Непозиционные системы счисления

Непозиционные системы счисления

В непозиционных системах счисления величина, которую обозначает цифра, не зависит от положения в числе. При этом система может накладывать ограничения на положение цифр, например, чтобы они были расположены в порядке убывания.

Вопрос №3 Архитектурные особенности вычислительных систем. Назначение и характеристики вычислительных систем.

Вычислительная система — это совокупность одного или нескольких компьюте­ров или процессоров, программного обеспечения и периферийного оборудования, организованная для совместного выполнения информационно-вычислительных процессов. В вычислительной системе компьютер может быть один, но агрегиро­ванный с многофункциональным периферийным оборудованием.

· Универсальные ВС предназначаются для решения самых различных задач.

· Специализированные системы ориентированы на решение узкого класса задач.

Билет №3

Вопрос №1 Классификация систем с несколькими процессорами. МКМД (Множественный поток команд и множественный поток данных).

Внутренние интерфейсы ПК.

Существуют два варианта организации внутреннего интерфейса:

- многосвязный интерфейс: каждый блок ПК соединен с прочими блоками своими локальными проводами; многосвязный интерфейс иногда применяется в качестве периферийного интерфейса (для связи с внешними устройствами ПК);

- односвязный интерфейс: все блоки ПК связаны друг с другом через общую, или системную шину.

Системная шина процессора предназначена для обмена информацией микропроцессора с любыми внутренними устройствами микропроцессорной системы (контроллера или компьютера).

Шина памяти

Обмен данными между процессором и оперативной памятью производится по шине памяти, частота которой может быть меньше, чем частота шины процессора.

Графический процессор — отдельное устройство персонального компьютера или игровой приставки, выполняющее графический рендеринг.

Ре́ндеринг — термин в компьютерной графике, обозначающий процесс получения изображения по модели с помощью компьютерной программы.

Вопрос №3 Этапы компиляции исходного кода в машинные коды и способы отладки. Использование отладчиков.

Трансля́тор— программа или техническое средство, выполняющее трансляцию программы.

Транслятор обычно выполняет также диагностику ошибок, формирует словари идентификаторов, выдаёт для печати тексты программы и т. д.

Трансляция программы — преобразование программы, представленной на одном из языков программирования, в программу на другом языке и, в определённом смысле, равносильную первой.

Трансляторы подразделяют:

Адресный. Функциональное устройство, преобразующее виртуальный адрес (англ. Virtual address) в реальный адрес.

Диалоговый. Обеспечивает использование языка программирования в режиме разделения времени.

Многопроходной. Формирует объектный модуль за несколько просмотров исходной программы.

Компиля́тор—

Программа или техническое средство, выполняющее компиляцию.

Машинная программа, используемая для компиляции.

Программа, переводящая текст программы на языке высокого уровня в эквивалентную программу на машинном языке.

Программа, предназначенная для трансляции высокоуровневого языка в абсолютный код или, иногда, в язык ассемблера. Входной информацией для компилятора (исходный код) является описание алгоритма или программа на проблемно-ориентированном языке, а на выходе компилятора — эквивалентное описание алгоритма на машинно-ориентированном языке(объектный код).

Интерпретирующий (пошаговый). Последовательно выполняет независимую компиляцию каждого отдельного оператора(команды) исходной программы.

Компилятор компиляторов. Компилятор, воспринимающий формальное описание языка программирования и генерирующий компилятор для этого языка.

Отладочный. Устраняет отдельные виды синтаксических ошибок.

Б№5

1 вопрос

Клеточные компьютеры представляют собой самоорганизующиеся колонии различных «умных» микроорганизмов, в геном которых удалось включить некую логическую схему, которая могла бы активизироваться в присутствии определенного вещества. Для этой цели идеально подошли бы бактерии, стакан с которыми и представлял бы собой компьютер. Такие компьютеры очень дешевы в производстве. Им не нужна стерильная атмосфера, как при производстве полупроводников.

Главное свойство такого компьютера состоит в том, что каждая его клетка представляет собой миниатюрную химическую лабораторию. Если биоорганизм запрограммирован, то он просто производит нужные вещества. Достаточно вырастить одну клетку, обладающую заданными качествами, и можно легко и быстро вырастить тысячи клеток с такой же программой.

Основная проблема, с которой сталкиваются создатели клеточных биокомпьютеров, – организация всех клеток в единую работающую систему. На сегодня практические достижения в области клеточных компьютеров напоминают достижения 20-х годов в области ламповых и полупроводниковых компьютеров. Сейчас в Лаборатории искусственного интеллекта Массачусетского технологического университета создана клетка, способная хранить на генетическом уровне 1 бит информации. Также разрабатываются технологии, позволяющие единичной бактерии отыскивать своих соседей, образовывать с ними упорядоченную структуру и осуществлять массив параллельных операций.

В 2001 г. американские ученые создали трансгенные микроорганизмы (т.е. микроорганизмы с искусственно измененными генами), клетки которых могут выполнять логические операции И и ИЛИ.

Специалисты лаборатории Оук-Ридж, штат Теннесси, использовали способность генов синтезировать тот или иной белок под воздействием определенной группы химических раздражителей. Ученые изменили генетический код бактерий Pseudomonas putida таким образом, что их клетки обрели способность выполнять простые логические операции. Например, при выполнении операции И в клетку подаются два вещества (по сути – входные операнды), под влиянием которых ген вырабатывает определенный белок. Теперь ученые пытаются создать на базе этих клеток более сложные логические элементы, а также подумывают о возможности создания клетки, выполняющей параллельно несколько логических операций.

К достоинствам биокомпьютеров, выгодно отличающим их от компьютеров, основанных на кремниевых технологиях, относятся:

а) более простая технология изготовления, не требующая для своей реализации столь жестких условий, как при производстве полупроводников;

б) использование не бинарного, а тернарного кода (информация кодируется тройками нуклеотидов), что позволит за меньшее количество шагов перебрать большее число вариантов при анализе сложных систем;

в) потенциально исключительно высокая производительность, которая может составлять до 10¹⁴ операций в секунду за счет одновременного вступления в реакцию триллионов молекул ДНК;

г) возможность хранить данные с плотностью, в триллионы раз превышающей показатели оптических дисков;

д) исключительно низкое энергопотребление.

К недостаткам биокомпьютеров относятся:

а) сложность со считыванием результатов – современные способы определения кодирующей последовательности несовершенны, сложны, трудоемки и дороги;

б) низкая точность вычислений, связанная с возникновением мутаций, прилипанием молекул к стенкам сосудов и т.д.;

в) невозможность длительного хранения результатов вычислений в связи с распадом ДНК в течение времени.

Хотя до практического использования биокомпьютеров еще очень далеко, и они вряд ли будут рассчитаны на широкие массы пользователей, предполагается, что они найдут достойное применение в медицине и фармакологии, а также с их помощью станет возможным объединение информационных и биотехнологий.

2 вопрос

Интерфе́йс — совокупность возможностей, способов и методов одновременного действия (в том числе посредством обмена информацией между ними) двух имеющих общее разграничение, то есть не связанных линейно, информационных систем, устройств или программ, определяемая их характеристиками, а также характеристиками соединения, сигналов обмена и т. п.

В информатике интерфейс рассматривается как общая граница двух отдельно существующих составных частей, посредством которой они обмениваются информацией в режиме одновременности. Этот обмен может быть, как двусторонним, так и односторонним.

Физический интерфейс определяет способ электрического и механического сопряжения ЭВМ и локальных устройств управления.

Логический интерфейс определяет способ передачи информации (протокол обмена информацией) по каналу связи: способ установления и прекращения сеансов связи, размер передаваемых сообщений.Информационный интерфейс определяет состав и формат передаваемых по каналу связи сообщений, т.е. язык информационного обмена между ЭВМ и локальными устройствами управления.

Вопрос №3

Перевод чисел из различных систем счисления в двоичную сводится к их представлению в виде различных комбинаций двух цифровых символов этой системы – 0 и 1. Для перевода из десятичной системы в двоичную чаще всего используется метод последовательного деления на 2, где 2 – это разряд двоичного кода аналогично 10 в десятичном счислении.

Однако этот метод подходит при переводе целых чисел, для дробей же используют, напротив, умножение. А именно умножают дробную часть на 2 последовательно до тех пор, пока не появится целая часть. При этом удачное умножение, дающее в результате число, большее 1, приносит итоговому двоичному числу цифру 1. А неудачное, после которого число все еще меньше 1, дает цифру 0. При этом цифры дроби в двоичном виде записываются после запятой также, как в исходной десятичной.

Билет №6

Вопрос №1 Адресация памяти реального режима. Основные понятия защищенного режима. Дескрипторы и таблицы.

Для адресации байта памяти в реальном режиме работы используются две 16-разрядные компоненты адреса - сегмент и смещение. Физический адрес , который попадает на шину адреса системной платы компьютера, складывается (в буквальном смысле этого слова) из сдвинутой влево на четыре бита и дополненной справа четырьмя нулевыми битами сегментной компоненты и компоненты смещения. Перед сложением компонента смещения расширяется до 20 бит так, что в старшие четыре бита записываются нули.

Защищенный режимпредназначен для обеспечения независимости выполнения нескольких задач, что подразумевает защиту ресурсов одной задачи от возможного воздействия другой (под задачами подразумеваются как приложения, так и задачи операционной системы).

Основным защищаемым ресурсом является память, в которой хранятся коды, данные и различные системные таблицы (например, таблица прерываний). Естественно, что нужно защищать и совместно используемое аппаратное обеспечение, обращение к которому обычно происходит через операции ввода/вывода и прерывания. В защищенном режиме процессор аппаратно реализует многие функции защиты, необходимые для построения супервизора многозадачной ОС, в том числе механизм виртуальной памяти.

Защита памяти основана на двух независимых механизмах – сегментации и страничном обмене (paging). Защита других ресурсов основана на иерархической системе привилегий, привилегированных и чувствительных инструкциях, а также на использовании карты разрешения ввода-вывода (I/OPermissionBitmap) и карты перенаправления прерываний (InterruptRedirectionBitmap).

В защищенном режиме, любое обращение к памяти обязательно состоит из двух частей – селектора сегмента и внутрисегментного относительного адреса (смещения). Из этих исходных данных аппаратно формируется линейный адрес, а также проверяются права доступа к сегменту и адресу внутри сегмента

Дескрипторы и привилегии являются основой системы защиты: дескрипторы определяют структуры программных элементов (без которых эти элементы невозможно использовать), а привилегии определяют возможность доступа к дескрипторам и выполнения привилегированных инструкций. Любое нарушение защиты приводит к возникновению специальных исключений, обрабатываемых ядром операционной системы.

Существуют три типа таблиц дескрипторов – локальная таблица дескрипторов LDT (Local Descriptor Table), глобальная таблица дескрипторов GDT (Global Descriptor Table) и таблица дескрипторов прерываний IDT (Interrupt Descriptor Table). Размеры таблиц могут находиться в пределах от 8 байт до 64К-байт, что соответствует числу элементов в таблице от 1 до 8К.

Вопрос№2 Основная память. Определение. Назначение. Варианты применения.

Основная память — это устройство для хранения информации.

Она состоит из оперативного и постоянного запоминающих устройств.

Основные типы памяти эвм.

1.Оперативная память (RAM – random access memory, ОЗУ)

2.Кэш-память

3.BIOS

4.Внешние хранители информации

Различают как энергозависимые,так и энергонезвисимые типы памяти.

Энергозависимые:ОЗУ,кеш-память

Энергонезависимые:BIOS,Внешние хранители информации

Виды действий над памятью.

1.чтение

2.запись

3.удаление

4.хранение

По типу адресации отличают память с произвольным доступом и память магазинного типа(последовательный доступ).

§ с последовательным доступом (англ. sequential access memory, SAM) — ячейки памяти выбираются (считываются) последовательно, одна за другой, в очерёдности их расположения. Вариант такой памяти — стековая память

§ c произвольным доступом (англ. random access memory, RAM) — вычислительное устройство может обратиться к произвольной ячейке памяти по любому адресу

Вопрос №3 Типы команд. Определение команды. Формат команды. Классификация команд.

Обработка информации в ЭВМ осуществляется путём программного управления.

Программа представляет собой алгоритм обработки информации, записанной в виде последовательности команд, которые должны быть выполнены машиной для полу­чения результата.

Команда ЭВМ представляет собой код, определяющий операцию вычислительной машины и данные, участвующие в операции. В явной и неявной форме команда содержит также информацию об адресе, по которому помещается результат операции, и об адресе следующей команды.

По характеру выполняемых операций можно выделить следующие группы команд:

· ¨ команды арифметических операций для чисел с фиксированной или плавающей запятой;

· ¨ команды десятичной арифметики;

· ¨ команды передачи данных (MOV AX, 0FFFh);

· ¨ команды операций ввода/вывода (IN, OUT);

· ¨ команды логических операций (AND, OR, NOT);

· ¨ команды передачи управления (управление циклом – LOOP, условные переходы – JAE, JB);

· ¨ команды задания режима работы машины

Билет №7

Вопрос№1 Классификация многомашинных вычислительных систем: MPP, NDW, COW. Назначение, характеристики, особенности многомашинных вычислительных систем.

системы вычислений с массовым параллелизмом или MPP-системы

SISD (single instruction stream / single data stream) - одиночный поток команд и одиночный поток данных. К этому классу относятся, прежде всего, классические последовательные машины, или иначе, машины фон-неймановского типа, например, PDP-11 или VAX 11/780. В таких машинах есть только один поток команд, все команды обрабатываются последовательно друг за другом и каждая команда инициирует одну операцию с одним потоком данных. Не имеет значения тот факт, что для увеличения скорости обработки команд и скорости выполнения арифметических операций может применяться конвейерная обработка - как машина CDC 6600 со скалярными функциональными устройствами, так и CDC 7600 с конвейерными попадают в этот класс.

SIMD (single instruction stream / multiple data stream) - одиночный поток команд и множественный поток данных. В архитектурах подобного рода сохраняется один поток команд, включающий, в отличие от предыдущего класса, векторные команды. Это позволяет выполнять одну арифметическую операцию сразу над многими данными - элементами вектора. Способ выполнения векторных операций не оговаривается, поэтому обработка элементов вектора может производится либо процессорной матрицей, как в ILLIAC IV, либо с помощью конвейера, как, например, в машине CRAY-1.

MISD (multiple instruction stream / single data stream) - множественный поток команд и одиночный поток данных. Определение подразумевает наличие в архитектуре многих процессоров, обрабатывающих один и тот же поток данных. Однако ни Флинн, ни другие специалисты в области архитектуры компьютеров до сих пор не смогли представить убедительный пример реально существующей вычислительной системы, построенной на данном принципе. Ряд исследователей относят конвейерные машины к данному классу, однако это не нашло окончательного признания в научном сообществе. Будем считать, что пока данный класс пуст.

MIMD (multiple instruction stream / multiple data stream) - множественный поток команд и множественный поток данных. Этот класс предполагает, что в вычислительной системе есть несколько устройств обработки команд, объединенных в единый комплекс и работающих каждое со своим потоком команд и данных.

Вопрос№2 Двоичное кодирование графической информации

Для того чтобы информацию сохранить, ее надо закодировать. Для кодирования в ПК используют электрические сигналы: 0 или 1. Двоичное кодирование – запись информации с использованием только двух символов: 0 и 1. Обработкой информации занимается процессор, которому удобно работать с группой из 8 бит = 1 байту. В байте важна позиция, которую занимает 0 или 1.

Кодирование символов

За каждым символом (буквой, пробелом, знаком препинания, цифрой) закрепляется двоичный код определенной длины. Значения кодов устанавливается двумя таблицами, т.е. таблицами, в которых записано, каким кодом должен кодироваться каждый символ:

Ø стандартом ASCII (American Standard Code for Information Interchange – американский стандартный код для обмена информацией) – это первые 128 кодов (0 – 127, т.е. от 00000000 до 01111111), они обязательны для всех стран и компьютеров – это международный стандарт;

Ø национальным стандартом с 128 по 255 код т. е. с 10000000 по 11111111.

Вопрос№3 Принцип фон Неймана. Схема архитектуры.

1. Использование двоичной системы счисления в вычислительных машинах. Преимущество перед десятичной системой счисления заключается в том, что устройства можно делать достаточно простыми, арифметические и логические операции в двоичной системе счисления также выполняются достаточно просто.

2. Программное управление ЭВМ. Работа ЭВМ контролируется программой, состоящей из набора команд. Команды выполняются последовательно друг за другом. Созданием машины с хранимой в памяти программой было положено начало тому, что мы сегодня называем программированием.

3. Память компьютера используется не только для хранения данных, но и программ. При этом и команды программы и данные кодируются в двоичной системе счисления, т.е. их способ записи одинаков. Поэтому в определенных ситуациях над командами можно выполнять те же действия, что и над данными.

4. Ячейки памяти ЭВМ имеют адреса, которые последовательно пронумерованы. В любой момент можно обратиться к любой ячейке памяти по ее адресу. Этот принцип открыл возможность использовать переменные в программировании.

5. Возможность условного перехода в процессе выполнения программы. Не смотря на то, что команды выполняются последовательно, в программах можно реализовать возможность перехода к любому участку кода.

6. Билет№8

7.Вопрос№1 Основы программирования процессора. Выбор и дешифрация команд.

8. Машинный код процессора — это программа, представляющая собой последовательность чисел. Разным командам соответствуют разные числа, т.е. Совокупность нулей и единиц. Эти команды, поступающие в процессор по его шинам, являются электрическими сигналами.

9. Процессор компьютера — это большая интегральная микросхема, совокупность простых электронных элементов-транзисторов, электронных переключателей, т.е. триггеры и вентили. Триггер имеет 2 установочных состояния (открыт/закрыт) или соответствует математическим понятиям 1 или 0. Вентили могут иметь несколько входов (напряжение на выходе зависит от комбинаций напряжений на входах) и служат для простейший арифметических и логических операций.

10. Управлять компьютером можно по определенному алгоритму. Алгоритм — это точное описание способа решения задачи в виде конечной (по времени) последовательности действий (формальное описание). Для представления алгоритма в виде, понятном ПК, служат языки программирования. Текст программы трансляторами переводится в машинный код, либо исполняется.

11. Вопрос№2 Способы организации интерфейсов. Индивидуальный интерфейс.

12. Классификация интерфейсов

13. 1. По способу передачи интерфейсы могут быть параллельные и последовательные. В параллельном интерфейсе все разряды слова передаются одновременно по параллельной шине. В последовательном интерфейсе разряды слова передаются друг за другом по однопроводной линии.

14. 2. Пропускная способность интерфейса определяется количеством бит в секунду, передаваемых через интерфейс. Параллельные интерфейсы имеют значительно большую пропускную способность по сравнению с последовательными интерфейсами. При больших скоростях передачи начинают сказываться задержки в линиях интерфейса, а также разброс в задержках сигналов. В 90-х годах стали применять двойную синхронизацию сигналов DDR (Dual Data Rate) по фронту и по спаду синхросигнала. Это позволило вдвое увеличить пропускную способность интерфейсов.

15. 3. Наличие систем контроля и коррекции ошибок в интерфейсах повышает достоверность передачи данных.

16. 4. Важным параметром интерфейса является допустимое удаление соединяемых устройств друг от друга. Оно ограничивается частотными свойствами кабеля, затуханием сигнала и помехозащищенностью линии.

17. Индивидуальный пользовательский интерфейс включает расширенное меню и панели инструментов, настроенные на работу только с той информацией, доступ к которой разрешен набором прав пользователя.

18.Вопрос№3 Основные законы алгебры логики

19. Основные законы АЛ позволяют проводить эквивалентные преобразования функций, записанных с помощью логических операций AND, OR, NO, приводить их к удобному для дальнейшего использования виду и упрощать запись.

20. Для доказательстванижеприведенных законов алгебры логики можноиспользовать таблицыистинности элементарных логических действий или другие способы их выражения.

21. 1. Комплементарность.

22.

23. a ·a' = 0; a + a' = 1

24.

25. Доказательство: 0 and 1 = 0; 1 and 0 = 0; 0 or 1 = 1; 1 or 0 = 1

26.

27. 2. Идемпотентный закон.

28.

29. a ·a =а; а + а=а

30.

31. Доказательство: 0 and 0 = 0; 1 and 1 = 1 0 or 0 = 0; 1 or 1 = 1

32.

33. 3. Переместительный закон.

34.

35. а + в = в + а; а·в = в·а

36.

37. От перемены мест слагаемых или множителей результат не меняется.

38.

39. 4. Сочетательный закон.

40.

41. (а + в) + с = а + (в + с); (а·в) ·с = а· (в·с)

42.

43. Если над аргументами функции выполняются однотипные логические действия, то их можно произвольно группировать (объеденять), изменяя последовательность действий.

44.

45. 5. Закон поглощения.

46.

47. а + а·в = а· (1 + в) = а; а· (a + в) = а + ав = а

48.

49. Вынесем общий множитель в. Зная, что 1 + в = 1, получим: а and 1 = а

50.

51. 6. Распределительный закон.

52. а(в + с) = ав + ас; а + вс = (а + в)(а + с)

53.

54. Билет №9

55.Вопрос№1 Классификация процессоров CISC. Применение и реализация.

56. Архитектура набора команд служит границей между аппаратурой и программным обеспечением и представляет ту часть системы, которая видна программисту.

57. Двумя основными архитектурами набора команд, используемыми компьютерной промышленностью на современном этапе развития вычислительной техники являются архитектуры CISC и RISC. Известны также архитектуры MISC и VLIW

58. Лидером в разработке микропроцессоров с полным набором команд (CISC - Complete Instruction Set Computer) считается компания Intel со своей серией x86 и Pentium. Эта архитектура является практическим стандартом для рынка микрокомпьютеров.

59. Архитектура процессоров компании Intel основана на системе команд CISC (Complex Instruction Set Computer) – полной системе команд переменной длины. Команды процессора могут иметь длину от 8 до 108 бит, и процессор должен последовательно декодировать инструкцию после определения её границ. Первые процессоры для персональных компьютеров были скалярными устройствами ( то есть могли в каждый момент времени выполнять только одну команду), конвейерная обработка ( то есть одновременное выполнение нескольких команд на разных стадиях конвейера применялась лишь в больших ЭВМ).

60. Для CISC-процессоров характерно:

61. Ø сравнительно небольшое число регистров общего назначения;

62. Ø большое количество машинных команд, некоторые, из которых нагружены семантически аналогично операторам высокоуровневых языков программирования и выполняются за много тактов;

63. Ø большое количество методов адресации;

64. Ø большое количество форматов команд различной разрядности;

65. Ø преобладание двухадресного формата команд;

66. Ø наличие команд обработки типа регистр-память.

67.Вопрос№2 Структура ПО персонального компьютера. Пакеты прикладных программ.

68. Архитектура компьютера обычно определяется совокупностью ее свойств, существенных для пользователя. Основное внимание при этом уделяется структуре и функциональным возможностям машины, которые можно разделить на основные и дополнительные.

69. Основные функции определяют назначение ЭВМ: обработка и хранение информации, обмен информацией с внешними объектами. Дополнительные функции повышают эффективность выполнения основных функций: обеспечивают эффективные режимы ее работы, диалог с пользователем, высокую надежность и др. Названные функции ЭВМ реализуются с помощью ее компонентов: аппаратных и программных средств.

70. Структура компьютера- это некоторая модель, устанавливающая состав, порядок и принципы взаимодействия входящих в нее компонентов.

71. Персональный компьютер - это настольная или переносная ЭВМ, удовлетворяющая требованиям общедоступности и универсальности применения.

72. Достоинствами ПК являются:

73. · малая стоимость, находящаяся в пределах доступности для индивидуального покупателя;

74. · автономность эксплуатации без специальных требований к условиям окружающей среды;

75. · гибкость архитектуры, обеспечивающая ее адаптивность к разнообразным применениям в сфере управления, науки, образования, в быту;

76. · "дружественность" операционной системы и прочего программного обеспечения, обусловливающая возможность работы с ней пользователя без специальной профессиональной подготовки;

77. · высокая надежность работы (более 5 тыс. ч наработки на отказ).

78. Программное обеспечение ЭВМ разделяют на общее или системное (general Software) и специальное или прикладное (application or special Software).

79. Общее ПО объединяет программные компоненты, обеспечивающие многоцелевое применение ЭВМ и мало зависящие от специфики вычислительных работ пользователей. Сюда входят программы, организующие вычислительный процесс в различных режимах работы машин, программы контроля работоспособности ЭВМ, диагностики и локализации неисправностей, программы контроля заданий пользователей, их проверки, отладки и т.д.

80. Общее ПО обычно поставляется потребителям комплектно с ЭВМ. Часть этого ПО может быть реализована в составе самого компьютера. Например, в ПЭВМ часть программ ОС и часть контролирующих тестов следует рассматривать как неотъемлемую часть этих машин.

81. Специальное ПО (СПО) содержит пакеты прикладных программ пользователей (ППП), обеспечивающие специфическое применение ЭВМ и ВС.\

82.

83. Вопрос№3 Перевод целых чисел из десятичной системы счисления в двоичную.

84. Для того, чтобы перевести число из десятичной системы счисления, в любую другую, нужно выполнять целочисленное деление исходного числа на основание той системы счисления, в которую нужно перевести число. При этом важен остаток от деления и частное. Частное нужно делить на основание до тех пор, пока не останется 0. После этого все остатки нужно выписать в обратном порядке - это и будет число в новой системе счислен

85. Билет№10

86.Вопрос№1 История развития вычислительной техники с древних времен до нашего времени. Общие сведения.

87. Технические средства реализации информационных процессов

88. История развития ВТ имеет несколько периодов: механический, электромеханический и электронный.

89. Для проведения вычислений в Древнем Вавилоне (около 3 тыс. лет до н.э.), а затем в Древней Греции и Древнем Риме (IV век до н.э.) использовали счетные доски под названием абак. Доска абака представляла собой глиняную пластину с углублениями, в которые раскладывали камушки. В дальнейшем углубления были заменены проволокой с нанизанными косточками (прообраз счет).

90. В 17 веке в Европе ученые-математики (В. Шиккард (1623 г.) и Блез Паскаль (1642 г.), Г. Лейбниц (1671 г.)) изобретают механические машины, способные автоматически выполнять арифметические действия (прообраз арифмометра).

91. В первой трети 19 века английский математик Ч. Бэббидж разработал проект программируемого автоматического вычислительного механического устройства, известного как «аналитическая машина» Бэббиджа. Меценат проекта графиня Ада Августа Лавлейс была программистом этой «аналитической машины».

92. Г. Холлерит в 1888 г. создал электромеханическую машину, которая состояла из перфоратора, сортировщика перфокарт и суммирующей машины, названной табулятором. Впервые эта машина использовалась в США при обработке результатов переписи населения.

93. Скорость вычислений в механических и электромеханических машинах была ограничена, поэтому в 1930-х гг. начались разработки электронныхвычислительных машин (ЭВМ), элементной базой которых стала трехэлектродная вакуумная лампа.

94. В 1946 г. в университете г. Пенсильвания (США) была построена электронная вычислительная машина, получившая название UNIAK. Машина весила 30 т, занимала площадь 200 кв.м., содержала 18000 ламп. Программирование велось путем установки переключателей и коммутации разъемов. В результате на создание и выполнение даже самой простой программы требовалось очень много времени. Сложности в программировании на UNIAK натолкнули Джона фон Неймана, бывшего консультантом проекта, на разработку новых принципов построения архитектуры ЭВМ.

95. В СССР первая ЭВМ была создана в 1948 г.

96. Историю развития ЭВМ принято рассматривать по поколениям.

97. Первое поколение (1946-1960) – это время становления архитектуры машин фон-неймановского типа, построенных на электронных лампах с быстродействием 10-20 тыс.оп/с. ЭВМ первого поколения были громоздкими и ненадежными. программные средства были представлены машинными языками.

98. В 1950 г. в СССР была запущена в эксплуатацию МЭСМ (малая электронная счетная машина), а еще через два года появилась большая электронно-счетная машина (10 тыс.оп/с).

99. Второе поколение (1960 – 1964) – это машины, построенные на транзисторах с быстродействием до сотен тысяч операций в секунду. Для организации внешней памяти стали использоваться магнитные барабаны, а для основной памяти – магнитные сердечники. В это же время были разработаны алгоритмические языки высокого уровня, как Алгол, Кобол, Фортран, которые позволили составлять программы, не учитывая тип машины. Первой ЭВМ с отличительными чертами второго поколения была IBM 704.

100. Третье поколение (1964 – 1970) характеризуются тем, что вместо транзисторов стали использоваться интегральные схемы (ИС) и полупроводниковая память.

101. Большинство машин, относящихся к третьему поколению по своим особенностям, входили в состав серии (семейства) машин «System/360» (аналог ЕС ЭВМ), выпущенной фирмой IBM в середине 60-х гг. Машины этой серии имели единую архитектуру и были программно совместимыми.

102. В этот время в СССР появился первый суперкомпьютер БЭСМ 6, который имел производительность 1 млн. оп/с.

103. Четвертое поколение (1970 – 1980) – это машины, построенные на больших интегральных схемах (БИС). Такие схемы содержат до нескольких десятков тысяч элементов в кристалле. ЭВМ этого поколения выполняют десятки и сотни миллионов операций в секунду.

104. В 1971 г. появился первый в мире четырехразрядный микропроцессор Intel 4004, содержащий 2300 транзисторов на кристалле, а еще через год - восьмиразрядный процессор Intel 8008. Создание микропроцессоров послужило основой для разработки персонального компьютера (ПК), т.е. устройства, выполняющего те же функции, что и большой компьютер, но рассчитанного на работу одного пользователя.

105. 1973 г. фирма Xerox создала первый прототип персонального компьютера.

106. 1974 г. появился первый коммерчески распространяемый персональный компьютер Альтаир-8800, для которого в конце 1975 г. Пол Ален и Билл Гейтс написали интерпретатор языка Бэйсик.

107. В августе 1981 г. фирма IBM выпустила компьютер IBM PC. В качестве основного микропроцессора использовали новейший тогда 16-разрядный микропроцессор Intel 8088. ПК был построен в соответствии с принципами открытой архитектуры. Пользователи получили возможность самостоятельно модернизировать свои компьютеры и оснащать их дополнительными устройствами различных производителей. Через один – два года компьютер IBM PC занял ведущее место на рынке, вытеснив модели 8-разрядных компьютеров.

108.Вопрос№2 Логические основы устройства компьютера. Триггер, дешифраторы, программируемые логические матрицы, их назначение и применение.

109. Триггеры и сумматоры – это относительно сложные устройства, состоящие из более простых элементов – вентилей.

110. Триггер способен хранить один двоичный разряд, за счет того, что может находиться в двух устойчивых состояниях. В основном триггеры используется в регистрах процессора.

111. Дешифратором-называют преобразователь двоичного n-разрядного кода в унитарный 2ⁿ - разрядный код, все разряды которого, за исключением одного, равны единице. Дешифраторы бывают полными и неполными.

112. Программируемые логические матрицы-появились в середине 70-х годов. Основой их служит (рис. 40) последовательность программируемых матриц элементов И и ИЛИ. В структуру входят также блоки входных и выходных буферных каскадов (БВх и БВых).

113. Входные буферы, если не выполняют более сложных действий, преобразуют однофазные входные сигналы в парафазные и формируют сигналы необходимой мощности для питания матрицы элементов И.

114. Выходные буферы обеспечивают необходимую нагрузочную способность выходов, разрешают или запрещают выход ПЛМ на внешние шины с помощью сигнала ОЕ, а иногда выполняют и более сложные действия.

115. Основными параметрами ПЛМ (рис. 7.1) являются число входов m, число термов l и число выходов n.

116. Переменные x₁...x_m подаются через БВх на входы элементов И (конъюнкторов), и в матрице И образуются l термов. Под термом