Моя профессиональная деятельность на инженерном уровне (специальность 220200)

установленной в компьютере, определяется микропроцессорным

комплектом (чипсетом) материнской платы и обычно составляет

несколько сот байт. Оперативная память в компьютере размещается на

стандартных панельках, называемых модулями. Модули оперативной

памяти вставляют в соответствующие разъемы на материнской плате.

Если к разъемам есть удобный доступ, то оперативную память можно

установить самому, в противном случае, если требуется частичная

разборка системного блока, операцию установки можно поручить

специалисту. Основными характеристиками модулей оперативной памяти

являются объем памяти и время доступа. Время доступа измеряется в

миллиардных долях секунды (наносекундах, нс.). Типичное время

доступа к оперативной памяти для SIMM- модулей – 50-70нс. Для

современных DIMМ – модулей оно составляет

7-10 нс.

МИКРОСХЕМА ПЗУ И СИСТЕМА BIOS.

В момент включения компьютера в его оперативной памяти нет

ничего – ни данных, ни программ, поскольку оперативная память не может

ничего хранить без подзарядки ячеек более сотых долей секунды, но

процессору нужны команды, в том числе и в первый момент после включения.

Поэтому сразу после включения на адресной шине процессора выставляется

стартовый адрес. Это происходит аппаратно. Процессор обращается по

выставленному адресу за своей первой командой и далее начинает работать

по программам.

Этот исходный адрес не может указывать на оперативную память,

в которой пока ничего нет. Он указывает на другой тип памяти – постоянное

запоминающее устройство. Микросхема ПЗУ способна длительное время хранить

информацию, даже когда компьютер выключен. Программы, находящиеся в ПЗУ,

называют «зашитыми» - их записывают туда на этапе изготовления

микросхемы.

Комплект программ, находящийся в ПЗУ, образует базовую систему

ввода - вывода ( BIOS- Basic Input Output System). Основное назначение

программ этого пакета состоит в том, чтобы проверить состав и

работоспособность компьютерной системы и обеспечить взаимодействие с

клавиатурой, монитором, жестким диском и дисководом гибких дисков.

Программы, входящие в BIOS позволяют нам наблюдать на экране

диагностические сообщения, сопровождающие запуск ком - пьютера, а также

вмешиваться в ход запуска с помощью клавиатуры.

ВИДЕОАДАПТЕР

Совместно с монитором видеокарта образует видеоподсистему персонального

компьютера. Видеокарта не всегда была компонентом ПК. На заре развития

персонального компьютера в общей области существовала небольшая

выделенная экранная область памяти, в которую процессор заносил данные об

изображении. Специальный контроллер экрана считывал данные об яркости

отдельных точек экрана из ячеек памяти этой области и в соответствии с

ними управлял разверткой горизонтального луча электронной пушки монитора.

С переходом от черно-белых мониторов к цветным и с

увеличением разрешения экрана области видеопамяти стало недостаточно для

хранения графических данных, а процессор перестал справляться с

построением и обновлением изображения. Тогда и произошло выделение всех

операций, связанных с управлением экраном, в отдельный блок, получивший

название видеоадаптер. Физически видеоадаптер выполнен в виде отдельной

дочерней платы, которая вставляется в один из

слотов материнской платы. Видеоадаптер взял на себя функции

видеоконтроллера, видеопроцессора и видеопамяти.

ВИНЧЕСТЕР

Жесткий диск - основное устройство для долговременного хранения данных и

программ. На самом деле это не один диск, а группа соосных дисков,

имеющих магнитное покрытие и вращающихся с высокой скоростью. Таким

образом, этот «диск» имеет не две поверхности, как должно быть у обычного

диска, а 2n поверхностей, где n – число отдельных дисков в группе. Над

каждой поверхностью располагается головка, предназначенная для чтения-

записи данных. При высоких скоростях вращения дисков(90 об/с) в зазоре

между головкой и поверхностью образуется аэродинамическая подушка и

головка парит над магнитной поверхностью на высоте, составляющей

несколько тысячных долей миллиметра. При изменении силы тока протекающего

через головку,

происходит изменение напряженности динамического магнитного поля в

зазоре, что вызывает изменения в стационарном магнитном поле

ферромагнитных частиц, образующих покрытие диска. Так осуществляется

запись на магнитный диск. Операция считывания происходит в обратном

порядке Намагниченные частицы покрытия, проносящиеся на высокой скорости

вблизи головки, наводят в ней ЭДС самоиндукции. Электромагнитные сигналы,

возникающие при этом, усиливаются и передаются на обработку. Управление

работой жесткого диска управляет контроллер жесткого диска находящийся

как правило в микропроцессорном чипсете. Важными характеристиками HDD

следует считать ёмкость диска и его производительность.

Привод CD-ROM, SD-R, SD-RW

Хотя CD-ROM и не является необходимой для функционирования компьютера

частью, но становится всё более и более популярным в связи с растущими

размерами программного обеспечения. Недостатком CD-ROM является

невозможность перезаписи данных на диск, но параллельно с ним существуют и

устройства однократной записи CD-R и устройство многократной записи CD-RW.

Устройства ввода-вывода информации

Монитор – устройство визуального представления данных. Это не

единственно возможное, но главное устройство вывода. Его основными

потребительскими параметрами являются: размер, шаг маски экрана,

максимальная частота регенерации изображения,. класс защиты.

Изображение на экране монитора получается в результате облучения

люминофорного покрытия остронаправленным пучком электронов, разогнанных в

вакуумной колбе. Для получения цветного изображения люминофорное покрытие

имеет точки или полоски трех типов, светящиеся красным, зеленым и синим

цветом. Чтобы на экране все три луча сходились строго в одну точку и

изображение было четким, перед люминофором ставят маску- панель с

регулярно расположенными отверстиями или щелями. Часть мониторов оснащена

маской из вертикальных проволочек, что усиливает яркость и насыщенность

изображения.

КЛАВИАТУРА - клавишное устройство управления персональным компьютером.

Служит для ввода алфавитно-цифровых данных. Клавиатура относится к

стандартным средствам персонального компьютера. Ее основные функции не

нуждаются в поддержке специальными системными программами (драйверами).

Необходимое программное обеспечение для начала работы с компьютером уже

имеется микросхеме ПЗУ, и потому компьютер реагирует на нажатия клавиш

сразу после включения.

Комбинация монитора и клавиатуры обеспечивает простейший интерфейс

пользователя.

Под архитектурой ОЗУ принято понимать совокупность представлений о составе

его компонентов, организации обмена информацией с внешней средой, а также о

функциональных возможностях, реализуемых посредствам команд.

Все персональные компьютеры используют три вида памяти: оперативную,

постоянную и внешнюю (различные накопители). Память нужна как для исходных

данных так и для хранения результатов. Она необходима для взаимодействия с

периферией компьютера и даже для поддержания образа, видимого на экране.

Вся память компьютера делится на внутреннюю и внешнюю. В компьютерных

системах работа с памятью основывается на очень простых концепциях. В

принципе, всё, что требуется от компьютерной памяти, - это сохранять один

бит информации так, чтобы потом он мог быть извлечён оттуда.

Оперативная память предназначена для хранения переменной информации,

так как она допускает изменение своего содержимого в ходе выполнения

микропроцессором соответствующих операций.

В компьютерах с архитектурой фон Неймана (к этому классу относятся

практически все ЭВМ, в том числе и РС)оперативная память играет очень

важную роль. Именно в ней хранятся все выполняемые

программы и их данные. Работа осуществляется центральным процессором и

оперативной памятью, остальные же компоненты любой вычислительной системы

напрямую в процессе вычисления не участвуют.

ОЗУ предназначено для хранения переменной информации, оно допускает

изменение своего содержимого в ходе выполнения процессором вычислительных

операций с данными. Это значит, что процессор может выбрать (режим

считывания) из ОЗУ код команды и данные и после обработки поместить в ОЗУ

(режим записи) полученный результат. Причём возможно размещение в ОЗУ новых

данных на месте прежних, которые в этом случае перестают существовать.

таким образом, ОЗУ может работать в режимах записи считывания и хранения

информации. Все программы, в том числе и игровые, выполняются именно в

оперативной памяти.

Первоначально термин информация охватывал совокупность сведений,

передаваемых между людьми устным, письменным или каким – либо другим

способом; обычно это были сведения о каких либо событиях, явлениях или

предметах. Затем содержание термина было расширено – теперь информацией

называют любые сведения, являющиеся объектом следующих операций: передачи,

распределения, преобразования, хранения или непосредственного

использования. Следует также отметить, что понятие информации подразумевает

обработанные данные. То есть данные несут в себе информацию о каких – либо

событиях, но без правильного метода эти данные невозможно будет распознать.

Хорошим примером является чтение английской книги человеком, не знающим

английский язык. Данными следует называть зарегистрированные сигналы. Все

виды энергообмена сопровождаются появлением сигналов, то есть, все сигналы

имеют в своей основе материальную энергетическую природу. При

взаимодействии сигналов с физическими телами в последних возникают

определенные изменения свойств – это явление называется регистрацией

сигналов. Такие изменения можно наблюдать, измерять или фиксировать иными

способами – при этом возникают и регистрируются новые сигналы, то есть

образуются данные.Таким образом можно считать, что сигналы являются

основополагающими не только в радиотехнике и информатике, но и в нашей

повседневной жизни.

Сигналы и их детерминированные модели.

Любой электрический сигнал можно рассматривать как меняющуюся во времени

электрическую величину (напряжение, ток). Например на рис р. приведен

график, иллюстрирующий изменение электрического тока i. Такой ток i можно

называть функцией времени t, а изображение ее на рисунке р. – графиком этой

функции или временной диаграммой. Переменная t называется аргументом

функции i (t). В данном примере функция i (t) представлена графиком на

интервале от момента t=0 до t=t1, однако для дальнейшего изложения важно

иметь не только график функции, который дает наглядное представление о

форме этой функции, но и математическое выражение, по которому можно было

бы построить (восстановить) её график. Такое математическое выражение

позволяет вычислить значение функции для любого задаваемого значения

аргумента. Аналогичные понятия можно ввести при рассмотрении и напряжения,

меняющегося во времени, которое в дальнейшем будем обозначать символом u(t)

и называть электрическим сигналом.

i(t)

рис.р.

t

Математическое выражение, по которому для любого задаваемого момента

времени можно вычислить значение электрического сигнала, будем называть

математической детерминированной моделью сигнала. Выбор наиболее

подходящего для каждого конкретного сигнала математического выражения есть

выбор математической модели этого сигнала. Наиболее часто такой выбор

осуществляется на основе анализа временной диаграммы электрического

сигнала.

Периодические сигналы.

Сигнал u(t) называется периодическим с периодом Т, если его значение в

произвольный момент времени t' совпадает со значениями в моменты t'+ kT,

где k – может быть любым целым числом, т.е. для периодического сигнала

справедливо u(t'+ kT)=u(t') где k= ±1, ±2,... Из этого определения

следует , что периодические сигналы определены на всей оси времени, т.е.

на бесконечном интервале -?

периодического сигнала достаточно задать его значения лишь на любом

конечном интервале времени, длительность которого совпадает с периодом Т.

Пример графика периодического сигнала приведены ниже.

u1(t )

t

В данном случае рассмотрен самый элементарный случай гармонического сигнала

– синусоида. Для гармонического сигнала u1(t) период равен Т1.

Непериодические сигналы.

Сигналы, не являющиеся периодическими, называются непериодическими.

Таковыми оказываются многие реальные электрические сигналы. Для таких

сигналов нельзя указать период, через который значения сигнала повторяются.

По этому непериодические сигналы необходимо описывать с помощью

математических выражений (функций времени) на всей оси времени от -? до

+?. Рассмотрим одиночный прямоугольный импульс длительностью Ј, имеющего

амплитуду Um. Такой импульс описывается функцией времени

Um, - Ј/2 ? t?Ј/2

u(t ) =

0, -?

u(t )

t

-?/2 0 ?/2

Непрерывные и дискретные сигналы. Теорема Котельникова.

Сигналы, которые описываются непрерывными функциями времени, называются

непрерывными. Мгновенные значения таких сигналов изменяются во времени

плавно, без резких скачков (разрывов). Примеры временных диаграмм

непрерывных сигналов приведены ниже. Многие реальные сигналы являются

непрерывными. К таковым можно отнести, например, электрические сигналы при

передачи музыки, изображений и.т.д. Некоторые из непрерывных сигналов имеют

ограниченный спектр. Для таких сигналов справедлива следующая теорема

Котельникова: непрерывный сигнал с ограниченным спектром полностью

определяется своими значениями в дискретные моменты времени, отстоящими

друг от друга на время 2?/2?в,где?в – верхняя граничная частота спектра

этого сигнала. На основе теоремы Котельникова непрерывный сигнал с

ограниченным спектром может быть передан путем передачи его мгновенных

значений, отсчитываемых в дискретные моменты времени – дискретных отсчетов,

т.е. фактически задача сводится к передаче последовательности чисел. В

простейшем случае такой сигнал можно передавать путем передачи

последовательности прямоугольных импульсов длительностью ? с периодом

следования ?t и амплитудами, совпадающими со значениями передаваемого

непрерывного сигнала в соответствующие моменты времени, как это показано на

рис.2. Переход от непрерывного сигнала u(t) к последовательности импульсов

v(t) называется дискретизацией по времени. Сигнал v(t) при этом часто

называется импульсным или дискретным по времени.

u(t)

t

?t 2?t 3?t 4?t 5?t

рис.1

u(t) 7.6

6.8

4.8

3.4

3.4 3.2

2.0 2.6

2.2

t

?t 2?t 3?t 4?t 5?t

рис.2

Таким образом, теорема Котельникова лежит в основе импульсной передачи

непрерывных сигналов; эта теорема указывает следующие условия, при которых

передача непрерывных сигналов может быть сведена к передаче отдельных

импульсов:

а) спектр передаваемого сигнала должен быть ограничен верхней граничной

частотой ?в;

б) частота следования импульсов – отсчетов, или тактовая частота

?с=2?fc=2?/?t=2?/??в= 2?в

Реальные непрерывные сигналы, подлежащие передаче, как правило, имеют

спектры, хотя и довольно быстро стремящиеся к нулю с ростом частоты, но все

же ограниченные.Такие сигналы могут быть восстановлены по своим дискретным

отсчетам лишь приближенно. Однако выбирая шаг дискретизации ?t достаточно

малым, можно обеспечить пренебрежимо малое значение ошибки восстановления

непрерывного сигнала по его отсчетам в дискретные моменты времени.

Страницы: 1, 2, 3