. Аналоговые (непрерывные) сигналы имеют ряд существенных недостатков, что ограничивает дальность их приема-передачи. В частности, большая погрешность источников, приемников информации и подверженность помехам (слабая помехозащищенность). В подобных случаях непрерывный сигнал квантуют по амплитуде и по времени. При квантовании по уровню совокупность всех возможных значений U или I заменяют конечным набором дискретных значений из этого интервала. Квантование по времени предусматривает замену непрерывного сигнала последовательностью импульсов, следующих через определенные промежутки времени (рис. 2.3), называемые тактовыми. Если тактовые интервалы выбраны верно, то потери информации не происходит.

Рис. 2.3 Тактовые интервалы

При одновременном ведении квантования по времени и по уровню амплитуда каждой выборки будет принимать ближайшее разрешенное значение из выбранного конечного набора значений. Совокупность всех выборок образуют дискретный или цифровой сигнал. При этом каждое значение дискретного сигнала (ДС) можно представить в виде числа.

В цифровой технике такой процесс называется кодированием, а совокупность полученных символов - кодом сигнала.

Для приема-передачи аналоговых сигналов применяются аналогово-цифровые (АЦП) и цифро-аналоговые (ЦАП) преобразователи.

Таким образом, дискретное сообщение состоит из набора чисел и символов (знаков + и -).

Каждое число, как известно, состоит из цифр, способ записи чисел цифровыми знаками называется системой счисления.