27. Микропроцессор и память компа. Основной алг. Работы проца. Система прерываний.

Микропроцессор – функционально законченное программно-управляемое устройство обработки информации, выполненное в виде одной или нескольких больших (БИС) или сверхбольших (СБИС) интегральных схем

Разрядность процессора показывает, сколько бит данных он может принять и обрабатывать в своих регистрах за один раз (за один такт). Первые процессоры семейства х86 были 16-разрядными. Современные процессоры семейства Intel Pentium являются 32 и 64-разрядными.

Тактовая частота показывает, сколько элементарных операций (тактов) микропроцессор выполняет в одну секунду. Она измеряется в мегагерцах (МГц). Исполнение каждой команды занимает определенное количество тактов. В компьютере тактовые импульсы задает одна из микросхем, входящая в микропроцессорный комплект (чипсет), расположенный на материнской плате. Чем выше частота тактов, поступающих на процессор, тем больше команд он может исполнить в единицу времени, тем выше его производительность. Первые процессоры х86 могли работать с частотой не более 4,7 МГц, а сегодня тактовые частоты уже превосходят 500 миллионов тактов в секунду (500 МГц).

Модель определяется фирмой изготовителем. Известные модели: Intel80386, 486, Intel Pentium, Intel Pentium Pro, Intel Celeron, Intel Xeon, а также микропроцессоры фирм AMD, Cyrix.

Кеш память- Кэш-память используется для ускорения выполнения операций за счет запоминания на некоторое время полученных ранее данных, которые будут использоваться процессором в ближайшее время. Введение в компьютер кэш-памяти позволяет сэкономить время, которое без нее тратилось на пересылку данных и команд из процессора в оперативную память (и обратно). Работа кэш-памяти строится так, чтобы до минимума сократить время непроизводительного простоя процессора (время ожидав новых данных и команд).

Этот вид памяти уменьшает противоречие между быстрым процессором и относительно медленной оперативной памятью.

Система команд микропроца (RISC-сокращенный набор команд; CISC-полный набор команд)

Система прерываний. Прерывание-это приостановка выполнения в проце проги с целью выполнения какой либо более важной или нужный в данный момент другой проги или процедуры, после завершения кот-й продолжается выполнение прерванной проги с момента прерывания.

При появлении запроса на прерывание проц сигнализирует допустимость данного вида прерывания и производит следующее:

1.запоминает в стековой памяти текущее сост. прерыв. проги.

2.посылает ист. Запроса на прерыв-е запрос о причине (коде) прерыва.

3.ананлизирует код запрошенного прерыв-я и формирует адрес (вектор) ячейки хранящей адрес проги обработки прерыв-я (прога обработки для возникшей ситуации)

4.считывает из ОП и записывает в регистры МПП вектор прерыв-я и его атрибуты

5.сбрасывает (0) флаги прерыв-я и трассировки

6.выполняет прогу обработки прерыв-я

7.после выполнения проги обраб. прерыв. возвращает из стековой памяти параметры прерванной проги в регистры МПП и восстанавливает процесс вып-я прерв-й проги

Виды прерыв-я: Прикладные - временно устанавлив. пользоват.при многопрограммной раб. Псевдопрерывание- служат для запоминания важных фиксированных адресов, кот м.б. исполь. в прогах Аппаратные –инициируются при обращениях к МП со стороны внешних устройств с требованием выполнять те или иные прцедуры. Программные – обычные процедуры кот вызывает текущая прога для выполнения предусмотренных в ней подпрограмм. Технические –возникают при появлении отказов в работе технич. средств ПК. Логические –при появлении ошибок в выполнении проги.

внешние устройства ЭВМ, их характ-ки.

Монитор (дисплей) компьютера предназначен для вывода на экран текстовой и графической информации. ЭЛТ дисплей. Жидкокристаллические дисплеи LCD.

Характеристики мониторов.Диагональ монитора.Зерно экрана.Разрешение.Потребляемая мощность

Модемы и факс-модемы.

Модем это устройство для обмена информацией с другими компьютерами через телефонную сеть. Факс-модем – это устройство, сочетающее возможности модема и средства для обмена факсимильными сообщениями с другими факс-модемами и обычными телефонными аппаратами. модемы обладают голосовыми возможностями - автоответчики. Отличаются скоростью обмена данными. 2400 9600 бит/с–устаревшие.14400 бит/с –на многих телефонных линиях большей скорости, чем 14400 бит/с добиться невозможно.28800 и 333600 бит/с –они в два раз дороже модемов со скоростью 14400 бит/с. работа с такой скоростью возможна только на достаточно чистой линии (не зашумленной).

Устройства ввода. Клавиатура. предназначена для ввода в компьютер информации от пользователя. печатать на клавиатуре основной способ ввода алфавитно-цифровой информации от пользователя в компьютер. совместимых компьютерах наиболее широко распространена клавиатура с101 или 102 клавишами.

Мышь мышь-манипулятор, представляющий собой небольшую коробочку с двумя или тремя кнопками. В зависимости от принципа устройства, мыши делятся на:

Механические -внутри вращается шарик, и это вращение отслеживается механическими датчиками

Оптомеханические-внутри также вращается шарик, но вращение шарика отслеживается оптическими датчиками;

Оптические мыши –Движение мыши по коврику отслеживается оптическими датчиками.

Джойстик является устройством ввода в области компьютерных игр.

Световое перо исполнено в виде шариковой ручки, в которую вместо шарика вмонтирован фотоэлемент. При соприкосновении стержня с поверхностью монитора элемент излучения регистрируется фото сенсором светового пера, таким образом, световое перо может заменить мышь. Дигитайзеры (графические планшеты) - это устройство для ручного ввода изображения в компьютер

Цифровые камеры являются одним из лучших инструментов для ввода изображения в РС.

Сканер-это устройство для считывания графической и текстовой информации в компьютер.

Устр. Вывода. Матричные принтеры-корость печати измеряется символами в секунду. от 60 до 300 cps. Струйные принтеры-черно-белые и цветные принтеры.Важнейшее преимущество метода струйной печати состоит в том, что с его помощью легко получать цветные изображения.

Лазерные принтеры недорогие принтеры с невысокой производительностью (4-5 страниц в минуту), высокопроизводительные принтеры, предназначенные для работы в локальной сети (16-30 и более страниц в минуту);

Термические принтеры пока не идеальны. Для получения цветного изображения с качеством близким к фотографическому.Скорость термических принтеров невысокая. 0,1 до 2

Графопостроитель (плоттер)- это устройство для вывода чертежей на бумагу

28, Решение нелинейного уравнения с одной переменной: постановка задачи, отделение корней (графический и аналитический способы) и уточнение корней с заданной степенью точности (метод хорд).

Постановка задачи: пусть дано уравнение f(x)=0 (1), ф-я f(x) опре-на и непре-на в некотором конечном или б/конечном интервале от A до B и -изолированный корень. Требуется найти приближ-е зн-е корня с точностью до  (>0). Корень  наз изолированным, если для него существ-ет окре-ть, не содржащая никаких др корней. Вычисление выполн в 2 этапа: 1.Отделение. Отделить корни ур-я f(x)=0 на [A,B]Дf (Дf-область определения) это значит, найти такие промежутки [,], в каждом из кото-х содер-я только один корень данного ур-я. Для этого использ теорему: Если ф-я y=f(x) непрерывны на[a,b], f(a)*f(b)<0, f’(x) на (a,b) сохраняет знак, то внутри отрезка [a,b] сущ единственный корень. Графиче-й метод. 1)Для определения корней в с.к. XOY строим график ф-и y=f(x). Абсциссы с точкой пересечения графика оси OX- корни ур-я. Прочитать значения корней с хорошей точностью в большинстве случаев затруднено, но выделить промежутки [_i,_i], в каждом из которых лежит один корень, достаточно просто их выписать x₁[₁,₁], x₂[₂,₂] и т.д. 2)когда ф-я f(x) достаточно сложная. Ур-е f(x)=0 приводим к виду f₁(x)= f₂(x) и в с.к. XOY строим графики ф-й y=f₁(x) и y=f₂(x). Абсциссы точек пересечения построенных графиков, и есть корни ур-я. Выделяем также промежутки как и в1 случае. Аналитический метод. Для отделения нужно знать: 1)если ф-я y=f(x) – непрерывна на [,] и f()*f()<0, то внутри отрезка [,] сущест-ет по крайней мере хотя бы один корень. 2)если ф-я y=f(x) – непрерывна на [,] и f()*f()<0 и производная f’(x) на (,) сохраняет знак, то внутри отрезка [,] сущест-ет единственный корень. Пусть треб-тся отделить корни ур-я f(x)=0. Найдем область определения ф-и f(x) или такой, достаточно большой промежуток [A,B]Дf, на котором требуется отделить действи-ые корни. Выберем достаточно малый шаг h (0,1) и разобьем промежуток [A,B] на промежутки [A,A+h], [A+h, A+2h] …., т.е. на [A+kh, A+(k+1)h], где к=0,1,2… и (A+(k+1)h)B. На концах каждого из промежутков найдем знаки ф-и f(x). Если окажется, что f(A+kh)*f(A+(k+1)h)<0, то при достаточно малом шаге h с большой точностью вероятности можно утверждать, что на промежутке [A+kh, A+(k+1)h] лежит только один корень. 2.Уточнение корней. Пусть дано ур-е f(x)=0 требуется вычислить один из его действит-х корней  с точностью . Надо найти приближ зн-е такое, что =x_n. Задача отыскания придлиж зн-я корня с точностью до  сводится к нахождению такого [a,b], длина кот-го будет |b-a|<. Метод Хорд. Допустим, что у нас имеется некое уравнение вида f(x)=0, с уже отделенными корнями. Значит мы имеем некий отрезок [a.b], который содержит единственный корень. На этом промежутке функция непрерывна и монотонна. Производные (1ая и 2ая) сохраняют свой знак на этом отрезке. Нам требуется уточнить отделенный корень, до заданной степени точности  ( > 0), возможны несколько случаев (их 4):

1 случай (например и первая, и вторая производная положительны)

проведем АВ, точку пересечения с осью обозначим за х1, с А1В за х2. Проведем так А2В, А3В и т.д. тогда получим приближение х0,х1,х2,…стремящиеся к ξ. Можно по анологии рассмотреть следующий случай, где например первая производная остается положительной, а вторая отрицательна, тогда f(b)*f ’’(b)>0

Строим так же АВ, А1В и т.д. Мы так же получили последовательность приближающуюся к ξ

И так еще 2 случая

(f’<0, f‘’<0 и f‘<0, f‘’>0)... N – это неподвижная точка. Исходя из уравнения хорд для х1 получим: х1 = х0 – (f(x0)*(N-x0))/(f(N)-f(x0)), для х2 = х1 – (f(x1)*(N-x1))/(f(N)-f(x1))

На основе этого можно записать уравнение ( * ) – это обобщенный вид

х_n = х_n-1 – (f(x_n-1)*(N-x_n-1))/(f(N)-f(x_n-1)) где n = 1,2,3... ( * )

Метод приближения по методу ( * ) называют методом хорд. Оценка точности корня: если ξ – точный корень, а xn – приближенный, тогда модуль(ξ-xn) – это абсолютная погрешность. Эта погрешность д.б. меньше степени точности E. Иначе говоря модуль(ξ-xn) < (m1*E)/(M1-m1), где m1 – min(abs(f ‘ (x))), xэ[a,b], M1 = max(abs(f ‘ (x))); Обозначим эту ф-лу (**)

Значит, чтоб получить приближенное значение методом хорд, с точностью до Е мы должны строить последовательность приближений х0,х1,х2… по формуле (*) до тех пор пока разность между двумя соседними приближениями не будет удовлетворять условию (**).

Алг <хорда>;

Начало

Ввод f(x), f ’(x),f ’’(x),a,b,E

If abs(f ‘(x))<abs(f ‘’(x)) then m1:=abs(f ‘(a));

M1:= abs(f ‘(b)); {m1=min|f^/(x)|; M1= max|f^/(x) на [a,b]}

Else m1:=abs(f ‘(b)); M1:= abs(f ’(a)); конец если

Е1:=(m1E)/(M1-m1)

Если Е1>E то E1:=E конец если

Если (f(a)*f ‘‘ (a))>0, то N:=a; x:=b; иначе N:=b; x:=a; конец если

Вывод «х0 = » без округления ; n:=0;

повтор

y = x - f(x)(N-x)/(f(N)-f(x));

p:= abs(y-x);

n:=n+1;

x:=y;

до p < E1;

Вывод конечного результата(с округлением)

Проверка…

Конец программы.