
- •Кафедра – Информационно- Коммуникационные Технологии
- •Лекция 1. Введение в дисциплину – эвм и периферийные устройства
- •1.1 История развития вычислительной техники
- •1.2 Основные принципы построения эвм
- •Поколения эвм
- •Классификация эвм
- •Вопросы
- •Лекция 2. Компьютер – общие сведения
- •2.1 Основные узлы пк – «Материнская плата»
- •2.2 Основные компоненты компьютера:
- •2.3 Интерфейсные шины
- •2.4 Основные периферийные устройства компьютера
- •Вопросы и задания
- •Лекция 3. Представление данных в эвм.
- •3.1 Форматы файлов
- •3.2 Кодирование чисел
- •3.3 Кодирование текста
- •3.4 Кодирование графической информации
- •3.5 Кодирование звука
- •3.6 Типы данных
- •Лекция 4. Структурная организация эвм - процессор Введение
- •Что известно всем
- •4.1 Микропроцессорная система
- •4.2 Что такое микропроцессор?
- •4.3 Основной алгоритм работы процессора
- •Алу Запросы на пре-ия и пдп
- •4.4 Программный код и система команд
- •4.5 Микроархитектура процессора
- •512 Кбайт
- •Лекция 5. Микропрограммное устройство управления
- •5.1 Устройство управления
- •5.2 Микропроцессорная память
- •5.3 Структура адресной памяти процессора
- •5.4 Интерфейсная часть мп
- •5.5 Назначение и функции чипсета в микропроцессорной системе
- •Лекция 6. Организация памяти
- •6.1 Организация подсистемы памяти в пк
- •6.2 Оперативная память
- •6.4 Технологии оперативной памяти
- •Вопросы для самоконтроля
- •Лекция 7. Внешняя память компьютера Введение
- •Жесткий диск (Hard Disk Drive)
- •Общее устройство нжмд
- •Пластины (диски)
- •Головка записи-чтения
- •Позиционер
- •Контроллер
- •Производительность
- •Структура хранения информации на жестком диске
- •Кластер
- •Магнитооптические диски
- •Лазерные компакт-диски cd - rom
- •Дисковые массивы и уровни raid
- •Raid 0: Базовая конфигурация.
- •Raid1: Зеркальные диски.
- •Raid 2: матрица с поразрядным расслоением
- •Raid 3: аппаратное обнаружение ошибок и четность
- •Raid 4: внутригрупповой параллелизм
- •Raid 5: четность вращения для распараллеливания записей
- •Raid 6: Двумерная четность для обеспечения большей надежности
- •Флэш-память
- •Вопросы и задания
- •Лекция 8. Логическая организация памяти
- •Виртуальная память
- •Основная память
- •Дисковая память
- •Страничная организация памяти
- •Преобразование адресов
- •Сегментная организация памяти.
- •Свопинг
- •Вопросы и задания
- •Лекция 9. Методы адресации
- •Лекция 10. Архитектура risc-процессоров
- •10.1 Основные черты risc-процессоров
- •10.2 Risc-процессоры 3-го поколения
- •Структура процессоров Alpha: 21064, 21264
- •10.3Пиковая производительность risc-процессоров
- •10.4 Области применения risc-процессоров
- •Вопросы для самоконтроля
- •Лекция 11. Высокопроизводительные вс
- •11.1 Параллельная обработка данных на эвм
- •Закон Амдала
- •11.2 История появления параллелизма в архитектуре эвм
- •11.3 Классы параллельных систем
- •11.4 Технологии параллельного программирования
- •11.5 Оценки производительности супер-эвм
- •Вопросы для самоконтроля
- •Лекция 12. Особенности архитектуры современных высокопроизводительных вс Введение
- •Параллельные системы
- •Классификация архитектур по параллельной обработке данных
- •Вычислительные Системы
- •Параллелизм на уровне команд – однопроцессорные архитектуры
- •Конвейерная обработка
- •Суперскалярные архитектуры
- •Мультипроцессорные системы на кристалле
- •Технология Hyper-Threading
- •Многоядерность — следующий этап развития
- •Вопросы и задания
- •Лекция 13. Организация обмена в вычислительной системе
- •13.1 Система прерываний и исключений в архитектуре ia-32
- •13.2 Расширенный программируемый контроллер прерываний (apic)
- •13. 3 Обработка прерываний на основе контроллера 8259a
- •13.4 Подсистема прямого доступа к памяти
- •Вопросы для самоконтроля
- •Лекция 14. Интерфейсы вычислительных систем
- •14.1 Типы и характеристики интерфейсов
- •14.2 Архитектура системных интерфейсов
- •14.3 Системные интерфейсы для пк
- •14.5 Интерфейс pci
- •14.6 Порт agp
- •14.8 Интерфейсы накопителей
- •Вопросы для самоконтроля
- •Лекция 15. Интерфейсы периферийных устройств
- •15.1 Интерфейсы scsi
- •15.2 Интерфейс rs-232c
- •15.3 Интерфейс ieee 1284
- •15.4 Инфракрасный интерфейс
- •15.5 Интерфейс usb
- •15.6 Интерфейс ieee 1394 - FireWire
- •Вопросы для самоконтроля
- •Лекция 16. Состав, классификация и характеристики периферийных устройств
- •16.1 Классификация периферийных устройств
- •16.2 Видеосистема
- •16.3 Видеоадаптеры
- •16.5 Аудиосистема
- •Контрольные вопросы
- •Список основной литературы
- •Список дополнительной литературы
- •Приложение Классификация и основные определения пу.
- •Общая характеристика клавиатуры.
- •Интерфейс клавиатуры и мыши.
- •Скан-коды и системная поддержка.
- •Манипуляторы-указатели
- •Общая характеристика методов вывода изображений.
- •Графический режим.
- •Текстовый режим.
- •Трехмерная графика и способы обработки видеоизображений.
- •Принципы передачи цветных телевизионных изображений.
- •Объединение компьютерной графики и телевизионного изображения.
- •Стандарты кодеков изображений mpeg.
- •Основные технические характеристики.
- •Управление монитором.
- •Плоские дисплеи.
- •Интерфейсы дисплеев.
- •Функциональная схема адаптеров дисплеев
- •Графический процессор адаптера, принцип работы тракта записи.
- •Принцип считывания со сравниванием цветов в графическом адаптере.
- •Параметры видеосистемы.
- •Принципы построения различных типов принтеров.
- •Форматы данных и интерфейсы принтеров
- •Системная поддержка принтеров.
- •Принципы хранения информации.
- •Хранение информации на магнитных дисках.
- •Накопители на гибких магнитных дисках (нгмд).
- •Интерфейс и контроллер нгмд.
- •Конструкция накопителя на жестких магнитных дисках (нжмд).
- •Основные характеристики винчестеров.
- •Особенности функционирования винчестеров
- •Магнитооптические диски.
- •Флэш-память.
- •Основы цифровой обработки сигналов.
- •Звуковая карта пк.
- •Интерфейсы звуковых карт.
- •Проводные интерфейсы связи.
- •40. Беспроводные интерфейсы связи. Инфракрасный интерфейс.
- •Беспроводные интерфейсы связи. Радиоинтерфейс Bluetooth.
- •Модемы. Структурная схема устройства.
- •Основные принципы шинной связи, управление шиной.
- •Арбитраж шин.
- •Передача информации шинами по блочно.
- •Шины расширения.
- •Параллельные шины.
- •Последовательные шины
Вопросы и задания
1. Любая, когда-либо существовавшая вычислительная система обязательно имеет в своем составе (укажите 3 верных ответа):
центральный процессор;
звуковую плату;
оперативную память;
устройство ввода-вывода;
винчестер (жесткий диск).
2. Укажите 3 характеристики, относящиеся к процессору:
тактовая частота;
объем оперативной памяти;
разрядность;
объем кэш-памяти.
3. При работе с каким типом монитора нагрузка на глаза минимальная:
с CRT-монитором;
с LCD-монитором.
4. Видеопиксель цветного монитора состоит из цветных точек:
белой и черной;
красной, зеленой, синей;
голубой, пурпурной, желтой, черной.
5. Какое из перечисленных устройств применяется для выхода в Интернет?
джойстик;
модем;
TV-тюнер.
6. Для нанесения изображения лазерные принтеры используют:
выжигание по бумаге лучом лазера;
специальный термочувствительный порошок;
ленту, как у пишущей машинки;
мелкие капли чернил.
7. При выключении компьютера вся информация стирается:
на гибком диске;
на CD-диске;
на жестком диске;
в оперативной памяти.
8. Какое из утверждений не является верным:
в мониторах на жидких кристаллах отсутствует вредное для здоровья электромагнитное излучение;
процессор относится к внешним (периферийным) устройствам компьютера;
быстродействие процессора измеряется количеством операций, выполняемых в секунду.
9. Какое из утверждений не является верным:
сканер - это устройство, которое чертит графики, рисунки или диаграммы под управлением компьютера;
накопители на компакт-дисках входят в состав внешней памяти компьютера;
Лекция 3. Представление данных в эвм.
За основу представления данных в ЭВМ, как правило, принята двоичная система счисления. Как и десятичная система счисления, двоичная система (в которой используются лишь цифры 0 или 1) является позиционной системой счисления, т.е. в ней значение каждой цифры числа зависит от положения (позиции) этой цифры в записи числа. Каждой позиции присваивается определенный вес. В компьютерной технике широкое распространение получили также следующие позиционные системы счисления: восьмеричная, шестнадцатеричная и двоично-десятичная система.
(В двух словах – 16-ная система – это простое решение сложной проблемы – точное представление данных в ЭВМ, 16–ная система счисления – это краткая нотация двоичной системы).
3.1 Форматы файлов
Основное назначение файлов - хранить информацию. Они также предназначены для передачи данных от программы к программе и от системы к системе. Другими словами, файл - это хранилище стабильных и мобильных данных. Но, файл - это нечто большее, чем просто хранилище данных. Обычно файл имеет имя, атрибуты, время модификации и время создания. Понятие файла менялось с течением времени. Операционные системы первых больших ЭВМ представляли файл, как хранилище для базы данных и, поэтому файл являлся набором записей. Обычно все записи в файле были одного размера, часто по 80 символов каждая. При этом много времени уходило на поиск и запись данных в большой файл. В конце 60-х годов наметилась тенденция к упрощению операционных систем, что позволило использовать их на менее мощных компьютерах. Это нашло свое отражение и в развитии операционной системы Unix. В Unix под файлом понималась последовательность байтов. Стало легче хранить данные на диске, так как не надо было запоминать размер записи. Unix оказал очень большое влияние на другие операционные системы персональных компьютеров. Почти все они поддерживают идею Unix о том, что файл - это просто последовательность байтов. Файлы, представляющие собой поток данных, стали использоваться при обмене информацией между компьютерными системами. Если используется более сложная структура файла (как в операционных системах OS/2 и Macintosh), она всегда может быть преобразована в поток байтов, передана и на другом конце канала связи воссоздана в исходном виде. Итак, мы можем считать, что файл - это поименованная последовательность байтов. Способ, которым данные организованы в байты, называется форматом файла. Для того чтобы прочесть файл, например, электронной таблицы, необходимо знать, каким образом байты представляют числа (формулы, текст) в каждой ячейке; чтобы прочесть файл текстового редактора, надо знать, какие байты представляют символы, а какие шрифты или поля, а также другую информацию. Все файлы условно можно разделить на две части - текстовые и двоичные.
Текстовые
файлы
- наиболее распространенный тип данных
во всем компьютерном мире. Для хранения
каждого символа чаще всего отводится
один байт, а кодирование текстовых
файлов выполняют с помощью специальных
таблиц, в которых каждому символу
соответствует определенное число, не
превышающее 255. Файл, для кодировки
которого используется только 127 первых
чисел, называется ASCII-файлом
(сокращение от American Standard Code for Information
Interchange - американский стандартный код
для обмена информацией), но в таком файле
не могут быть представлены буквы,
отличные от латиницы (в том числе и
русские). Большинство национальных
алфавитов можно закодировать с помощью
восьмибитной таблицы. Для русского
языка наиболее популярны на данный
момент три кодировки: Koi8-R, Windows-1251 и, так
называемая, альтернативная (alt) кодировка.
Подробнее о кодировании русского текста
рассказано в главе "Обработка
документов". Такие языки, как китайский,
содержат значительно больше 256 символов,
поэтому для кодирования каждого из них
используют несколько байтов. Для экономии
места зачастую применяется следующий
прием: некоторые символы кодируются с
помощью одного байта, в то время как
для
других используются два или более
байтов. Одной из попыток обобщения
такого подхода является стандарт
Unicode,
в котором для кодирования символов
используется диапазон чисел от нуля до
65 536. Такой широкий диапазон позволяет
представлять в численном виде символы
языка людей из любого уголка планеты.
Но чисто текстовые файлы встречаются
все реже. Люди хотят, чтобы документы
содержали рисунки и диаграммы и
использовали различные шрифты. В
результате появляются форматы,
представляющие собой различные комбинации
текстовых, графических и других форм
данных.
Двоичные файлы, в отличие от текстовых, не так просто просмотреть и в них, обычно, нет знакомых нам слов - лишь множество непонятных символов. Эти файлы не предназначены непосредственно для чтения человеком. Примерами двоичных файлов являются исполняемые программы и файлы с графическими изображениями.