Представление информации в информационных системах
Путилин А.Б.
Организация ЭВМ и систем
Учебное пособие для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению подготовки дипломированных специалистов по направлению «Информатика и вычислительная техника» специальность 230105 (220400) – Программное обеспечение вычислительной техники и автоматизированных систем; специальность 200106 (190900) – Информационно-измерительная техника и технологии.
Москва УДК 389.14.07
Организация ЭВМ и систем. Учебное пособие для вузов / А.Б. Путилин. – М.:2008 г.,
Учебное пособие предназначено для студентов и специалистов в области вычислительной и информационно-измерительной техники и используется в составе учебно-методического комплекса дисциплины «Организация ЭВМ и систем» и использует дистанционные образовательные технологии. В учебном пособии представлен материал курсов дисциплин «Организация ЭВМ и систем», «Вычислительная техника в измерительных информационных системах», «Микропроцессоры и ЭВМ в приборостроении». Рассмотрены общие вопросы построения и использования аналоговых и цифровых вычислительных устройств. Приведены методы и устройства аналого-цифрового и цифро-аналогового преобразования. Рассмотрены архитектуры микропроцессоров и особенности использования микропроцессорных систем. Приводятся особенности организации и базовые структуры ЭВМ.
Москва, 2008 Предисловие В книге последовательно рассматриваются вопросы использования элементной базы, принципов построения и программирования вычислительных устройств для систем обработки информации. Некоторые темы можно отнести к классическим разделам как вычислительной техники, так и, например, модульной электроники, микропроцессорной техники и техники программирования. Программное обеспечение рассмотрено на примере языков высокого уровня нашедших широкое применение. Материал изложен таким образом, что позволяет решать конкретные задачи даже начинающему изучение студенту и не требует знакомства с дополнительной литературой. В первой главе рассмотрены основные понятия об информации и информационных процессах. Вторая и третья главы посвящены анализу принципов построения аналоговых и цифровых вычислительных устройств. Четвертая глава включает в себя материал по системам счисления и математической логике. На конкретных примерах рассматривается преобразование кодов, синтез и минимизация логических схем. В главах с пятой по девятую рассматриваются комбинационные и последовательностные цифровые устройства их синтез и особенности применения. Десятая глава посвящена применению АЦП и ЦАП для преобразования сигналов. В одиннадцатой главе рассматриваются принципы построения микропроцессоров. В главах двенадцатой и тринадцатой изложен материал по программно-модульным интерфейсам и интерфейсам персональных ЭВМ.
Оглавление Введение…………….................................................................................................................... 10 Глава 1. Представление информации в информационных системах................................. 11 1.1. Понятие об информации и информационных процессах............................................. 12 1.2. Сигналы и информация...................................................................................................... 12 1.3. Виды информации и их классификация.......................................................................... 13 1.4. Структура информации...................................................................................................... 19 1.5. Дискретизация сигналов при вводе в ЭВМ....................................................................... 23 Контрольные вопросы................................................................................................................ 25 Глава 2. Аналоговые вычислительные устройства............................................................... 26 2.1. Методы моделирования...................................................................................................... 26 2.2. Методы построения АВУ..................................................................................................... 29 2.3. Основные характеристики АВУ......................................................................................... 30 2.4. Функциональные устройства............................................................................................ 31 2.5. Суммирующие и вычитающие устройства...................................................................... 32 2.6. Дифференцирующие устройства........................................................................................ 43 2.7. Интегрирующие устройства............................................................................................... 47 Контрольные вопросы................................................................................................................ 53 Глава 3. Цифровые вычислительные устройства................................................................... 54 3.1. Основные понятия и определения цифровой вычислительной техники...................... 54 3.2. Характеристики ЭВМ........................................................................................................... 55 3.3. Поколения ЭВМ.................................................................................................................... 57 Контрольные вопросы................................................................................................................ 59 Глава 4. Математическое введение в цифровую вычислительную технику...................... 60 4.1. Системы счисления, используемые в ЭВМ....................................................................... 60 4.2. Формы представления числовой информации................................................................ 66 4.3. Машинные коды чисел........................................................................................................ 68 4.4. Кодирование алфавитно-числовой информации........................................................... 71 4.5. Элементы алгебры логики................................................................................................... 72 4.6. Функционально полные системы..................................................................................... 75 4.7. Минимизация функций алгебры логики........................................................................... 78 Контрольные вопросы................................................................................................................ 82 Глава 5. Комбинационные цифровые устройства................................................................. 83 5.1. Понятие о комбинационных и последовательностных цифровых устройствах …………………………………………………………………………………………….83 5.2. Базовые интегральные логические элементы.................................................................. 83 5.3. Синтез КЦУ............................................................................................................................ 86 Контрольные вопросы................................................................................................................ 89 Глава 6. Типовые КЦУ................................................................................................................ 90 6.1. Дешифраторы........................................................................................................................ 90 6.2. Шифраторы........................................................................................................................... 92 6.3. Мультиплексоры.................................................................................................................. 93 6.4. Сумматоры........................................................................................................................... 94 Контрольные вопросы................................................................................................................ 98 Глава 7. Анализ работы КЦУ..................................................................................................... 99 7.1. Быстродействие КЦУ........................................................................................................... 99 7.2. Состязания в КЦУ.............................................................................................................. 101 Контрольные вопросы.............................................................................................................. 104 Глава 8. Понятие о ПЦУ........................................................................................................... 105 8.1. Основные определения и структура ПЦУ....................................................................... 105 8.2. Классификация триггеров................................................................................................ 106 8.3. Асинхронный RS-триггер с прямыми входами.............................................................. 107 8.4. Синхронный RS-триггер со статическим управлением................................................ 109 8.5. Универсальный JK-триггер............................................................................................... 112 8.6. Т-триггеры........................................................................................................................... 114 8.7. D-триггер ………………………………………………………………………………………...115 Контрольные вопросы.............................................................................................................. 116 Глава 9. Типовые ПЦУ............................................................................................................. 117 9.1.Регистры ………………………………………………………………………………….……..117 9.2. Счетчики ………………………………………………………………………………………...124 9.3. Сумматоры на основе ПЦУ…………………………………………………………………..129 9.4. Построение запоминающих устройств……….…………...………………………………131 Контрольные вопросы.............................................................................................................. 138 Глава 10. Аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи.............................. 139 10.1. аналого-цифровые преобразователи (АЦП)................................................................. 139 10.2. АЦП с интегрированием.................................................................................................. 139 10.3. АЦП с последовательным сравнением......................................................................... 141 10.4. АЦП с преобразованием измеряемой величины в кодируемый временной интервал........................................................................................... 143 10.5. АЦП двоичного поразрядного уравновешивания...................................................... 146 10.6. Основные характеристики АЦП……………………………………………………………148 10.7. Цифро-аналоговые преобразователи (ЦАП)………………………………………………..150 Контрольные вопросы.............................................................................................................. 153 Глава 11. Общая характеристика микропроцессоров......................................................... 154 11.1. Использование микропроцессоров в ИИТ.................................................................... 154 11.2. Структура микропроцессоров........................................................................................ 155 11.3. Классификация микропроцессоров.............................................................................. 159 11.4. Программное управление МП........................................................................................ 161 11.5. Особенности построения модульных МП.................................................................... 194 11.6. Принципы организации ЭВМ с использованием МП................................................. 198 Контрольные вопросы.............................................................................................................. 208 Глава 12. Интерфейсы программно-модульных и магистрально-модульных систем......................................................................................... 208 12.1. Программно-модульный интерфейс IEC 625-1. Общая характеристика интерфейса....................................................................................... 208 12.2. Логическая организация интерфейса.......................................................................... 209 12.3. Схемы поддержки и БИС для интерфейса..................................................................... 213 12.4. Локальные системы на базе интерфейса...................................................................... 214 12.5. Интерфейсы магистраль-модульных и мультимикропроцессорных систем. Развитие интерфейсов системы КАМАК................................................................................ 216 12.6. Интерфейсы системы Multibus...................................................................................... 220 12.7. Интерфейс системы Fastbus........................................................................................... 224 Контрольные вопросы.............................................................................................................. 230 Глава 13. Интерфейсы и шины персональных ЭВМ............................................................. 221 13.1 Общая характеристика интерфейсов............................................................................. 231 13.2 Последовательный и параллельный интерфейсы......................................................... 232 13.3 Универсальная последовательная шина USB.............................................................. 233 13.4 Интерфейс портативных компьютеров (PCMCIA)......................................................... 235 13.5 Шины персональных компьютеров ЭВМ серии PC/AT (ISA, EISA, MCA, PCI)................................................................................................................. 239 13.6 Локальные шины (Local bus и VL-bus).......................................................................... 248 13.7 Интерфейс FireWare.......................................................................................................... 251 КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ………………………………………………………………………..253 Литература ………………………………………………………………………………………...254 термины и определения……………………………………………………………………………..255
Введение Развитие вычислительной техники связано с созданием первых вычислительных устройств для управления и декодирования. Блок схема введенная Дж. Фон Нейманом представляла собой модель, по уровню реализации близкую большинству информационных структур. Информационная техника во многом опирается на успехи, достигнутые в области электроники, вычислительной техники и современной теории обработки сигналов. В современных информационно-измерительных системах используются, как правило, следующие компоненты: датчики, осуществляющие преобразование одной физической величины в другую; согласующие устройства или интерфейсы, реализующие связь и согласование между элементами системы и вычислительное устройство, обеспечивающее выполнение алгоритмов обработки и анализа сигналов с последующим отображением результатов или передачей командных воздействий на управление объектом измерения. По существу, именно вычислительное устройство позволяет обеспечивать не только математическую обработку измерительной информации, но и создавать широкий класс виртуальных измерительных приборов, обеспечивающих весь спектр традиционных измерений. Сохраняют свое значение и аналоговые вычислительные устройства, которые либо самостоятельно в реальном масштабе времени выполняют простейшие вычислительные операции, не дискретизируя сигнал, либо выступают в качестве промежуточных согласующих схем. Совершенствование цифровых вычислительных устройств привело к появлению нового класса программно-управляемых устройств - микропроцессоров. Успехи в развитии микроэлектронного производства способствовали появлению как специальных сигнальных процессоров, использующих в одном корпусе однокристальную микроЭВМ и ряд преобразователей электрических сигналов в цифровой код, так и суперЭВМ, обладающих рекордным быстродействием, большими объемами памяти и возможностями связи и управления на большом расстоянии. В этой связи, важное значение приобретает оптимальное программирование, которое возможно при использовании как языков ассемблера, ориентированных на определенную элементную базу, так и универсальных языков программирования высокого уровня. Глава 1 Представление информации в информационных системах
Популярное: Почему стероиды повышают давление?: Основных причин три... Личность ребенка как объект и субъект в образовательной технологии: В настоящее время в России идет становление новой системы образования, ориентированного на вхождение... Как выбрать специалиста по управлению гостиницей: Понятно, что управление гостиницей невозможно без специальных знаний. Соответственно, важна квалификация... Почему двоичная система счисления так распространена?: Каждая цифра должна быть как-то представлена на физическом носителе... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (715)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |