Что такое арифметико-логическое устройство?

Арифметико-логическое устройство предназначено для выполнения всех операций составляющих набор арифметических, логических и устройств обмена информацией с запоминающим устройством ЭВМ. Структурно-арифметико-логическое устройство входит в микропроцессор.

Что используется в качестве запоминающих элементов при построении узлов и элементов ЭВМ?

Регистры общего назначения предназначены для хранения информационных слов, подлежащих обработке в АЛУ. Здесь же хранятся промежуточные результаты обработки информации и управляющие слова. Регистры общего назначения допускают считывание и запись информации, для чего предусмотрена их связь с выходной шиной, с шиной указания адреса, а также содержат управляющий вход, сигнал на котором создает режим работы микропроцессора, т.е. запись, хранение или чтение информации.

Информация из регистров общего назначения может либо непосредственно поступать в АЛУ, либо может быть предварительно помещена в буферный или сдвиговый регистры, которые служат для предварительного хранения информации или осуществляют сдвиг информации непосредственно перед обработкой в АЛУ.

Регистром называется устройство, предназначенное для запоминания машинного слова, а также для выполнения над словом некоторых логических преобразований.

Регистр представляет собой совокупность триггеров, число которых соответствует числу разрядов в слове.

какие функции выполняет регистр в составе процессора

Регистр представляет собой совокупность триггеров, число которых соответствует числу разрядов в слове, а также вспомогательных схем, обеспечивающих выполнение следующих операций:

1) Установка регистра в 0 или сброс;

2) Прием слова из другого устройства;

3) Передача слова в другой регистр или устройство;

4) Сдвиг слова вправо или влево на требуемое число разрядов:

5) Преобразование последовательного кода слова в параллельный и наоборот;

6) Поразрядные логические операции.

 

Регистры выступают как устройства памяти. В составе процессоров регистры выполняют функции общего назначения и специализированные.

 

Билет № 8

Расскажите о магистральной (шинной) структуре ЭВМ.

Расскажите о магистральной (шинной) структуре ЭВМ

Второй тип структуры ЭВМ опирается на магистраль, состоящую из трех шин, а

именно:

• шину данных

• шину адресов

• шину управления

По шине данных пересылается информация, предназначенная для обработки во время

текущего сеанса работы компьютера. По шине адресов выставляются адреса мест хранения информации (адреса ячеек памяти). По шине управления передаются все управляющие и синхронизирующие ЭВМ сигналы со стороны устройства управления микропроцессора.

Условные обозначения:

ПР – процессор;

СПР–сопроцессор; ПЗУ – постоянное ЗУ, или ROM;

ОЗУ – оперативное ЗУ, или ЗУ с произвольной выборкой адресов(RAM);

Дисковая память – запоминающие устройства на вращающихся магнитных дисках;

ГМД – дисковая память на гибких магнитных дисках – дискетах;

ЖМД – дисковая память на жестких магнитных дисках (Винчестер);

CD – ROM – дисковая, только читаемая память;

ВвУ—устройство ввода, обеспечивающее ввод данных в компьютер, чаще всего в ОЗУ;

ВывУ – устройство вывода, обеспечивающее вывод данных из компьютера во внешние

устройства;

КПДП – контроллер прямого доступа к памяти, обеспечивающий управление особым

режимом прямого доступа к памяти, когда внешние устройства и дисковая память общаются

непосредственно с оперативной памятью компьютера: по запросам от внешних устройств

DACK;

КПР–контроллер прерываний, обеспечивающий управление особым режимом прерываний

вычислительного процесса, когда от выполнения одних программ процессор переходит к

выполнению других программ по запросам на прерывание от внешних устройств (сигналы

IRQ) с обеспечением возможностей возврата на прерванные программы.

 

Основные понятия архитектуры ЭВМ.

Под архитектурой ЭВМ понимается структура компьютера, существующая в текущий момент времени для выполнения ЭВМ конкретной задачи. Если будет решаться другая задача, то ЭВМ может быть представлена другой структурой, в которой содержатся другие устройства и блоки, отличные от первой архитектуры. Одним из требований, предъявляемых к архитектуре, должно быть представление о функционировании ЭВМ в соответствии с ее структурой.

Архитектура ЭВМ охватывает обширный круг проблем, связанных с созданием комплекса аппаратных и программных средств и учитывающих большое количество определяющих факторов. Среди этих факторов самыми главными являются:

· стоимость,

· сфера применения,

· функциональные возможности,

· удобство в эксплуатации.

Основным компонентом архитектуры считаются аппаратные средства.

Архитектуру вычислительного средства необходимо отличать от его структуры. Структура вычислительного средства определяет его текущий состав на определенном уровне детализации и описывает связи внутри средства.

Архитектура же определяет основные правила взаимодействия составных элементов вычислительного средства, описание которых выполняется в той мере, в какой необходимо для формирования правил их взаимодействия. Она устанавливает не все связи, а наиболее необходимые, которые должны быть известны для более грамотного использования применяемого средства.

Так, пользователю ЭВМ не важно, на каких элементах выполнены электронные схемы и т. д. Важно несколько другое:

· как те или иные структурные особенности ЭВМ связаны с возможностями, предоставляемыми пользователю,

· какие альтернативные решения реализованы при создании машины,

· по каким критериям принимались решения,

· как связаны между собой характеристики устройств, входящих в состав ЭВМ,

· какое действие они оказывают на общие характеристики компьютера.

Другими словами, архитектура ЭВМ действительно отражает круг проблем, которые относятся к общему проектированию и построению вычислительных машин и их программного обеспечения.

Структура вычислительной системы

Из чего состоит любая вычислительная система?

Во-первых, из того, что в англоязычных странах принято называть словом hardware, или техническое обеспечение: процессор, память, монитор, дисковые устройства и т.д., объединенные магистральным соединением, которое называется шиной.

Во-вторых, вычислительная система состоит из программного обеспечения (software).

 

Когда система булевых функций является полной? Приведите примеры функционально полных систем булевых функций.

Для описания законов функционирования комбинационных автоматов используется математический аппарат булевых функций, которые представляют собой функции двоичных переменных 0 и 1.

Система булевых функций W называется функционально полной, если для любой булевой функции f(x1, x2, …, xn) может быть построена равная ей функция путём суперпозиций (x1, x2, …, xn), взятых в любом конечном числе экземпляров каждая. Если система булевых функций содержит конъюнкцию x1x2, дизъюнкцию x1Úx2 _ x, то такая система является функционально полной.

Функциональной полнотой будут обладать системы булевых функций:

И НЕ: x1x2, x;

ИЛИ НЕ: x1Úx2, x.

Функционально полной является система булевых функций не(x1x2) – штрих Шеффера.

Функциональной полнотой будет обладать и система, содержащая функцию

ИЛИ-НЕ, стрелка Пирса, которую можно описать не (x1∨ x2).

Билет № 9