WWW.DISS.SELUK.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА
(Авторефераты, диссертации, методички, учебные программы, монографии)

 

Pages:   || 2 |

«Информатика Часть 1 Методические указания для студентов специальностей 100 200 - Электроэнергетические системы и сети, 100 500 -Тепловые электрические станции заочной формы обучения ...»

-- [ Страница 1 ] --

Министерство образования Российской Федерации

ГОУ ВПО Уральский государственный технический университет- УПИ

Информатика

Часть 1

Методические указания

для студентов специальностей

100 200 - Электроэнергетические системы и сети,

100 500 -Тепловые электрические станции

заочной формы обучения

Екатеринбург 2004 УДК 004.43 Составитель : О.М.Котов Научный редактор : доц., канд. тeхн. наук П.А. Крючков Информатика: Методические указания / О.М.Котов Екатеринбург : ГОУ УГТУ-УПИ, 2004. 87 с.

Методические указания включают теоретический материал, примеры с решениями, задания для самостоятельных упражнений, а также комплекс лабораторных занятий на персональном компьютере.

Библиогр.: назв. 6 Рис. 48 Табл. Подготовлено кафедрой "Автоматизированные электрические системы" и учебно-научным предприятием "УПИ-Энерго".

ИНФОРМАТИКА

© ГОУ ВПО Уральский государственный технический университет, Информатика Составитель : Олег Михайлович Котов Подписано в печать Формат 60384 1/ Бумага типографская Офсетная печать Усл.п.л.

Уч.-изд. л.5,2 Тираж 300 Заказ Цена "С"

ГОУ ВПО УГТУ - УПИ

620002, г. Екатеринбург, ул.Мира, 1. Введение.

Информатика является наукой, которая изучает общие свойства и структуру информации, закономерности и принципы ее создания, преобразования, накопления, передачи и использования в различных областях человеческой деятельности.

Информация ( от латинского informatio разъяснение, изложение) - есть набор сведений, передаваемых в различных системах, начиная от растительного мира и заканчивая человеческим обществом в целом.

Математически информация - есть количественная мера устранения ( или, по крайней мере, снижения) неопределенности сведений (представления) о некотором объекте.

Информация материализуется в виде сигналов. В технических системах под сигналом понимается изменяющийся во времени физический процесс, параметры которого могут принимать технически различимые значения [1].

При использовании всей совокупности значений параметра в некотором диапазоне говорят об аналоговом сигнале, если же речь идет о фиксированных (разрешенных) значениях - о дискретном или цифровом сигнале.





Универсальным техническим средством обработки информации на современном этапе является компьютер. Настоящее методическое пособие содержит минимально необходимые сведения о принципах работы персонального компьютера, дает представление о современном состоянии и направлении развития компьютерной техники и программных средств, позволяет приобрести начальные навыки работы при решении практических задач.

2. Из истории развития счетных устройств Слово "компьютер" происходит от латинского глагола "computo" - считать, вычислять.

В английском языке, из которого заимствовано это слово, "computer" буквально значит "вычислитель". Как технический термин, слово "компьютер" приобрело более широкий смысл:

электронное устройство для программируемой обработки данных.

Обратимся к истории. Вместе с первыми признаками разделения труда у человека возникла необходимость в счетных устройствах. Для несложных операций достаточно эффективны оказались пальцы рук. Но потребность в вычислениях выходила зачастую за рамки возможностей подобного "калькулятора". Из всех устройств и приспособлений, используемых для вычислений, наиболее практичными оказались счеты. Изобретены они были более 1500 лет назад.

Только в XVII веке появились счетные устройства, составившие некоторую конкуренцию счетам. Прежде всего, это устройство шотландского ученого Джона Непера. Джон Непер дал определение логарифму, и, используя свойство логарифма произведения двух чисел ( который равен сумме логарифмов сомножителей ), создал механическое устройство для умножения чисел.

Следующим этапом развития механических счетных устройств можно считать суммирующую машину французского ученого и изобретателя Паскаля. Блез Паскаль, сын сборщика налогов прожил всего 39 лет, но вошел в историю, как выдающийся математик, физик, писатель и философ. На мысль о создании суммирующей машины его навело наблюдение за бесконечными и утомительными расчетами своего отца. За десятилетие Блез Паскаль построил более 50 различных вариантов суммирующей машины, названной им “паскалиной” (рис.2.1). Она представляла собой ящик с многочисленными шестеренками. Складываемые числа вводились путем соответствующего поворота наборных колес. Каждое колесо с нанесенными на нем делениями от до 9 соответствовало одному разряду десятичного числа. Избыток над значением 9 колесо переносило на более "старшее" колесо ( располагавшееся левее данного), поворачивая его на одно деление вперед. Остальные арифметические операции выполнялись на паскалине при помощи довольно неудобной процедуры повторных сложений.

Первая машина, позволявшая, наряду со сложением, легко производить операции вычитания, умножения и деления была изобретена позже в том же XVII веке в Германии. Заслуга этого изобретения принадлежит Готфриду Вильгельму Лейбницу. Решение изобрести механическое устройство для арифметических расчетов было принято им после знакомства с голландским математиком и астрономом Христианом Гюйгенсом. В 1673 году Лейбниц изготовил "механический калькулятор". Этот механизм сделал автоматическими повторения, необходимые для умножения и деления чисел. Однако прославился Лейбниц прежде всего не этой машиной, а созданием дифференциального и интегрального счисления (параллельно с Исааком Ньютоном) и системы двоичного счисления, которая позже нашла применение в цифровых вычислительных устройствах.





Из всех изобретателей прошлых столетий, ближе всего к созданию компьютера подошел английский ученый Чарльз Бэббидж. В 1833 году он пришел к идее создания "аналитической машины", которая должна была выполнять разнообразные вычислительные операции в соответствии с инструкциями, задаваемыми оператором. В действительности, это был проект первого универсального компьютера. "Аналитическая машина" имела такие компоненты, как "контора", "мельница" и "склад" (в современной терминологии - устройство управления, арифметико - логическое устройство (АЛУ) и память), состоящие из механических рычажков, шестеренок, передач, защелок, часовых механизмов и пр. Память вмещала 100 сорокоразрядных чисел. Предварительно размещенные в памяти, эти числа оставались в ней до тех пор, пока не были востребованы для вычислений в "мельнице". Результаты операций либо отправлялись обратно в память, либо распечатывались. Инструкции ( команды ), определяющие последовательность действий, вводились в аналитическую машину с помощью набора ( колоды) перфокарт и анализировались ( дешифровывались) в специальном устройстве под названием "контора".

Однако запустить в работу аналитическую машину, которая в своем окончательном виде оказалась размером не менее железнодорожного локомотива, состояла из 50 000 стальных, медных и деревянных механических деталей, приводилась в движение паровой машиной, при жизни автора не удалось. Однако в 1910 году она была все-таки запущена в работу и выполнила расчет таблицы степеней числа с точностью до 20 десятичных разрядов.

Изобретатели компьютеров в первой половине двадцатого столетия получили в свое распоряжение электромеханические реле, электронные лампы и другие электротехнические компоненты. Первый в мире немеханический компьютер, созданный в 1939 году Джорджем Атанасовым, профессором физики колледжа штата Айова имел арифметико-логическое устройство, выполненное на электронных лампах, память на конденсаторах, оперировал данными в двоичном представлении и назывался «АВС». Компьютер на электромеханических реле был запущен Говардом Айкеном чуть позже, в 1943 году, назывался "Марк I" и во время второй мировой войны использовался для расчетов баллистических таблиц береговой артиллерии США. Для расшифровки секретных кодов немецких радиограмм в том же 1943 году в Англии в секретной лаборатории "Блечли-парк" был создан специализированный компьютер "Colossus", содержащий около двух тысяч электронных ламп.

Спустя всего четыре года после изобретения в 1951 году плоскостного транзистора фирма "Белл телефон лабораториес" начала выпуск первого полностью транзисторного компьютера. Он назывался "Традис" и содержал около 800 транзисторов.

Толчок для следующего этапа развития компьютерной техники дало изобретение в году интегральной микросхемы. Она содержала первоначально только 10 транзисторов, но их количество ( интеграция ) стремительно и неуклонно повышалось. И уже в 1971 году Эдвардом Хоффом был изготовлен первый микропроцессор Intel4004, имевший в своем составе уже 2250 элементов. А на базе микропроцессора Intel8008 ( 4500 элементов ), созданного в году, Эдвард Робертс в 1974 году собрал первый в мире персональный компьютер "Альтаир.

Обзор современной истории компьютеров будет продолжен в главе 7.

3. Внутреннее представление информации.

Системы счисления В значительной степени характеристики любого счетного устройства зависят от того, какая система счисления положена в основу его работы.

Все системы счисления можно разделить на две большие группы: позиционные и непозиционные. К позиционным относятся те системы, вес цифры в которых зависит от места (или позиции ) этой цифры в числе. В непозиционных системах нет подобной закономерности:

там значение цифры неизменно и не зависит от ее места в числе. Из непозиционных до наших дней сохранилась только римская система счисления. Например, запись МDLCXIV в этой системе означает ни что иное, как число 1000+500 -50+100+10-1+5=1564.

Гораздо более многочисленную группу образуют позиционные системы счисления. Далее рассматриваются только канонические позиционные системы [1].

Различают две основные характеристики системы счисления: основание и алфавит.

Основанием системы счисления служит число, степень которого является "весом" цифры в значении числа. От этого числа образуется и название системы счисления. Номер позиции цифры в числе, является показателем степени основания. Позиции нумеруются с нуля справа налево. Алфавит системы счисления - это набор символов ( обычно цифр), с помощью которого записывается число. Этот набор всегда начинается с нуля и заканчивается цифрой ( или символом ) предшествующей основанию:

Для любой позиционной системы счисления справедлива формула значения числа:

(an-1 a n-2 … a1 a0, a -1 a -2…)b=an-1*b где аi - цифра из алфавита системы счисления ( 0= ai b ) b - основание системы счисления.

Система счисления указывается, обычно, подстрочным индексом. Если индекс отсутствует, считается, что число задано в десятичной системе.

1234 = 00111010,112 = При решении подобных примеров удобно пользоваться таблицей степеней основания:

16n 68 719 476 736 4 294 967 296 268 435 456 167 777 216 1 048 576 65 536 4 096 256 Пример Рассчитайте результат выражения A716+1EF16= ? Решение: Рассуждаем следующим образом. В нулевом разряде име- A ем 7+F16=7+15=22. Полученная сумма превосходит основание на 6. Эта +1EF цифра остается в текущей позиции, а 16 в виде единицы добавляется к сле- ------дующему по старшинству разряду, в данном случае, первому. То же прави- ло применяется к остальным разрядам слагаемых.

Примеры для самостоятельного решения:

Преобразования между позиционными системами счисления Преобразование числа из любой недесятичной системы счисления в десятичную сводится к использованию формулы (1) (см. примеры).

Преобразование числа из десятичной в иную позиционную систему сводится к разложению этого числа по степеням нового основания и выполняется двумя способами:

делением с остатком для целой части числа (рис. 3.1). В качестве делителя используется основание недесятичной системы счисления, частное на каждом шаге деления записывается слева от черты, а из остатков формируется искомое число.

последовательным умножением для дробной части числа (рис. 3.2 ). На каждом шаге на основание системы счисления умножается только дробная часть и фиксируется цифра, переходящая в нулевой разряд. Преобразование заканчивается при нуле или периоде в дробной части очередного значения, либо по достижению требуемой точности.

Взаимные преобразования между 2-ной и 16-ной системами основаны на родственности их оснований. Обратите внимание на следующую закономерность в предлагаемой таблице соответствия.

Как следует из таблицы, каждые четыре двоичных разряда (тетрада) соответствуют одной цифре шестнадцатеричной системы. Это позволяет просто и без вычислений осуществлять преобразование числа между двоичной и шестнадцатеричной системами. Выделение тетрад в двоичном числе следует выполнять справа налево в целой части и слева направо в дробной части.

"двоичная" - "шестнадцатеричная": 000111010,0010112 = 3А,2С "шестнадцатеричная" - "двоичная" : 1С,А4 16 = 011100, Примеры для самостоятельного решения •Выполните предложенные преобразования:

•Выполните предложенные действия:

Числовые данные Компьютеры первого поколения, например, в "Mарк-I", была выполнены на основе десятичной системы счисления.

Из-за этого выбора, а также и из-за того, что эта вычислительная машина была реализована на Рис. 3.3 Логическая схема триггера электро - механических элементах, она имела большие размеры и чрезвычайно сложную схему (содержала 3304 реле, соединенные проводами общей протяженностью 800 км). Компьютер "Эниак", разработанный в 1945 году также на основе десятичной системы, также не менее солидные размеры, состоял из 18 000 ламп, весил 30 тонн, занимал площадь 200 кв. м. и потреблял мощность 150 кВт.

Компьютер, как и любое другое цифровое устройство, оперирует с так называемыми разрешенными уровнями сигнала. Количество этих уровней соответствует принятой в устройстве системе счисления, а точнее - ее алфавиту. Так десятичная система требует наличия десяти таких разрешенных уровней ( для каждой цифры от 0 до 9-ти). В то же время, двоичная система обходится лишь двумя разрешенными уровнями сигнала - для нуля и единицы. Поскольку в качестве характеристики сигнала в цифровых устройствах чаще всего используется напряжение, принято, что нуль соответствует потенциалу от -0.5 до +0.5 Вольт, а единица от +2.4 до +5. Вольт (так называемая, «позитивная пятивольтовая логика»). Следует упомянуть, что первым собрал компьютер на основе двоичной системы немецкий ученый Конрад Цузе в 1941 году. Компьютер получил название "Z3". Оригинальным в этом устройстве было еще и то, что команды для его работы вводились с помощью предварительно отперфорированной кинопленки.

Элементарным устройством для хранения двоичного разряда является триггер, или бистабильный элемент (рис.3.3). Под действием внешнего управления триггер может принимать одно из двух возможных состояний и находиться в нем неограниченное время.

Один разряд двоичной системы счисления является наименьшей порцией информации и называется битом ( bit - binary digit - двоичная цифра). Восемь двоичных разрядов образуют байт ( byte - слог, рис.3.4 ).

В одном байте размещаются естественным образом целые двоичные числа в диапазоне от нуля ( все биты нулевые ) до числа 1111 11112 = 255 ( все разряды единичные). Тот же результат дает формула значения максимального числа в позиционной системе счисления:

Для наибольшего числа, размещенного в байте получим: max=2 -1=28-1=255. В качестве вывода можно отметить: в байте может быть представлено любое целое положительное число из диапазона [0, 255] - всего 256 значений.

Два смежных байта называют словом (рис 3.5).

Рассуждая аналогичным образом, получим, что в слове может быть представлено любое число из диапазона [ 0... 65535 ], всего 65536 значений. Если проделать подобные операции для 32-х разрядного двоичного числа (удвоенное слово), получим диапазоны значений для представления положительных целых чисел :

Для измерения количества информации используют единицы, производные от байта:

Примеры для самостоятельного решения.

Определите, какое наибольшее положительное число можно разместить Существует две формы представления целых чисел: беззнаковая и знаковая. В беззнаковой форме все разряды числа являются значимыми, т.е. все цифры числа используются, как множители в формуле значения числа. Собственно, все рассуждения данной главы относились к беззнаковой форме представления ( речь шла только о положительных целых числах). В знаковой форме представления информация о знаке числа кодируется в старшем ("знаковом") разряде (рис.3.6). Если его значение "0" - число положительное или нуль, если "1" - отрицательное.

Остальные разряды определяют значение числа ( модуль ). При этом уменьшается значение максимального числа, представимого в заданном количестве разрядов, но при этом "ширина" диапазона остается прежней( см. таблицу).

Для представления действительных чисел, т.е. чисел, имеющих дробную часть ( иначе их называют "числа с плавающей точкой" в отличие от "чисел с фиксированной точкой" - целых), разработаны специальные форматы.

Короткий вещественный формат (рис.3.7) обеспечивает Рис.3.7 Короткий вещественный формат точность до семи значащих цифр после запятой (в десятичном представлении числа), размещается в 32 битах и включает в себя три поля :

o знаковый разряд ( один бит), o смещенный порядок (8 бит), определяемый по формуле рсмещенный = рреальный + 27 - 1 (всегда целый и положительный) o мантисса - нормализованная двоичная дробь (23 бита). Нормализация заключается в подборе такого порядка, чтобы в целой части двоичного числа всегда находилась единица. Эта единица не несет информационной нагрузки, в формате не хранится, но учитывается в операциях с вещественным числом.

Пример : Установите, какому десятичному числу соответствует значение 4353Е000h, заданное в коротком вещественном формате.

Решение: В двоичной системе указанное значение имеет вид :

0100 0011 0101 0011 1110 0000 0000 0000 b Из этого следует, что число положительное (знаковый бит = 0b), смещенный порядок = 1000 0110b = 134, реальный порядок =134 – 127 = 7, нормализованная мантисса = 1,101001111102.

Ответ: Искомое число = 1,1010 0111 1102 27 = 1101 0011,1112 = D3,E16 = 211,875.

Примеры для самостоятельного решения.

Определите десятичный эквивалент чисел, представленных в коротком вещественном формате следующими значениями: а) 42825000h; б) C29CE000h;

Преобразуйте в короткий вещественный формат следующие значения:

Текстовые данные Персональный компьютер незаменим для подготовки или обработки текстов. Любой текст - представляет собой набор букв, цифр, знаков препинания, других спецсимволов. Компьютер имеет возможность обрабатывать данные только в цифровом виде. Поэтому каждому символу ставится в соответствие цифровой код. Существует множество различных систем кодирования. Наиболее распространенной для персональных компьютеров, работающих под управлением операционной системы MS-DOS, является система ASCII ( American Standart Code for Information Interchange - американский стандартный код для обмена информацией).

Этот стандарт состоит из двух частей. Первая часть, кодирование в которой осуществляется в 7ми битах байта, называется основной таблицей ASCII (может быть 128 различных кодов от до 127 ). Восьмой, старший бит, был первоначально зарезервирован для контроля четности. Таким образом, в основной таблице ASCII кодируются:

перевод строки ( LF = 10 ) и другие ( коды с 0 по 31);

• цифры десятичной системы с 0 по 9 (коды с 48 по 57);

• знаки препинания и спецсимволы ( коды 32-47, 58-64, 91 - 96, 123-126 );

• большие ( коды 65 - 90 ) и маленькие ( коды 97 - 122 ) буквы латинского алфавита;

Во второй части таблицы используются для размещения кода все 8 бит байта, что дает еще 128 кодов со 128 по 255. Эта часть называется «расширением таблицы ASCII» и может быть разной в различных моделях компьютеров. Здесь кодируются символы национальных алфавитов, псевдографики, математические символы и некоторые другие. В нашей стране распространена таблица под названием "кодовая страница 866"(СР866 - Code Page866), содержащая основную таблицу ASCII и вариант второй части таблицы с русским алфавитом в так называемой альтернативной кодировке.

В операционной системе Windows, локализованной для использования в русскоговорящих странах, используется таблица кодировки под названием "кодовая страница 1251" (СР1251). Строчные, прописные буквы латинского алфавита, цифры и обычные знаки препинания кодируются в ней так же, как и в СР866. По-разному кодируются спецсимволы и буквы русского алфавита. По этой причине русские тексты, подготовленные, например, в системе MSDOS, перед их использованием в системе Windows, должны быть предварительно перекодированы (конвертированы).

Имеется еще одна восьмиразрядная кодировка текстовой информации, известная под названием КОИ-8, которая первоначально была стандартом в странах СЭВ. В настоящее время данная система используется в компьютерных сетях на территории России.

На смену системам кодирования с восьмибитовым кодом пришла 16-битная система Unicode, которая потенциально может содержать до 65536 различных символов. Такой диапазон вполне достаточен для размещения в одной таблице всех основных языков планеты.

Графические данные Имеется несколько систем кодирования графических данных:

а) В случае, когда графическое изображение представляется состоящим из набора точек, говорят о растровой графике;

б) Если же базовым элементом изображения является линия, описываемая математически, как единый объект, то это - векторная графика.

Рассмотрим более подробно принципы кодирования изображения в растровой графике.

Состояние каждой точки растра кодируется набором бит (двоичных разрядов) соответствующей длины. Длина определяется по формуле:

n = log2 Color, где n - количество необходимых бит, Color - число состояний точки или цветность изображения.

В предельно простом случае ("светится - не светится", Color=2) для информации о состоянии точки достаточно одного бита. Для улучшенных черно - белых изображений используют 256 градаций серого цвета и поэтому состояние каждой точки растра определяется байтом данных.

Для кодирования цветных изображений используется одна из следующих моделей:

Аддитивная RGB - логика. Данная модель используется при электронном воспроизведении ( на дисплее: восприятие прямых лучей ). Любой цвет здесь представляет собой суммирование в различной пропорции трех основных цветов : Red (красный), Green ( зеленый), Blue( синий). Если состояние каждого основного цвета описывается одним битом, отвечающим только за его присутствие в суммарном, получается восемь цветов, и каждая точка растра кодируется тремя битами (log2 8 = 3). В случае 16 -цветного режима для хранения данных о состояния точки необходимы четыре бита. Иметь 256 цветовых оттенков каждой точке растра позволяет байт данных. Все вышеперечисленные цветные режимы называются индексными, поскольку на самом деле значение двоичного числа, отвечающего за состояние точки, используется в качестве номера строки в таблице, называемой палитрой. Значение строки таблицы определяет интенсивность каждого из основных цветов. Режим High Color предусматривает кодирование состояния каждой точки растра с помощью 16разрядного двоичного числа и непосредственно управляет системой цветовооспроизведения дисплея. С учетом особенностей зрения человека эти разряды между основными цветами делятся в следующей пропорции 5:6:5. В режиме True Color информация о состоянии точки кодируется в 24-х разрядах, которые между основными цветами делятся поровну.

Субстрактивная CMYK - логика. Цветовыми компонентами служат цвета, полученные вычитанием основных цветов из белого:

Cyan (фиолетовый ) = белый - красный;

Magenta ( пурпурный) = белый - зеленый;

Yellow ( желтый) = белый - синий, к которым добавляется еще чисто черный цвет ( BlacK).

Модель CMYK используется для вывода изображений на типографском оборудовании, на жидкокристаллических дисплеях, когда цветовосприятие обеспечивают отраженные лучи.

Для кодирования состояния каждой точки используется поле в 32 разряда, которое между основными цветами делится поровну, по одному байту.

4. Принципы функционирования компьютера Компьютер представляет собой объединение достаточно большого количества систем, главной из которых является процессор. В составе процессора можно выделить следующие основные подсистемы:

устройства, предназначенные для подготовки данных перед выполнением команды процессором и для записи результата операции.

Регистр можно рассматривать, как последовательно размещенные триггеры;

• арифметико - логическое устройство (АЛУ) - схема, непосредственно выполняющая обработку данных. Основной операцией АЛУ является суммирование двоичных разрядов (отсюда и второе название АЛУ - "сумматор"). Схема на рис.4.1, выполненная на т.н.

логических элементах, выполняет сложение младших разрядов двух двоичных чисел a и b. Подобным образом выполняется обработка и остальных разрядов слагаемых;

• схема управления и синхронизации - для согласования работы, как подсистем самого процессора, так и внешних, по отношению к процессору, устройств.

В единый комплекс подсистемы компьютера связывают шины (рис.4.2). Шина данных, и шина адреса обеспечивают обмен "процессор - память" и "видеоадаптер - память". Шина вводавывода ( часть шины данных) и шина адреса порта ( часть шины адреса) обеспечивают обмен "процессор - периферийное устройство". Организует данный обмен специальная система прерываний. Высокоскоростные периферийные устройства могут использовать также систему прямого доступа к памяти.

Процессор Intel 8088.

Первым шестнадцатиразрядным процессором фирмы Intel был процессор с маркой Intel 8086, серийный выпуск которого был начат в 1978 году. В 1979 году фирма Intel начала выпуск процессора Intel 8088, предназначенного для работы в составе компьютера IBM PC/XT (рис.4.2). Архитектурно процессоры I8086 и I8088 различает только "ширина" шины данных, соответственно, 16 и 8 разрядов. Эти процессоры считаются "родоначальниками" серии IBM совместимых персональных компьютеров. Следуя провозглашенному фирмой IBM принципу совместимости "сверху вниз", процессоры I80286, I80386, I80486, Pentium тем либо иным способом поддерживают режим работы 86-го процессора, наследуя от него базовые архитектурные решения.

Основная характеристика любого процессора - разрядность. Шестнадцатиразрядными процессоры I8086/I8088 называются по размеру регистров. Каждый регистр имеет свое уникальное имя.

Регистры общего назначения AX, BX, CX, DX используются, в основном, для арифметических команд.

тры группы указателей и индексов для получения адреса.

Из них особую функ- цию выполняет регистр IP.

Его значение - это всегда адрес команды, которую процессор должен выполнить в программе. Содержимое регистра SP - адрес вершины стека ( о стеке речь пойдет в дующей слеспециальном разделе). Остальные регистры используются для адресации операндов команд (операнд - это объект данных, с которым процессор выполняет какое-либо действие).

Регистры сегментов содержат базовые адреса соответствующих сегментов памяти:

•CS - кодового ( размещается сама программа);

•DS - данных ( хранится информация, подлежащая обработке);

•SS - стека ( память временного хранения) ;

•ES - дополнительного сегмента данных.

Регистр FR состоит из флагов ( битов ), каждый из которых содержит или признак результата последней выполненной процессором команды ( флаги состояния ), или параметр режима процессора ( флаги управления ).

Флаги состояния:

•CF - (carry) переноса (из старшего разряда), •PF - (parity) четности, •AF - (auxiliary) дополнительного переноса (для двоично-десятичных форматов), •OF - (overflow) переполнения, Флаги управления:

•TF - (trap) трассировки •IF - (interupt enable) разрешения прерывания •DF - (direction) направления обработки Кроме разрядности регистров, любой процессор характеризуют следующие параметры:

разрядность шины данных. Для процессора I8086 количество выводов для подключения к шине данных составляло 16, а для I8088 только 8. Последнее было сделано для совместимости с широко распространенными в то время 8-разрядными периферийными устройствами. Разрядность шины данных влияет на скорость обмена информацией между процессором и памятью;

разрядность шины адреса. Данный параметр определяет доступное адресное пространство, т.е. диапазон адресов, с которыми может работать процессор. Двадцатиразрядная шина адреса определяет диапазон адресов 00000h-FFFFFh, что соответствует одному мегабайту памяти. Восьмиразрядные предшественники процессора I8086 имели возможность работы только с 64 килобайтами памяти, т.к. обладали лишь 16-разрядной шиной адреса;

тактовая частота. Ритм работы процессора "задает" генератор прямоугольных (тактовых) импульсов. Продолжительность выполнения любой команды процессора определяется в тактах: простые укладываются в несколько тактов, наиболее сложные команды требуют до сотен тактов. Тактовая частота задается в мегагерцах, и для процессоров I8086/I8088 составляет 4,7 Мгц.

Пример для самостоятельного решения. Определите по указанным начальным адресам размеры ( Кбайт) фрагментов памяти, изображенных на рис.4.2.

5. Устройства памяти персонального компьютера Устройства памяти компьютера предназначены для кратко - или долговременного хранения кода ( команд) и данных в виде последовательности двоичных цифр, и делятся на внешнюю и внутреннюю память.

Внешняя память реализуется в виде отдельных устройств, чаще всего, с подвижными носителями ( магнитные, оптические, магнито-оптические и др. диски). Доступ к данным осуществляется поблочно и через промежуточный буфер. Данные устройства характеризуются большими объемами (до сотни Гбайт ), значительным временем доступа от 10 до 100 миллисекунд, минимальной удельной стоимостью и неограниченностью во времени хранения данных.

Внутренняя память в персональных компьютерах обычно не превышает размера в несколько сотен Мбайт, имеет малое время доступа ( от нескольких до сотен наносекунд), но при этом достаточно большую удельную стоимость хранения данных. В то же время доступ к данным осуществляется побайтно и непосредственно.

Эволюция устройств внутренней памяти В первых компьютерах, выполненных на электромагнитных реле, память использовалась только для хранения данных, подготовленных для обработки, и записи результатов вычислений. Объема такой памяти хватало для размещения лишь нескольких чисел. В большей степени такая память выполняла роль регистров современных компьютеров. Первое, как таковое, устройство памяти было использовано в ламповом компьютере "Эниак" и имело объем достаточный для хранения 20 десятизначных десятичных чисел.

Примерно в то же время математиком Джоном фон Нейманом было доказано, что увеличение быстродействия компьютера произойдет только тогда, когда наряду с числами и сама программа будет храниться в устройстве памяти. Практическая реализация этого принципа потребовала создания устройств памяти гораздо большего объема. Использовать напрямую для этого электронные лампы оказалось невозможным по нескольким причинам: дорого, громоздко, большие затраты электроэнергии и проблема отвода тепла.

В 1948 году учеными Манчестерского университета было предложено использовать в качестве устройств памяти электронно-лучевые трубки. К фосфорному покрытию кинескопа подключались электроды, выведенные наружу. Изнутри по покрытию с периодичностью раз в секунду перемещался электронный луч и "засвеченные" точки получали электрический заряд, который и регистрировался впаянными в кинескоп электродами. Для обеспечения работоспособности компьютера в минимальном объеме требовалось не менее шести таких трубок.

За последующие двадцать лет устройства памяти выполнялись на ртутных линиях задержки, на ферритовых кольцах и сердечниках. Наконец, в 1968 году фирма Intel объявила о начале серийного выпуска первой интегральной микросхемы памяти объемом информации в 1 Кбит.

Виды внутренней памяти персонального компьютера По принципу действия современные устройства памяти делятся на два типа :

ROM ( read only memory – память только для чтения) постоянное запоминающее устройство ( ПЗУ ) - используется для энергонезависимого хранения системной информации. В реальном режиме для него выделен фрагмент C0000h-FFFFFh. Здесь размещена следующая информация:

• ПЗУ видеоадаптера содержит таблицу изображений для первых 128 символов ASCII, • ПЗУ Bios содержит специальные программы, поддерживающие работу устройств вводавывода (программы обработки прерываний).

Информация, которая находится в ROM- памяти, доступна только для чтения, поскольку запись данных осуществляется специальными устройствами - программаторами и для некоторых видов однократно.

memory) - память произвольного доступа или оперативное запоминающее устройство ( ОЗУ: энергозависимое, при отключении питания информация теряется). ОЗУ работает в режимах, как чтения, так и записи данных, и поэтому составляет большую часть (3/4) первого Мбайта адресного пространства, расширенную, кэш, CMOS -память а также регистры и буферы контроллеров внешних устройств;

Постоянное запоминающее устройство Существует несколько видов энергонезависимой памяти. Самое высокое быстродействие имеют масочные диодные ПЗУ ( время доступа 30-70 нс ). Рассмотрим основные этапы изготовления устройства памяти данного типа. Прежде всего, формируется полная диодная матрица, содержащая строки по количеству ячеек памяти, и столбцы - по размерности хранимых данных. Предположим, что создается ПЗУ объемом 5 ячеек по 8 бит, или, как говорят, формата 5 на 8. Каждая строка полной диодной матрицы связывается с каждым столбцом отдельным диодом.

На втором этапе подготавливают "маску" - непрозрачный экран, имеющий отверстия над теми диодами, которые требуется удалить.

Третий этап изготовления - программирование матрицы. Для этого диодную матрицу накрывают маской и обрабатывают пучком высокой энергии ( электронный или лазерный луч).

Диод, попавший под отверстие маски, выгорает. На рис.5.1 справа показана диодная матрица после выжигания диодов.

Коротко о работе схемы на рис. 5.1. В соответствии с сигналами на шине адреса (сигналы формирует процессор), устройство управления (дешифратор адреса) подает потенциал 5вольт на выбранную адресную линию ( на рисунке условно показан электрический эквивалент дешифратора в виде многопозиционного переключателя). Диоды выбранной линии адреса оказываются включенными в прямом направлении и передают на линии данных потенциал 5 вольт ( уровень единицы). Те линии данных, которые не имеют электриче- адрес содерской связи с выбранной линией адреса ( диода выжжен), получают по- жимое тенциал 0 вольт ( уровень нуля).

Содержимое памяти удобно представлять в виде карты памяти. В левой колонке указывается адрес ячейки, а в правой - ее содержимое, как правило, в двоичной или шестнадцатеричной системе. В данном случае содержимое рассматриваемой микросхемы ПЗУ будет следующим (в двоичной системе):

Масочная ROM – память остается одной из самых быстродействующих. Однако такие ее недостатки, как разовость ( однократное программирование) и необходимость специального прецизионного (высокоточного – размеры позиционирования отверстий в маске и электронного луча – доли микрометра ) оборудования в ряде случаев делают ее использование неудобным.

Возможность программирования, практически, в «домашних» условиях предоставляют ПЗУ, выполненное по PROM технологии ( programming ROM – программируемое ПЗУ). Схема запоминающего элемента ППЗУ представлена на рис. 5.1.1. В ней последовательно с диодом включается высокоомная перемычка из нихрома. Как и в масочном ПЗУ, первоначально все запоминающие элементы содержат единичные значения. Для записи нулей используется специальное устройство – программатор. С его помощью в соответствующем ЗЭ между линией адреса и линией данных подается повышенное напряжение. Ток, протекающий через ЗЭ в данном режиме, нагревает и распыляет нихромовую перемычку.

Такой недостаток ROM и PROM технологий, как однократность программирования, преодолен в EPROM ( erasable PROM - стираемой ) технологии (СППЗУ). ЗЭ такой памяти представляет собой полевой транзистор с изолированным затвором (Рис. 5.1.1.). Первоначально все ЗЭ хранят нули. Для записи единичных значений на соответствующий запоминающий элемент подается повышенное напряжение и изоляционные промежутки в слое кремниевого стекла между р – областями и изолированным затвором пробиваются. Затем напряжение снижается и электрическая прочность промежутка восстанавливается. Тем не менее, ток пробоя успевает зарядить затвор до некоторого отрицательного потенциала. Этого потенциала достаточно, чтобы навести на границе n-области полупроводника проводящий канал ( открыть транзистор).

В таком открытом состоянии полевой транзистор может находиться длительное время (потенциал изолированного затвора за 10 лет уменьшается всего на 30%). Для того, чтобы "стереть" все единицы в микросхеме EPROM, необходимо поместить ее под источник ультрафиолетового облучения ( микросхема сверху имеет прозрачное окошко). Электроны, находящиеся на затворе, получив квант световой энергии, преодолевают потенциальный барьер изоляционного промежутка и разряжаются на подложку.

Неудобства, связанные с необходимостью изъятия микросхемы EPROM из платы для ее перепрограммирования, преодолены в EEPROM ( electrical erasable PROM – электрически стираемая ППЗУ) технологии. Здесь единица записывается в ЗЭ подачей повышенного напряжения между алюминиевым затвором и подложкой (Рис. 5.1.1.). После снятия этого напряжения часть электронов "оседают" на границе раздела нитрид кремния – оксид кремния ("гистерезис заряда") и своим суммарным потенциалом открывают полевой транзистор. Стирается единица подачей на затвор напряжения обратной полярности. Подобные микросхемы называют также флэш – памятью.

Оперативная память персонального компьютера и так называемой CMOS - памяти, хранящей сведения об аппаратной конфигурации компьютера. Для стандартных микросхем SRAM время доступа составляет Информация хранится в виде заряда емкостного элемента. Небольшая емкость элемента и токи утечки требуют постоянной регенерации ( подзаряда ) с периодичностью в 8-64 мс для современных микросхем. Отличается DRAM память сравнительно небольшой стоимостью, но несколько замедляет работу компьютера, т.к. во время регенерации любые операции чтениязаписи запрещены. На основе DRAM - элементов выполняется основная (conventional) память размером до 640 Килобайт, а для компью- адрес содержимое содержимое Байт, слово и параграф памяти смотрим карту некоторого участка памяти:

Часто программисты оперируют несистемной единицей памяти - словом. Размер слова соответствует размеру (разрядности ) регистров процессора. Адрес слова всегда четный.

Предшествующий фрагмент памяти в словном представлении выглядит следующим образом:

Непрерывный участок памяти размером 16 байт называется параграфом. Начинается параграф всегда с байта, адрес которого кратен 16-ти.

Адресация в реальном режиме.

Несмотря на то, что регистры процессора I8088 шестнадцатиразрядные, у него имеется возможность генерировать 20 битовый адрес для доступа к 1 048 576 байт ( 1Мбайт) памяти. Такая возможность обеспечивается двумя архитектурными решениями:

•сегментной организацией памяти. Сегментом называется непрерывный участок памяти объемом до 64 Кбайт, начинающийся с начала параграфа. Несложно заметить, что для адресации внутри сегмента достаточно 16-ти разрядного двоичного числа : 216 = 65536 различных адресов, каждый адрес - это 1 байт памяти, следовательно, адресуемое пространство памяти Кбайт;

•механизмом получения абсолютного адреса:

Адрес байта памяти адрес может быть задан с помощью :

• 20 - разрядного двоичного 00010010000000100000b;

• 5-ти разрядного 16-ричного числа, например 12020h;

• специальной формы, в которую входит имя ( или содержимое) сегментного регистра (базовый адрес) и четырехразрядное 16-ричное число ( смещение), например, 1201:0010h или CS:0010h, Взаимодействие процессор-память иллюстрирует блоксхема :

сегмента кода (CS) остается постоянным при выполнении команд, размещенных в одном сегменте, и дает после умножения на 16 адрес начала сегмента в оперативной памяти. Содержимое регистра IP постоянно корректируется в процессе выполнения команд и определяет смещение каждой команды относительно начала сегмента.

Стековая память.

Стеком называется область оперативной памяти, организованная по принципу LIFO адреса по мере разгрузки стека. Относительный адрес вершины стека содержится в регистре SP, а базовый адрес сегмента - в регистре SS. Полный адрес вершины стека вычисляется по формуле Пример: Определите полный адрес вершины стека, если первоначально на стек выделено 100 байт ОЗУ, было загружено 24 слова, а содержимое SS = 23F4h.

Решение: 24 слова составляют 48=30h байт. Для пустого стека SP=100=64h После загрузки 24 слов смещение вершины уменьшилось до следующего значения: 64h - 30h = 34h.

Окончательно получаем A = (SS)*10h+(SP) = 23F4h *10h + 0034h = 23F74h Примеры для самостоятельного решения:

• Рассчитайте полный адрес вершины стека, если известно, что первоначально на стек было выделено 60 байт, произведена запись 4-х слов, а содержимое регистра SS = 211Fh • Рассчитайте полный адрес вершины стека, если известно, что первоначально на стек было выделено 58 байт, произведена запись 3-х слов, а содержимое регистра SS = 3F2Eh • Рассчитайте полный адрес вершины стека, если известно, что первоначально на стек было выделено 46 байт, произведена запись 2-х слов, а содержимое регистра SS = 83F4h • Рассчитайте полный адрес вершины стека, если известно, что первоначально на стек было выделено 54 байта, произведена запись 6-ти слов, а содержимое регистра SS = 5DC1h 6. Периферийные устройства.

Компьютер состоит из подсистем, различных как по принципу действия, так и по скорости обработки информации. Устройством, которое управляет всей системой, является процессор. Это самое высокоскоростное устройство компьютера. В то же время, любое периферийное устройство имеет собственную электронную схему управления, которая называется контроллером. Производительность периферийного устройства определяется не столько быстродействием контроллера, сколько временем, затрачиваемым на обработку одной порции данных самим устройством. В число основных периферийных устройств компьютера входят системный таймер, клавиатура, накопители на магнитных/оптических дисках, принтер, com - порты.

Основой взаимодействия процессор - периферийное устройство в архитектуре IBM PC является механизм прерываний. Сущность этого метода заключается в том, что процессор по специальному сигналу от периферийного устройства прекращает выполнение текущей программы и переключается на действия, обеспечивающие работу с данным устройством. После того, как сеанс обмена процессор - периферийное устройство закончится, процессор продолжает выполнение текущей программы. Таким образом, инициатива обмена данными остается за периферийным устройством.

Механизм прерываний в реальном режиме Каждое прерывание имеет свой уникальный номер. Самые младшие номера, с 0 по имеют внутренние прерывания процессора. Они обрабатывают особые ситуации, которые возникают по ходу выполнения программы, например, деление на нуль ( прерывание номер 0 ), переполнение ( прерывание номер 4) и др.

Аппаратные прерывания обеспечивают взаимодействие процессора и периферийных устройств. В минимальной конфигурации к контроллеру I8259 ( система прерываний) подключены системный таймер, клавиатура, накопители. Каждому ПУ выделена своя линия прерывания и номер (таблица). Степень ответственности устройства оценивается номером приоритета.

Чем меньше приоритет, тем важнее ("старше") устройство.

В составе контроллера прерываний три восьмиразрядных регистра ( рис. 6.1 ). Каждый разряд этих регистров "отвечает" за свою линию (или уровень) прерывания :

Рис. 6.1 Регистры I8259 управлять программно, т.к. он подключен к портам ввода • ISR - interrupt service register (регистр обслуживаемого прерывания) Установленный в единицу разряд регистра свидетельствует об обслуживании процессором прерывания по данной линии.

Периферийное устройство по своей линии прерывания (Рис.4.2) передает системе прерываний запрос, который фиксируется в регистре IRR. После этого система прерываний выполняет ряд проверок. В первую очередь: не является ли данная линия "замаскированной" (по содержимому IMR), затем по регистру ISR устанавливается, обслуживается ли процессором какое либо другое прерывание ( значение ISR не равно нулю ) и если да, то от какого устройства. Если обслуживаемая линия "старше" по приоритету, то текущий запрос игнорируется, если нет, до в свою очередь прерывается обслуживание более "младшего" прерывания и обрабатывается поступивший запрос. Для этого по шине данных контроллер передает процессору номер данного прерывания.

Последовательность команд обработки прерывания образует программу. Имеется набор подобных программ для обслуживания всех прерываний в системе. Наиболее простые прерывания обрабатывают программы, содержащиеся в ПЗУ BIOS - они "зашиты" в специальные микросхемы памяти. Более сложные программы обслуживания прерываний помещаются в оперативную память при загрузке операционной систем. Так или иначе, программы обработки прерываний всегда находятся в оперативной памяти, а задача процессора перед началом обработки прерывания - найти адрес первой команды.

Рассмотрим определение адреса программы обработки прерывания в реальном режиме.

Процессор по шине данных получает номер прерывания. Имеется единая нумерация всех прерываний в системе, а адреса всех программ обработки прерываний собраны в таблице векторов прерываний. Для хранения каждого адреса необходимо 4байта, расположены они в порядке очередности, и таблица векторов прерываний занимает самые младшие адреса памяти.

По номеру прерывания процессор определяет адрес вектора прерывания и считывает два слова, начиная с данного адреса. Первое слово содержит относительный адрес команды ( загружается в регистр IP), второе - базовый адрес сегмента ( загружается в регистр CS ).

Сигнал от периферийного устройства вызывает следующую последовательность действий:

Контроллер прерываний на основе анализа текущей ситуации в системе (содержимое регистров IMR, ISR ) либо игнорирует текущий запрос, либо передает его процессору;

Процессор, получив от контроллера прерываний запрос и номер прерывания N, прерывает исполнение текущей программы и выполняет действия по сохранению текущего состояния, помещая в стек содержимое регистров FR, CS и IP;

Процессор по номеру прерывания ( N ) рассчитывается адрес вектора прерывания ( АВП = N * 4 ). Слово данных по АВП загружается в регистр IP, Слово данных по АВП + 2 загружается в CS;

Процессор начинает выполнять программу по адресу А= (CS)*10h + IP;

После окончания программы обработки прерывания чтением из стека процессор восстанавливает содержимое регистров IP, CS и FR и продолжает выполнение прерванной программы; адрес содержимое Пример: Опишите события, которые произойдут в системе, если 0001Ch 16h по линии 0 поступил запрос в контроллер прерываний, содержи- 0001Dh 00h мое регистров контроллера в этот момент было IMR=24, ISR=32, 0001Eh 3Eh а фрагмент таблицы векторов прерывания следующий: 0001Fh 08h Решение : Линия 0 соответствует самому младшему разряду ре- 00020h A5h гистров контроллера прерываний. По содержимому регистра 00021h FEh IMR в двоичном виде ( 0001 1000b) можно сделать вывод,что 00022h 00h замаскированы линии 3 и 4 ( но не нулевая). Значение регистра ISR свидетельствует о том, что в данный момент процессором обрабатывается прерывание, поступившее по линии 5. Нулевая 00025h FFh линия имеет более высокий приоритет, поэтому обслуживание прерывания от линии 5 будет приостановлено. Контроллер переh 4Ch дает запрос процессору по отдельной линии и номер прерывания 00029h E1h ( в данном случае – 8) по шине данных. Процессор определяет 0002Ah 00h адрес вектора 8 -го прерывания АВП = 8 * 4 = 32 = 00020h. Байт 0002Bh F0h оперативной памяти с адресом 00020h имеет содержимое A5h - 0002Ch 6Fh это младший байт слова для регистра IP. Старший байт этого 0002Dh EFh слова имеет содержание FEh. Полностью содержимое регистра 0002Eh 00h IP = FEA5h. Рассуждая подобным образом, несложно получить и 0002Fh F0h После загрузки регистров IP и CS процессор определяет 00031h FEh A = (CS)*10h+(IP)=F0000h+FEA5h=FFEA5h и начинает вы- 00033h F0h полнять программу с этого адреса до первой команды IRET – возврата из прерывания.

Примечание: Несложно установить, что программа обработки прерывания размещается в ПЗУ Bios (Рис. 4.2).

Примеры для самостоятельного решения: Используя тот же фрагмент таблицы векторов прерывания, опишите события в системе, если запрос в контроллер прерывания поступил по линии i, а содержимое регистров указано в таблице:

Видеосистема персонального компьютера.

Видеосистема персонального компьютера состоит из трех основных блоков: видеоадаптер, видеобуфер и дисплей.

Дисплей - это чаще всего электронно-лучевая трубка, предназначенная для формирования, как правило, цветного изображения. Основные характеристика дисплея - это размер зерна, т.е. минимальной точки изображения, в миллиметрах, и диагональ экрана, в дюймах (1"=25,42мм). Рабочая зона дисплея представляет собой прямоугольник с соотношением длин сторон 4/3.

Так, например, экран с диагональю 14 дюймов и зерном в 0.3 мм соответствует удовлетворительному качеству изображения, а с диагональю 15 дюймов и больше и с зерном 0. мм и меньше - хорошему.

алфавитно - цифровой (или текстовый). Изображение на экране формируется с помощью символов таблицы ASCII, общее количество которых задается количеством столбцов и денный на экран, получил название знакоместа, так как характеризуется не только изображением, но и координатами. Начало координат ( 0, 0) находится в левом верхнем углу экрана, ось Х направлена вправо, ось Y - Тип Размер ви- Текстовые режи- Графические режимы вниз. Текущее знакоместо обозначается световым укаMDA 4К 40х25ч/б,80х25ч/б нет зателем - курсором. Для формирования одного зна- EGA 64 (128)К дополнит.80х43цв 640х200(350) 16цветов коместа требуется 2 байта VGA 256(512)К дополнит.80х50цв 640х480 16цв,320х ходится ASCII - код симво- SVGA 512К и более дополнит.80х50цв 800х600,1024х768, ет атрибуты цвета выводимого на экран символа. Старший бит определяет пульсирующий вывод символа ( при значении 1), биты с 6-го по 4-ый кодируют цвет фона, а в младшем полубайте размещается код цвета символа. Текстовый экран использует видеобуфер не полностью. Так для экрана 80х25 в цветном изображении требуется всего 80*25*2=4000 байт видеобуфера;

графический. Изображение на экране формируется из точек (пикселей). Количество этих точек характеризует разрешающую способность режима. Каждый элемент видеобуфера содержит информацию для изображения одного пикселя. Максимальное разрешение графического режима должно поддерживаться, с одной стороны, размером видеобуфера, а с другой характеристиками дисплея.

Пример: Рассчитайте фактическое количество видеопамяти, необходимое для поддержания адаптером CGA режима 640х200 в черно-белом изображении.

Решение: При формировании черно-белого изображения каждый пиксель экрана может быть в двух состояниях : включен/погашен. Таким образом, для хранении информации о каждой точке изображения в видеобуфере требуется всего один бит : значение 0 - пиксель погашен, 1 - включен. Для всех пикселей экрана требуется 640*200=128 000 бит или 128000/8= байт ( чуть меньше 16 К). Ответ: требуется 16000 байт памяти видеобуфера.

Пример: Какому из следующих двухцветных изображений соответствует фрагмент видеобуфера следующего содержания: F310h :

Решение: Поскольку речь идет о двухцветном изображении, каждому пикселю соответствует объем видеопамяти равный одному биту. Кодирование состояний пикселей выполняется построчно, следовательно, каждая строка фрагмента соответствует одной шестнадцатеричной цифре содержимого. Активное состояние пикселя соответствует единичному значению, значит, правильный ответ – 3.

Задания для самостоятельного выполнения:

a) Какому из двухцветных изображений соответствует фрагмент видеобуфера следующего содержания: 4467h :

b) Какому двухцветных изображений соответствует фрагмент видеобуфера следующего содержания: E7E7h :

Пример: Определите:

а) размер видеобуфера, для режима 1200х800 с 256 цветами;

б) возможность реализации данного режима на дисплее 15" с зерном 0,3мм.

Решение: а) 256 состояний пикселя описываются восемью битами или байтом. Для всего экрана требуется 1200*800*1= 960 000 байт = 937,5 К ;б) 15-дюймовый экран имеет линейные размеры 15/5*4=12" = по горизонтали и 15/5*3 = 9" по вертикали. То же в мм составляет 304,8мм и 228,6мм. Тогда максимальное разрешение для дисплея составляет 304,8/0,3 = точек по горизонтали и 228,6/0,3 = 762 точки по вертикали. Отсюда можно сделать вывод, что заявленный режим дисплеем не поддерживается и поэтому реализован быть не может.

Примеры для самостоятельного решения:

Определите объем видеобуфера и возможность реализации для указанных дисплеев следующих режимов :

640*480 65536 цветов на дисплее 13" с зерном 0,29 мм;

800*600 32768 цветов на дисплее 14" с зерном 0,28 мм;

1024х768 256 цветов на дисплее 15" с зерном 0,27 мм;

1200х800 256 цветов на дисплее 17" с зерном 0,28 мм;

1280х1024 16 цветов на дисплее 21" с зерном 0,27 мм;

7. Поколения процессоров фирмы Intel Коммерческий успех компьютеров IBM PC и IBM PC/XT, выполненных на базе процессоров I8086/I8088, стимулировал бурное развитие семейства совместимых "сверху вниз" процессоров ( т.н. семейство "х86"). В данном разделе комментируются основные этапы этого развития : модели процессоров и принципиальные нововведения, которые были реализованы на их основе.

Процессоры I8086 и I8088, как уже отмечалось, послужили родоначальниками этого семейства. Кроме тех особенностей, которые были упомянуты в гл.4, в этих устройствах был реализован специальный, конвейерный режим работы. На рис.7.1 схематично показан процесс выполнения некоторого фрагмента программы, состоящего из 3-х команд : К1, К2, К3. Для простоты положено, что и чтение команды из памяти, и дешифрация, и выполнение любой из этих команд выполняется за один машинный такт. Как следует из рис. 7.1,б, общее время выполнения команд К1 – К3 составляет 9 машинных тактов.

Процессоры I8086 и I8088 имели в своем составе специальный буфер, который позволял совместить во времени основные стадии выполнения линейного участка программы ( выборка из памяти, дешифрация, выполнение ). Этот буфер представлял собой прямую ( fifo - first in first out -"первый пришел – первый ушел") очередь и имел размер у I8086 – 6 байт, у I8088 – 4 байта ( рис. 7.1,г ). Назвали это устройство конвейером, так как его работа напоминала движение изделия на сборочном конвейере: команды проходили фиксированное число стадий обработки, каждая из которых, была связана с отдельной подсистемой. Так выборка команды из памяти осуществляется с помощью шины, дешифрацию осуществляет дешифратор команд, а выполняется команда арифметико – логическим устройством (АЛУ). За счет этого появляется возможность совместить во времени стадии обработки смежных команд (рис.7.1, в).

Таким образом, когда используется конвейеризация, тот же фрагмент программы выполняется за 5 тактов. Выигрыш во времени определяется отношением 9/5, быстродействие процессора за счет этого увеличивается в данном случае в 1,8 раза.

Однако рассматриваемый режим работы имел одно слабое место. Выполнение программы в режиме конвейеризации условного перехода, которая наруК ходится обнулять и заполнять с саАЛУ не имели в своем составе специальб) Заполнение конвейера ного вычислителя для «плавающих производилась командами целочисленной арифметики и в некоторых случаях «растягивалась» на более Рис. 7.0 Фрагмент программы с разветвлением чем 150 машинных тактов.

б) Выполнение команд К1, К2, К3 без конвейеризации г) Структурная схема исполнительного блока процессора I8086/I Рис. 7.1 Механизм конвейеризации процессора I Технология Наряду с реальным режимом (имитация работы I8086), впервые в данном изделии был реализован так называемый "защищенный режим". В нем процессор имел адресное пространство в 16 Мбайт в режиме виртуальной памяти. Защищенным данный режим назван из-за того, что адресные пространства одновременно загруженных в память программ изолированы друг от друга и от области операционной системы ( т.е. защищены). Режим виртуальной памяти означает исполнение программы в кажущемся (воображаемом) адресном пространстве размером 16 М, тогда как реально в оперативную память компьютера (размером в несколько Мбайт) загружены только необходимые в данный момент сегменты программы. Остальные сегменты программы находятся во временном файле ( файл свопинга ) на жестком диске, откуда они при необходимости догружаются ( подкачиваются).

Адрес в защищенном режиме, как и в реальном, состоит из двух компонентов селектор : смещение. В качестве селектора используются также сегментных регистров (биты со 2-го по 15), но адрес начала сегмента в данном случае определяется из строки специальной таблицы дескрипторов (рис. 7.2). Если линейный адрес меньше, чем сумма адреса начала сегмента и предела, линейный адрес выгружается на ША, в противном случае, фиксируется особая ситуация – исключение по защите памяти.

Первый опыт с защищенным режимом оказался не вполне удачным: процессор I80286, стартующий в реальном режиме, действительно, мог переключаться в защищенный режим специальной командой, но обратный переход был возможен только через полную перезагрузку ( кнопкой "Reset").

Работал I80286 примерно в 5-6 раз быстрее своих предшественников, что обеспечивается не только большей тактовой частотой, но и возросшей вычислительной мощностью самого процессора. Так продолжительность выполнения наиболее сложной команды не превышала у I80286 тридцати машинных тактов.

В процессоре I80386, с которого началось поколение 32-х разрядных процессоров, защищенный режим основной, а реальный режим запускается как одна из задач защищенного режима.

Для совместимости с 16 – разрядными процессорами часть регистров I80386 представляют собой «удлиненные» варианты «старых» регистров, что позволяет использовать их как под старыми именами (16 – разрядными), так и под новыми именами ( с префиксом «Е») – на полный размер.

Увеличенная на 8 линий шина адреса позволяет в данном случае использовать 32 разрядные адреса для начального адреса сегмента, так и для смещения. Поле адреса в дескрипторе сегмента увеличено до 32 разрядов (начальный адрес сегмента), поле предела до 20 разрядов (размер сегмента). Таким образом, адресуемое пространство достигло размеров 4 Гбайт (виртуальное). Максимальный размер сегмента также возрос до 4Гбайт, так как процессор может работать в режиме «гранулярности» или «дробности», когда значение предела рассматривается не как максимальное смещение в сегменте, а как наибольший номер «страницы» - области памяти фиксированного размера в 4 Кбайт. Таким образом размер сегмента может достигать величины 1Мбайт * 4Кбайт = 4Гбайт.

Главное новшество процессора I80486 -встроенная кэш - память размером 8 Кбайт (рис. 7.3). Кэш - это сверхоперативная "программно-прозрачная" память, которая играет роль промежуточного буфера при обмене данными «процессор – память», чем существенно повышает производительность компьютера.

Стартовой для процессора I80486 была частота 40 МГц. Отсюда следует, что команда длиной в один машинный такт выполнялась им за время 1/(40 106 ) = 25 10-9 = 25 наносекунд (нс). В то же время, как время доступа для микросхем динамической оперативной памяти составляло на момент разработки процессора более 50 нс в основном из-за необходимости периодической регенерации заряда емкостных элементов. Чтобы сократить для процессора время ожидания очередной порции данных или команды, между процессором и основной памятью разместили небольшого размера буферы на триггерных элементах со временем доступа 10 – 25нс:

o первичный (L1 -cache ) встроен в процессор. Объем его невелик ( 8К), но работает он на частоте процессора;

o вторичный (L2-cache ) установлен на системной плате, работает на частоте шины ( более медленный, чем L1), но его объем мог достигать для I80486 512 Кбайт.

Опционально кэш L2 встречался и у 386-х процессоров, но именно кэш L1 приблизил скорость доставки данных и кода к быстродействию процессора. Правда, достигается это только в случае, когда данные (или код), запрошенные процессором в кэш – памяти есть ( так называемое "кэш – попадание"). В этом случае процессору достаточно обратиться к кэш – каталогу и получить необходимые данные из соответствующей строки (рис.7.4 ). Вынужденный простой процессора имеет место, если данных в кэш – памяти не оказалось ("кэш – промах"). Несколько упрощенный алгоритм обслуживания запроса процессора на чтение данных приведен на рис.7.5.

Машинного цикла записи для I80486 выполняется согласно политики "сквозной записи" : процессор записывает данные и в строку кэш – памяти и в основную память. Чаще всего, чтобы исключить такты ожидания, достаточно медленная операция сохранения данных в основную память выполняется через буфер отложенной записи ( примечание 3 на рис.7.5).

Дополнительный выигрыш во времени дает и особый режим заполнения кэш – памяти – «пакетный цикл». Пакет состоит из четырех блоков. Размер одного блока равен разрядности шины данных.

В первом машинном такте цикла чтения данных процессор на шине адреса выставляет адрес только первого байта пакета, следующем ( следующих) тактах по мере готовности получает первый блок с шины данных. Одновременно с этим контроллер памяти самостоятельно вычисляет адрес следующего блока по заранее установленному алгоритму и подготавливает данные к передаче в процессор. Таким образом, временные затраты на получение следующего блока существенно меньше, чем первого (по крайней мере, не требуется выставлять на ША и передавать контроллеру памяти адрес этого блока). По этой же схеме производится чтение оставшихся блоков пакета. Размер пакета равен размеру строки кэш – памяти.

Условно режим пакетного чтения обозначают записью «N1-N2-N3-N4», где N1-N4 это количество машинных тактов, расходуемых на чтение соответствующего блока пакета. При чтении из DRAM – памяти характеристикой цикла может быть запись "5-3-3-3". Идеальным вариантом является пакетный цикл "2-1-1-1", возможный при получении данных из быстродействующей статической памяти.

Использование кэш – памяти снижает количество обращений к основной памяти на чтение и позволяет оптимизировать микросхемы памяти только на скорость записи данных.

Процессор I80486 имел встроенный сопроцессор плавающей точки (FPU – floating point unit). Все предшествующие процессоры семейства х86 не имели команд для работы с вещественными числами. Выполнение данных операций производилось путем замены действий с вещественными числами набором команд целочисленной арифметики. Такое решение существенно снижало производительность компьютера.

Рис. 7.6 Математический сопроцессор в составе компьютера Для работы с вещественными числами были разработаны процессоры с набором специализированных команд и регистров, которые получили название сопроцессоры (рис.7.6). Сопроцессор представляет собой отдельную микросхему, подключается параллельно основному процессору и связывается с ним только по внешним линиям. Маркировка FPU отличается только одной цифрой (соответственно, I8087, I80287, I80387). В его составе имеется отдельные арифметико-логические устройства для порядка и для мантиссы. Регистры сопроцессора (их количество равно восьми), каждый из которых имеет размер 80 разрядов, образуют так называемый регистровый стек ( сохранение – восстановление данных выполняется по принципу обратной очереди). В связи с появлением нового аппаратного ресурса – регистров сопроцессора, был разработан дополнительный 80 – разрядный формат для размещения вещественных данных, названный «форматом повышенной точности». В нем поле порядка составляет 15 разрядов, мантиссы – 64 разряда.

Команды «плавающей» арифметики имеют специальный признак и называются «эскейп – команды» (ESC). Работают процессор и сопроцессор синхронно. Когда в потоке выполнения встречается команда ESC (рис.7.6), ее также параллельно считывают из памяти и процессор и сопроцессор. Если для выполнения команды требуются данные из памяти, процессор выполняет «холостой» цикл чтения из памяти : выставляет адрес на ША, но не считывает значения с шины данных. Значения с шины данных считывает сопроцессор и, если требуется продолжить чтение данных из памяти, защелкивает ( запоминает) текущее значение ША в регистре – защелке адреса ( у сопроцессора нет собственной схемы вычисления адреса). Затем он передает процессору сигнал «захват шин». Получив этот сигнал, процессор отключается от шин, переходит в режим ожидания и сигнализирует об этом сопроцессору сигналом «подтверждение захвата». Сопроцессор определяет адрес следующей порции данных с помощью регистразащелки и блока увеличения адреса, выставляет адрес на ША, считывает с шины данных требуемые значения и выполняет над ними соответствующую операцию. После сохранения результата сопроцессор снимает сигнал «захват шин» и процессор начинает выполнение следующей команды программы.

В отличие от своих предшественников, I80486 не требует установки дополнительной микросхемы на системную плату, так как сопроцессор выполнен с основным процессором в одном корпусе.

передача данных из кэш в процессор 1. Иногда для уменьшения простоя процессора обращение мяти формируются одновременно;

2. Данные запрошенные про- Вытеснение "старой" цессором в случае кэш – про- строки в "буфер отложенной записи" маха передаются ему начиная со второго такта пакетного цикла заполнения строки кэш – памяти;

3. Буфер отложенной записи Присвоение "старой" представляет собой триггерную память в составе самого процессора, в которой строка хранится до момента освобождения шины, после чего переписывается в основную память.

строка, к которой дольше всего строки кэш – памяти не было обращений.

Рис. 7.5 Алгоритм обслуживания запроса процессора на чтение в Конвейер I80486 был увеличен до пяти ступеней :

• считывание операнда, • выполнение команды, Любая целочисленная команда процессором I80486 выполняется не более чем за один такт.

Пятое поколение процессоров семейства x86 фирмы Intel открыл процессор Pentium.

Перечислим, что нового было реализовано в стартовой модели этого устройства:

•отдельная кэш-память для команд и отдельная кэш-память для данных, обе по 8 Кбайт ( строка кэш увеличена до 32 байт). При этом кэш память данных работает в режиме т.н. «обратной записи» : данные сохраняются только в кэш, а в основную память попадают только в ситуации «вытеснения» строки кэш. Таким образом, порция данных может быть вновь считана процессором из кэш, так и не побывав в основной памяти;

•два работающих независимо друг от друга блока выполнения целочисленных команд, каждый из которых имеет собственное арифметико-логическое устройство ( т.н. суперскалярная обработка). В связи с этим процессор Pentium способен выполнить две целочисленные команды за один такт (рис. 7.7 );

•специальный восьми ступенчатый конвейер для выполнения команд с данными вещественного типа позволяет выполнить любую операцию с «плавающими» операндами за один такт;

•буфер адресов(меток) перехода ( 256 меток ). Так названа специальная кэш-память, которая позволяет динамически предсказывать переходы в исполняемых программах, связанные, как правило, с точками разветвления алгоритма. Выполнение команды условного перехода может инициировать очистку конвейера. Так в представленной на рис. 7.0 ситуации при выполнении команды У1 по условию "Истина" предварительно загруженные ( К4, К5) и уже дешифрованная (К5) команды оказываются ненужными. Буфер адресов перехода хранит для точки разветвления адрес ( в данном случае команды К1), на который уже осуществлялся переход в текущем сеансе выполнения программы и в конвейер после команды У1 вновь будут загружены К1, К2, К3. В большинстве случаев данная подсистема способна увеличить производительность процессора на 25%;

Процессор работал на напряжении 5 В и имел основной недостаток - повышенное тепловыделение ( около 16 Вт), а также в первых партиях – ошибку в АЛУ для «плавающей»

арифметики.

Рис. 7.7 Структура исполнительных блоков процессора Pentium В процессоре Pentium Р54 было применено раздельное питание: интерфейсные схемы 3,3 В, ядро 2,9 В. Существенное снижение рабочего напряжения позволило существенно нагрев процессора и повысить тактовую частоту до 200 Мгц. В модели P54 была исправлена ошибка в исполнительном устройстве для "плавающих" типов.

40 универсальных РОН, исполнительные устройства.

Диспетчер– исполнитель сканирует пул инструкций и для быть более двух) Рис. 7.8 Организация динамического ( спекулятивного ) исполнения программ Технология С процессором Pentium Pro связывают начало шестого поколения процессоров Intel.

Разработчикам процессора удалось еще снизить напряжение питания до 3,1 В. Кроме этого, в данном изделии применено:

- динамическое исполнения команд, когда команды внутри процессора могут исполняться не в той последовательности, что в программе(рис. 7.8 ). Это позволяет существенно повысить производительность процессора без заметного увеличения тактовой частоты.

Команды, не зависящие от результатов предыдущих команд, могут исполняться в измененном порядке, но последовательность выгрузки результатов в основную память и порты ввода – вывода всегда соответствуют программе;

- интегрированная в корпус процессора кэш-память второго уровня (L2) объемом 256 или 512 Кбайт. Существенный прирост производительности обеспечивает работа кэшпамяти L2 на частоте самого процессора. Предыдущие модели процессоров имели кэш L2, расположенный на системной плате и работающий на гораздо меньшей частоте - частоте системной шины;

- двойная независимая шина : одна шина связывает ядро процессора с основной памятью, другая (локальная)предназначена для обмена со вторичной кэш-памятью и работает на частоте процессора;

- "суперскалярность" расширена на данные с "плавающей точкой" : в состав исполнительного блока добавлен еще одно АЛУ для "плавающей" арифметики.;

Главным «недостатком» процессора PentiumPro была его высокая цена. Одна из причин этого - высокий процент выбраковки готовых процессорных микросхем : за счет интегрированной кэш памяти L2 число элементов в микросхеме выросло сразу на несколько миллионов.

На основе выбракованных процессоров PentiumPro некоторое время выпускали процессор под названием Celeron - с заблокированной кэш - памятью L2 (7 500 000 элементов) и Mendocino - с кэш - памятью L2 объемом 128 Кбайт (19 000 000 элементов).

Pentium MMX был изначально ориентирован на мультимедийное и коммуникационное применение и являлся, по сути дела, попыткой фирмы Intel сохранить свой сектор рынка процессоров, т.к. процессор Pentium Pro для большинства традиционных клиентов оставался недоступным по цене. За основу был взят обычный Pentium, из которого с минимумом аппаратных изменений удалось получить вполне конкурентоспособное изделие.

Во- первых, в число инструкций процессора были добавлены 57 специальных SIMD – команд. SIMD технология ( Single Instruction Multiply Data – одна команда на множество данных) предусматривает выполнение одной команды последовательно над несколькими единицами данных, объединенных в блоке размером 8 байт (рис. 7.9 ). Правда, размещать упакованные данные было решено в регистрах FPU, используя для этого младшие 64 разряда (рис. 7.10 ).

Во-вторых, был увеличен объем внутренней кэш памяти ( 16 + 16 Кбайт). Для снижения тепловыделения уменьшено рабочее напряжение : ядро процессора 2,8 В, интерфейсные схемы 3,3 В. Процессор, оставаясь суперскалярным, стал способен выполнять две SIMD - команды за один такт, обрабатывая таким образом 16-байт данных,.

Рис. 7.10 Размещение упакованных данных в регистрах FPU Недостаток процессора Pentium MMX был вполне очевиден : команды "плавающей" арифметики требовали переключения процессора из MMX – режима в обычный режим. Такое переключение требовало 50 тактов и, если происходило достаточно часто, заметно снижало производительность.

Pentuim II наследует лучшие черты с одной стороны, процессора Pentium Pro, а с другой стороны – технологии MMX.

В стремлении удешевить сам кристалл была разработана специфическая конструкция корпуса: на специальном картридже (плате, вставляемой в разъемы) устанавливалась микросхема собственно ядра процессора, вторичной кэш-памяти и вентилятор. Данное решение позволило использовать для кэш L2 наборы промышленно выпускаемых (а поэтому и значительно более дешевых) микросхем статической памяти. Правда, в таком случае кэш L2 ( как и локальная шина) работал на половинной частоте процессора, что, конечно же, снижало его производительность.

Объем первичной кэш - памяти оставили таким же, как и у Pentium MMX ( 2 х Кбайт), но в состав процессора добавили отдельные 64-разрядные регистры (8 штук) для SIMD – команд, поэтому необходимость в переключении между основным и MMX – режимом отпала.

Процессоры Pentium III являются дальнейшим развитием процессоров Pentium II и завершают шестое поколение семейства x86-х процессоров.

Главное новшество Pentium III – расширение идеи множественной обработки данных одной командой (SIMD – технология ) на "плавающие" форматы. Для этого в состав процессора был добавлен блок дополнительных 128 - разрядных регистров(XMM0- XMM7 ), а в состав инструкций введены дополнительные команды для работы с "плавающими" упакованными данными ( так называемое SSE (streaming SIMD extensions) – расширение (еще 70 команд).

Pentium III имеет 12 – ступенчатый конвейер для целочисленных команд и 17 – ти ступенчатый – для "плавающих" и способен обрабатывать одной командой 4 "плавающих" числа одинарной точности, а за один такт 32 байта данных.

Улучшенная технология изготовления памяти позволила вернуться к прежнему решению : кэш L2 снова интегрировать в корпус процессора. Ее первоначальный размер в 256 Кбайт был со временем увеличен до 512 Кбайт.

Напряжение интерфейсных схем – 2 В, ядро процессора работает на напряжении 1,8 В.

Процессор Pentium IV по классификации Intel относится к седьмому поколению и предназначен для таких задач, как оцифровка и перекодирование видеоданных в реальном времени, редактирование видеоизображений, трехмерная визуализация, распознавание речи и т.п.

Встроенный кэш L2 выполнен размером 256 Кбайт (как и у Pentium III), а размер L кэш данных даже уменьшен до 8 Кбайт. В то же время буфер адресов переходов увеличен до 4 Кбайт.

В составе процессора имеется 20-ступенчатый конвейер (так называемый "гиперконвейер"). Удлинение конвейера позволяет упростить операции, решаемые на каждой ступени, укоротить цепь логических вентилей, Уменьшить задержку распространения сигнала. В конечном итоге это позволяет уменьшить период тактовых импульсов, т.е. увеличить частоту ядра.

Исполнительные блоки способны одновременно выполнять 6 операций, а блок завершения – обрабатывать до трех команд. Одновременно на различных стадиях декодирования и выполнения в процессоре Pentium IV может находиться до сотни команд.

Переупорядочивание инструкций выполняется уже в первичном кэше инструкций, который теперь называется "кэш трасс выполнения"( размер 12 Кбайт).

Системная шина способна передавать четыре 64 - разрядных пакета за один машинный такт, так как применяется "четырехкратная накачка" : данные передаются на частоте 400 Мгц (правда, адреса – на частоте 200 Мгц ). При этом частота системной шины оказалась сниженной до 100 Мгц по сравнению со 133 Мгц у Pentium III. Тем не менее, для снижения помех от переключения сигналов на такой высокой частоте разработчики применили следующий прием.

Каждая пара байт шины данных может передаваться по ней как в прямом, так и в инверсном виде. Источник выбирает вид передачи таким, чтобы количество разрядов ШД, меняющих свое значение, было наименьшим.

Напряжение питания ядра снижено до 1,6 В, потребляет процессор 43 А и рассеивает мощность около 75 Ватт, не нагреваясь при этом свыше 70оС.

Последней новостью от компании Intel является анонсирование нового процессора Pentium IV с частотой 2,8 Ггц, с системной шиной "накаченной" до частоты 533 Мгц. Отсюда можно сделать вывод, что разработчикам процессора удалось "догнать" предыдущую модель по частоте системной шины (133 Мгц).

8. Программное обеспечение Совокупность программ называют программным обеспечением[1]:

- системное программное обеспечение - необходимое дополнение к аппаратуре - универсальное программное обеспечение - чаще всего приложения пакета Microsoft Office;

- прикладное программное обеспечение - программы решения технологических задач, например расчета установившегося режима, расчета токов короткого замыкания, бухгалтерские и др.;

Основной частью системного программного обеспечения являются операционные системы (ОС). ОС - это комплекс программ, управляющих ресурсами компьютера. Под ресурсами понимают процессорное время, объем оперативной памяти, периферийные устройства. Управление предполагает организацию доступа и эффективное распределение ресурсов между работающими программами ( процессами ).

Операционная система обеспечивает удобную работу с периферийными устройствами компьютера. Для именования накопителей выбраны буквы латинского алфавита с обязательным символом ":" в конце. При этом А:, В:

- это всегда накопители на гибких магнитных дисках, накопители на жестких магнитных дисках - винчестеры ( или разделы винчестеров ) могут иметь имена С:, D:, E: и т.д. вплоть до конца алфавита.

Логическая структура накопителей представляет собой иерархическую, древовидную систему каталогов и файлов ( рис.7.1). Файл - это набор, как правило, однотипных данных, размещенный на дисковом устройстве и имеющий имя. Имя файла в ОС MsDOS формируется из латинских букв по правилу "8.3":

- до 8-ми символов основное имя, до 3-х символов расширение. ОС Windows позволяет использовать длинные ( до 255 символов, в том числе и на русском языке ) имена файлов и каталогов;

Расширение содержит информацию о типе данных, которые содержатся в файле. Наиболее распространенные расширения :



Pages:   || 2 |
 
Похожие работы:

«Министерство образования Республики Беларусь БЕЛОРУССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Кафедра Теплогазоснабжение и вентиляция МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ по дипломному проектированию для студентов специальности 1-70 04 02 Теплогазоснабжение, вентиляция и охрана воздушного бассейна Минск БНТУ 2010 УДК 697(075.8) ББК 38.73я7 М 54 Сос тав ите л и: В.В. Артихович, Л.В. Борухова, В.М. Копко, А.Б. Крутилин, Л.В. Нестеров, М.Г. Пшоник, И.И. Станецкая, Т.В. Щуровская Ре це нзе нты: зав. кафедрой...»

«Министерство образования Российской Федерации РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ГИДРОМЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Е.Ю. Клюйков ИНЖЕНЕРНАЯ ОКЕАНОЛОГИЯ Р е к о м е н д о ва н о М и н и с т е р с т в о м о б р а зо в а н и я Р о сси й ск о й Ф ед ер ац и и в к а ч е с т в е у ч е б н о г о п о с о б и я д л я с т у д е н т о в в ы с ш и х у ч е б н ы х за в е д е н и й, о б у ч аю щ и хся п о с п е ц и ал ь н о ст я м : О к е ан о л о ги я РГГМУ Санкт-Петербург 1999 УДК 551.46(075.8) Инженерная...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Амурский государственный университет УТВЕРЖДАЮ Зав. кафедрой энергетики _ Ю.В. Мясоедов 2012 г. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ДИСЦИПЛИНЫ Электрическое освещение для специальности: 140211.65 Электроснабжение Составитель: доцент Ротачева А.Г. Благовещенск 2012 г. Аннотация Настоящий УМКД предназначен в помощь студентам всех форм обучения на...»

«ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ _ Б.В. ЛУКУТИН ВОЗОБНОВЛЯЕМЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ Учебное пособие Издательство Томского политехнического университета 2008 ББК 31.25973 УДК 620.92(075.8) Л843 Лукутин Б.В. Л843 Возобновляемые источники электроэнергии: учебное пособие / Б.В. Лукутин. – Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2008. – 187 с. Возобновляемая...»

«Министерства образования Республики Беларусь БЕЛОРУССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Кафедра Теплогазоснабжение и вентиляция НАСОСЫ, ВЕНТИЛЯТОРЫ, КОМПРЕССОРЫ Программа дисциплины, методические указания, задания и примеры выполнения задач контрольной работы для студентов заочной формы обучения специальности 1-70 04 02 Теплогазоснабжение, вентиляция и охрана воздушного бассейна Минск 2007 УДК 621.51+621.63+621.65 (075.8) Программа дисциплины, методические указания, задания на контрольные...»

«Методическое пособие Техника и химическая технология производства теплоизоляционных материалов на основе минеральных волокон 1. Введение. Энергоэффективность и энергосбережение – это прежде всего бережливое отношение к энергии в любой сфере е использования. Кто эффективно использует энергию – тот предотвращает злоупотребление ресурсами и охраняет окружающую среду. Сегодня эти мысли нашли свое непосредственное отражение и в деятельности Правительства Российской Федерации. Управление...»

«С. М. АПОЛЛОНСКИЙ, Ю. В. КУКЛЕВ НАДЕЖНОСТЬ И ЭФФЕКТИВНОСТЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ АППАРАТОВ РЕКОМЕНДОВАНО Учебно методическим объединением по университетскому политехническому образованию в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлениям подготовки 140400 — Техническая физика и 220100 — Системный анализ и управление САНКТ ПЕТЕРБУРГ•МОСКВА• КРАСНОДАР• 2011 ББК 31.264я73 А 76 Аполлонский С. М., Куклев Ю. В. А 76 Надежность и эффективность электрических...»

«Министерство образования РФ хангельский государственный технический университет Институт нефти и газа Введение в специальность Учебно-методическое пособие Архангельск 2001 Рассмотрено и рекомендовано методическим советом Института нефти и газа АГТУ 4 июня 2001 г. Составитель: Згонникова В.В., доцент каф. РЭНГМ Рецензенты: Семенов Ю.В., канд. техн. наук, профессор каф. РЭНГМ; Дорфман М.Б., канд. техн. наук, профессор каф. РЭНГМ; Зиновьева Л.И., доцент каф. РЭНГМ УДК 622:338. Згонникова В.В....»

«КРЫМСКИЙ НАУЧНЫЙ ЦЕНТР НАЦИОНАЛЬНОЙ АКАДЕМИИ НАУК УКРАИНЫ И МИНИСТЕРСТВА ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ ТАВРИЧЕСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. В.И. ВЕРНАДСКОГО А.И.Башта НАУЧНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ РЕКРЕАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ С УЧЕТОМ ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ Утверждено к печати на заседании Научно-технического совета Крымского научного центра НАН Украины и МОН Украины Протокол от сентября 201_ года Симферополь ВСТУПЛЕНИЕ В современных условиях рекреационная сфера...»

«ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Уральский государственный университет путей сообщения (ФГБОУ ВПО УрГУПС) Кафедра Управление персоналом и социология Рабочая учебная программа по дисциплине ГСЭ.Р.02 СОЦИОЛОГИЯ на 90 учебных часов для студентов очной формы обучения направления подготовки 140200.62 – Электроэнергетика Екатеринбург 2013 Рабочая программа курса Социология...»

«ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ СЫКТЫВКАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ В.А. Витязева, Е.С. Котырло Социально-экономическое развитие Российского и зарубежного Севера Допущено Учебно-методическим объединением вузов России по образованию в области национальной экономики и экономики труда в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальности 080103 Национальная экономика СЫКТЫВКАР 2007 Социально-экономическое развитие...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ВЫСШЕЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ ДОНЕЦКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Методические указания к самостоятельной работе по курсу “Техническая термодинамика” 2007 МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ВЫСШЕЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ ДОНЕЦКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Методические указания к самостоятельной работе по курсу “Техническая термодинамика” Рассмотрено на заседании кафедры Промышленная теплоэнергетика Протокол...»

«Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АЭРОКОСМИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ имени академика С. П. КОРОЛЁВА УПРАВЛЕНИЕ ПРОЕКТОМ на основе СЕТЕВЫХ МОДЕЛЕЙ Методические указания Самара 2007 г. 2 Составитель: И.Г. Абрамова УДК 658.512 Управление проектом на основе сетевых моделей: Метод. указания / Самар. гос. аэрокосм. ун-т, Сост. И.Г.Абрамова. Самара, 2007. 58 с. Кратко изложены основы теории...»

«Курбатов Ю.Л. Масс Н.С. Кравцов В.В. НАГНЕТАТЕЛИ И ТЕПЛОВЫЕ ДВИГАТЕЛИ В ТЕПЛОТЕХНИКЕ Рекомендовано Министерством образования и науки Украины в качестве учебного пособия “НОРД-ПРЕСС” Донецк, 2011 УДК [621.51:621.63:621.1.65:621.438] (075.8) К 93 Курбатов Ю.Л., Масс Н.С., Кравцов В.В. Нагнетатели и тепловые двигатели в теплотехнике. В 2-х частях. Ч. 1. Нагнетатели, Ч.2. Тепловые двигатели: Учебное пособие. – Донецк “НОРД-ПРЕСС”. 2011 – 286с. Учебное пособие представляет собой конспект лекций по...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Амурский государственный университет УТВЕРЖДАЮ Зав. кафедрой энергетики _ Ю.В. Мясоедов 2012 г. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ПО ДИСЦИПЛИНЕ ЭКОНОМИКА И ОРГАНИЗАЦИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВА для специальности 140204.65 Электрические станции для профиля (заочное обучение) Электроэнергетические системы и сети Составитель: старший...»

«Утверждены приказом председателя Комитета государственного энергетического надзора и контроля Республики Казахстан от _20_ г. № Методические указания по контролю качества твердого, жидкого и газообразного топлива для расчета удельных расходов топлива на тепловых электростанциях и котельных Содержание Введение 2 Область применения 1 Нормативные ссылки 2 Термины, определения и сокращения 3 Принятые сокращения 4 Основные положения 5 Топливо твердое 6 Объемы и методы анализов проб топлива 6.1...»

«Министерство образования Российской Федерации Дальневосточный государственный технический университет им. В.В. Куйбышева НАСОСЫ И ТЯГОДУТЬЕВЫЕ МАШИНЫ ТЕПЛОВЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ Учебное пособие Владивосток 2002 BOOKS.PROEKTANT.ORG БИБЛИОТЕКА ЭЛЕКТРОННЫХ КОПИЙ КНИГ для проектировщиков УДК 621.184.85 и технических специалистов С47 Слесаренко В.В. Насосы и тягодутьевые машины тепловых электростанций: Учебное пособие. - Владивосток: Издательство ДВГТУ, 2002. - с. Учебное пособие предназначено для...»

«СЕРІЯ НАУКОВО-ТЕХНІЧНА ОСВІТА: ЕНЕРГЕТИКА, ДОВКІЛЛЯ, ЕНЕРГОЗБЕРЕЖЕННЯ министерство образования и науки украины Харьковская наЦионаЛьная академия городского Хозяйства В. А. Маляренко ВВЕДЕНИЕ В ИНЖЕНЕРНУЮ ЭКОЛОГИЮ ЭНЕРГЕТИКИ УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ Харьков Издательство САГА 2008 УДК 625.311:502.5 М21 Рекомендовано Ученым Советом Харьковской национальной академии городского хозяйства (Протокол № 3 от 29 декабря 2000 г.) Рецензенты: заведующий кафедрой теплогазоснабжения, вентиляции и ТГВ Харьковского...»

«Министерство науки и образования Российской Федерации Уральский государственный университет им.А.М.Горького А.Н.Петров, ТВЕРДЫЕ МАТЕРИАЛЫ. ХИМИЯ ДЕФЕКТОВ. СТРУКТУРА И СВОЙСТВА ТВЕРДЫХ ТЕЛ. Учебное пособие Екатеринбург 2008 ОГЛАВЛЕНИЕ ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ ГЛАВА 1. ИДЕАЛЬНЫЕ КРИСТАЛЛЫ. МОДЕЛЬНЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ.7 1.1. Классификация твердых тел [1-5]. 1.1.1. Энергетическое обоснование различных агрегатных состояний вещества.7 1.1.2. Классификация твердых тел по структурному состоянию. 1.1.3....»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ СЫКТЫВКАРСКИЙ ЛЕСНОЙ ИНСТИТУТ (ФИЛИАЛ) ФЕДЕРАЛЬНОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО БЮДЖЕТНОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО УЧРЕЖДЕНИЯ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЛЕСОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ С. М. КИРОВА Кафедра менеджмента и маркетинга А. С. Большаков ОРГАНИЗАЦИЯ ЛЕСОПОЛЬЗОВАНИЯ Учебное пособие Утверждено учебно-методическим советом Сыктывкарского лесного института в качестве учебного пособия для студентов...»






 
© 2013 www.diss.seluk.ru - «Бесплатная электронная библиотека - Авторефераты, Диссертации, Монографии, Методички, учебные программы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.