Информация в технических устройствах

 

Обмен информацией в технических устройствах и системах осуществляется с помощью сигналов, отражающих физические характеристики объектов и процессов.

Существующие в технических устройствах сигналы делятся на непрерывные (или аналоговые) и дискретные.

Непрерывность сигнала означает возможность его изменения на любую малую величину в любой заданный малый промежуток времени.

Примером аналоговой передачи сигнала является передача речи по телефонным проводам: речевая информация преобразуется в аналоговые электрические сигналы, которые по проводам передаются абоненту, а затем обратно преобразуются в речевую информацию.

До 1970-х г.г. технические устройства работали только с аналоговыми сигналами. Аналоговыми являлись и способы их обработки.

С появлением микропроцессоров и микросхем с высокой степенью интеграции стали получать распространение дискретные и цифровые сигналы и соответствующие способы их обработки.

Дискретность сигнала означает возможность его измерения только на конечном отрезке, в строго определенные моменты времени, то есть сам сигнал представляет собой не непрерывную функцию, а последовательность дискретных значений.

Дискретный сигнал, значения которого выражены определенными конечными числами, называется цифровым.

Для обработки, хранения, передачи цифровых сигналов также существуют специальные технические устройства: аудио- и видео—компакт-диски, модемы и факсимильные средства связи.

Однако остается достаточно много систем и устройств, в которых информация может передаваться только в виде аналогового сигнала. В связи с этим используются способы преобразования аналогового сигнала в цифровой и обратно.

Современные компьютеры обрабатывают числовую, текстовую, графическую информацию, причем как в черно-белом, так и в цветном изображении. Для удобства работы с разнообразной информацией и прежде всего для ее хранения в современных компьютерах принята байтовая организация памяти, т.е. для представления каждого символа ему отводится 8 двоичных разрядов (бит) памяти, или 1 байт, рис. 3.9.

Последовательность нескольких битов и байтов часто называют полем данных. Поля постоянной длины:

· Полуслово – 2 байта;

· Слово – 4 байта;

· Двойное слово – 8 байт.

 

Байт	Байт	Байт	Байт	Байт	Байт	Байт	Байт
Полуслово	Полуслово	Полуслово	Полуслово
Слово	Слово
Двойное слово

Рис. 3.10. Байтовая структура памяти

 

Для удобства работы с информацией введены следующие термины для обозначения совокупностей двоичных разрядов, табл. 3.3.

Для решения любой вычислительной задачи цифровая информация должна быть введена и зафиксирована в памяти машины, а перед непосредственным выполнением над ней вычислительных операций размещена в специальных устройствах - регистрах. Длина регистров, т.е. количество разрядов обрабатываемого двоичного числа, для различных типов современных компьютеров различная (определяется принятой архитектурой машины), но, как правило, составляет 16, 32, 64 разряда.

Таблица 3.3.

Единицы измерения памяти

Количество двоичных разрядов в группе	Наименование единицы измерения
	Бит
	Байт
	Полуслово
	Слово
	Двойное слово
8*1024	Кбайт (килобайт)
8*1024^2	1 Мбайт (мегабайт)
8*1024^3	1 Гбайт (гигабайт)
8*1024^4	1 Тбайт (терабайт)
8*1024^5	1 Пбайт (пентабайт)

Вопросы для самоконтроля

1. В чем принципиальные различия между аналоговыми и цифровыми машинами?

2. Какие признаки характеризуют термин "поколение ЭВМ"?

3. Какие существуют подходы в современной классификации ЭВМ?

4. Что означает показатель "производительность ЭВМ"?

5. В чем принципиальное различие между центральными и внешними устройствами ЭВМ?

6. В чем заключается суть программного управления работой компьютеров?

7. Как формируется адрес очередной команды при программном
управлении?

8. Назовите основные единицы хранения информации в памяти
компьютера.

9. Что представляют собой четыре архитектуры построения вы
числительных систем?

10. Какие режимы работы ЭВМ наиболее характерны для обработки данных?

Контрольные тесты

№ п/п	Вопрос	Возможные ответы
1.	На рисунке представлена структура вычислительной системы	· с одним потоком команд и одним потоком данных · с одним потоком команд и множеством потоком данных · с множеством потоком команд и множественным потоком данных · с множественным потоком команд и одним потоком данных
2.	На рисунке представлена функциональная схема ЭВМ, предложенная…	· Р. Хартли · Биллом Гейтсом · С.А. Лебедевым · Дж. Фон Нейманом
2.	Правильный порядок значений по убыванию.	· 1 терабайт, 1 мегабайт, 1 гигабайт, 1 петабайт · 1 терабайт, 1 гигабайт, 1 петабайт, 1 мегабайт · 1 мегабайт, 1 гигабайт, 1 терабайт, 1 петабайт · 1 петабайт, 1 терабайт, 1 гигабайт, 1 мегабайт
3.	На рисунке представлена ______ схема вычислительной системы	· многопроцессорная векторная · многопроцессорная магистральная · однопроцессорная · многопроцессорная матричная
4.	Совокупность ЭВМ и программного обеспечения называется…	· вычислительной системой · встроенной системой · интегрированной системой · построителем кода
5.	На рисунке представлена структура вычислительной системы Поток команд Поток данных Результаты	· с множественным потоком команд и одним потоком данных · с множественным потоком команд и множественным потоком данных · с одним потоком команд и множественным потоком данных · с одним потоком команд и одним потоком данных
6.	Компьютеры, созданные для решения предельно сложных вычислительных задач, – это …	· суперкомпьютеры · серверы · карманные персональные компьютеры · персональные компьютеры
7.	Минимальной единицей адресуемой памяти в компьютере является…	· 1 герц · 1 байт · 1 бит · 1 килобайт
8.	1 гигабайт содержит…	· 1024 килобайт · 10000 мегабайт · 1000 килобайт · 1024 мегабайт
9.	Основные принципы построения цифровых вычислительных машин были разработаны…	· российским ученым академиком С.А. Лебедевым · Ч. Беббиджем в Англии · Адой Лавлейс · американским ученым Дж. фон Нейманом
10.	Для обработки в оперативной памяти компьютера числа преобразуются в…	· графические образы · символы латинского алфавита · числовые коды в восьмеричной форме · числовые коды в двоичной форме
11.	Количество двоичных разрядов, отводимых для машинной команды, определяет _______ процессора.	· емкость · частоту · разрядность · объем
12.	Последовательность смены элементной базы ЭВМ: а) дискретные полупроводниковые приборы б) электронно-вакуумные лампы в) интегральные микросхемы	· в), а), б) · б), а), в) · б), в), а) · а), б), в)
13.	Принципы функционирования компьютера фон Неймана включает: а) данные и программы, должны быть представлены в двоичной системе б) ячейки памяти должны иметь адреса для доступа к ним в) обязательное наличие внешней памяти (винчестера) г) наличие операционной системы	· б, г · а, б · а, в · б, в
14.	Персональные компьютеры относятся к…	· классу машин 3-го поколения · особому классу машин · классу машин 4-го поколения · классу машин 2-го поколения
15.	Элементной базой первого поколения ЭВМ являлись…	· чипы · полупроводниковые схемы · транзисторы · электронно-вакуумные лампы
16.	1024 килобайта равно…	· 1 мегабайту · 1 гигабайту · 1 мегабоду · 1 мегабайту
17.	Для информационной техники предпочтительнее ______ вид сигнала.	· синхронизированный · зашумленный · цифровой · непрерывный
18.	Выберите вариант, в котором объемы памяти расположены в порядке возрастания.	· 15 бит, 20 бит, 2 байта, 1010 байт, 1 Кбайт · 15 бит, 20 бит, 2 байта, 1 Кбайт, 1010 байт · 15 бит 2 байта, 20 бит, 1 Кбайт, 1010 байт · 15 бит, 2 байта, 20 бит, 1010 байт, 1 Кбайт
19.	Функциональной частью компьютера, предназначенной для приема, хранения и выдачи данных, является…	· процессор · оперативная память (ОЗУ) · графопостроитель · монитор
20.	Верным(и) является(ются) утверждение(я): а) При выключении компьютера содержимое внешней памяти исчезает. b) Сетевая плата является устройством приема-передачи данных. с) Флоппи-диск является носителем информации. d) Джойстик не является устройством ввода данных.	· b и c · b и c и d · d · b и d
21.	Установите правильное соответствие между названиями и описаниями. А. CMOS 1. Является энергозависимой. B. ОЗУ 2. Запоминающее устройство носителем. С. Дисковод компакт-дисков 3. Является энергонезависим. минимальным энергопотреб.	· А-1, В-2, С-3 · А-2, В-1, С-3 · А-3, В-1, С-2 · А-2, В-3, С-1
22.	Устройством, в котором хранение данных возможно только при выключенном питании компьютера, является…	· постоянная память (ПЗУ) · жесткий диск · оперативная память (ОЗУ) · гибкий магнитный диск
23.	Аппаратная кэш-память компьютера используется для…	· увеличения объема энергонезащищенной памяти · обмена информацией компьютер с периферийным устройством · уменьшения сбоев в работе компьютера · увеличения производительности процессора
24.	.Внешняя память компьютера предназначена для…	· долговременного хранения только данных, но не программ · долговременного хранения данных и программ · долговременного хранения только программ, но не данных · кратковременного хранения обрабатываемой в данный момент информации
25.	Совокупность ЭВМ и программного обеспечения называется…	· вычислительной системой · встроенной системой · интегрированной системой · построителем кода
26.	Устройствами ввода данных являются: а) жесткий диск б) джойстик в) мышь г) регистры д) привод CD-ROM	· в, г, д · б, д · б, в · б, в, г
27.	Основная интерфейсная система компьютера, обеспечивающая сопряжение и связь всех его устройств между собой, называется …	· системой ввода/вывода · системой мультиплексирования · системной шиной · шиной питания
28.	Последовательность смены элементной базы ЭВМ: а) дискретные полупроводниковые приборы б) электронно-вакуумные лампы в) интегральные микросхемы	· в), а), б) · б), а), в) · б), в), а) · а), б), в)
29.	В состав внутренней памяти ЭВМ входят…	· постоянная память, оперативная память и кэш-память · накопители на гибких магнитных дисках · накопители на компакт-дисках · накопители на жестких магнитных дисках
30.	Процессор выполняет…	· представление данных в доступной человеческому восприятию форме · постоянное хранение данных и программ их обработки · обработку всех видов информации · генератор импульсов
31.	Устройством, в котором хранение данных возможно только при выключенном питании компьютера, является…	· постоянная память (ПЗУ) · гибкий магнитный диск · жесткий диск · оперативная память (ОЗУ)
32.	Устройством вывода является…	· модем · дисплей · дисковод · мышь
33.	Арифметико-логическое устройство в составе микропроцессора персонального компьютера предназначено для…	· распознавания и декодирования команд · установление логической последовательности выполнения элементарных операций · выборки данных из оперативной памяти · выполнения арифметических операций
34.	Устройством персонального компьютера, связывающим его с телефонной линией, является …	· мультиплексор · шлюз · факс · модем
35.	Устройством для резервного копирования больших объемов информации является …	· архиватор · сканер · плоттер · стример
36.	Разрядностью микропроцессора является …	· физический объем регистров микропроцессора · ширина шины адреса микропроцессора · размер кэш-памяти · количество бит, обрабатываемых микропроцессором за один такт работы
37.	Аббревиатура ROM расшифровывается как …	· внешняя память · память с последовательным доступом · память с произвольным доступом · память только для чтения
38.	ПЗУ является ________ памятью.	· энергонезависимой · динамической · энергозависимой · оперативной с произвольным доступом
39.	Внешними запоминающими устройствами являются: 1) жесткий диск 2 оперативная память (ОЗУ) 3) стример 4) кэш-память	· 2 и 4 · 3 и 4 · 1 и 3 · 1 и 2
40.	Принципы функционирования компьютера фон Неймана включает: а) данные и программы, должны быть представлены в двоичной системе б) ячейки памяти должны иметь адреса для доступа к ним в) обязательное наличие внешней памяти (винчестера) г) наличие операционной системы	· б, г · а, б · а, в · б, в
41.	Верным(и) является(ются0 утверждение(я): а) Сетевая плата не является устройством приема-передачи данных. b) Микропроцессор не имеет элементов памяти. с) Флэш-память является долговременной памятью. d) В мониторах на жидких кристаллах отсутствует электромагнитное излучение.	· b и d · с и d · а · b, c, d
42.	Энергозависимыми устройствами памяти является …	· Flash USB Drive · регистры микропроцессора · ОЗУ · кэш-память
43.	Укажите, какие из следующих высказываний являются истинными.   а) Появление второго поколения ЭВМ было обусловлено переходом от электронных ламп к транзисторам. б) В ЭВМ первого поколения отсутствовало устройство управления. в) В ЭВМ первого поколения отсутствовала оперативная память. г) Машины третьего поколения – это семейства машин с единой архитектурой, то есть программно совместимых. д) Компьютер с процессором Intel Pentium III относится к четвертому поколению ЭВМ.	· а, г, д · а, б, г · б, в, д · б, в, г
44.	Центральный процессор персонального компьютера выполняет	· генерацию импульсов · систематизацию данных · постоянное хранение данных и программ после их обработки · обработку всех видов информации
45.	На производительность микропроцессорной системы не влияет…	· частота тактового генератора · количество внешних устройств · разрядность системной шины · организация интерфейса памяти