Билет № 1 Архитектура компьютера. Магистрально-модульный принцип построения. Принципы Неймана. Взаимодействие памяти и процессора. Адресное пространство процессора.
А
рхитектура
компьютера предусматривает комплект
устройств, необходимых для работы
пользователя и программиста. В основу
архитектуры современных ПК положен
магистрально-модульный принцип.
Принципы Неймана:
Принцип программного управления (в компьютере все выполняется по программам, ничего не делается просто так).
Принцип адресности (процессор выполняет команды программы, обращаясь к адресам ячеек оперативной памяти: содержимое ячеек его не интересует).
Принцип хранимой программы (и программа, и данные в памяти находятся вместе).
Вся информация в компьютере находится в двоичном коде.
Взаимодействие памяти и процессора:
Процессор Оперативная память
0 |
1011000011111111 |
2 |
1111111100000000 |
4 |
|
6 |
|
8 |
|
10 |
|
При включении в счетчик команд попадает адрес первой ячейки, соответственно, в регистр команд заносится сама команда. Сумматор или другое устройство выполняет ее, затем в СК попадает адрес второй ячейки и процесс продолжается дальше.
Адресное пространство процессора:
В зависимости от адресности процессора (1, 2, 3-адресный) формат команды, находящейся в оперативной памяти, может быть разным (например, формат команды 3-ёх адресного процессора).
К |
А1 |
А2 |
А3 |
Что делать? |
Откуда взять? |
Откуда взять? |
Куда положить? |
од
операции
её расшифровка
кодовая часть адресная часть
Независимо от того, скольки адресный процессор, команда состоит из 2 частей: кодовая часть и адресная часть.
000 |
0 |
001 |
011 011 100 010 |
010 |
. |
011 |
10001110 |
100 |
1111111 |
101 |
1111 |
10 100 101
011010 - сложение
011 - умножение
данные 1111111+111=? (10001110)
эта сумма*1111111=?
Билет № 2 Логически основы компьютера: История алгебры логики. Логические вентили. Таблицы истинности. Полусумматор. Сумматор. Триггер.
Алгебра логики – это раздел математики, изучающий высказывания, рассматриваемые со стороны их логических значений (истинности или ложности) и логических операций над ними.
Алгебра логики возникла в середине XIX века в трудах англ. математика Джорджа Буля. Ее создание представляло собой попытку решать традиционные логические задачи алгебраическими методами. Дж. Буль переложил словесные высказывания (И и Л) на нули и единицы (0 и 1).
Математический аппарат алгебры логики очень удобен для описания того, как функционируют аппаратные средства компьютера, поскольку основной системой счисления в компьютере является двоичная, в которой используются цифры 0 и 1, а значений логически переменных тоже два: «1» и «0».
С помощью логических элементов компьютера можно реализовать любую логическую функцию, описывающую работу устройств компьютера. Логическими элементами компьютеров являются электронные схемы И, ИЛИ, НЕ, называемые также вентилями.
ИЛИ
0 0 0 1
1 0 1 1
1 0
Вентиль представляет собой логический элемент, который принимает одни двоичные значения и выдает другие.
Каждый логический элемент имеет свое условное обозначение, которое выражает его логическую функцию, но не указывает на то, какая именно электронная схема в нем реализована. Это упрощает запись и понимание сложных логических схем.
Работу логических элементов описывают с помощью таблиц истинности.
Таблица истинности – это табличное представление логической схемы (операции), в которой перечислены все возможные сочетания значений истинности входных сигналов (операндов) вместе со значением истинности входного сигнала (результата операции) для каждого из этих сочетаний.
Существует 5 основных логических операций:
Дизъюнкция (+, ˅)
Конъюнкция (&, ˄)
Импликация (→)
Эквивалентность (↔, ≡)
Инверсия (¬, )
Полусумматор – логическое устройство, осуществляющее сложение цифр одного разряда без учета перехода из предыдущего разряда.
Триггеры и сумматоры – это относительно сложные устройства, состоящие из более простых элементов – вентилей.
Сумматор – это электронная логическая схема, выполняющая суммирование двоичных чисел. Сумматоры широко используются в АЛУ процессора, выполняют суммирование двоичных разрядов.
Триггер – это электронная схема, широко применяется в регистрах компьютера для надежного запоминания одного разряда двоичного кода. Триггер имеет два устойчивых состояния, одно из которых соответствует двоичной единице, а другое – двоичному нулю. В основном триггеры используются в регистрах компьютера.