Компютърни технологични системи и мрежови комплекси. Изчислителни машини, системи и мрежи. История на катедрата по EphiS

Оставете коментар 6,950

Специалност "Изчислителни машини, системи и мрежи" (VMSiS)

Квалификация - системен инженер
Форма на обучение - дневна (бюджетна/платена), задочна (бюджетна/платена), намалена вечерна форма на висше образование, интегрирана със средно специализирано образование (платено)

Специфичност и уместност

Благодарение на бързото развитие на компютърните технологии през последните 20-30 години, информационните технологии (IT-Information Technologies) се превърнаха във флагман на новата икономика - икономиката на знанието. Освен това професионалните умения в ИТ са универсални и позволяват на обучен специалист да се почувства като търсен служител във всяка страна по света. Благодарение на компетентната политика на ръководството на Република Беларус в областта на високите технологии, Беларус заслужено си спечели репутацията на една от 30-те най-напредналите страни в областта на информационните технологии в света. Резидентите на Парка на високите технологии създават софтуерни продукти от световна класа благодарение на специалисти, обучени в белоруски университети. Лъвският пай от инженерите на тези компании е подготвен от BSUIR.

Всички тези фактори, разбира се, стимулират интереса на кандидатите към IT специалностите на нашата алма матер. Рядко обаче някой от кандидатите може при постъпване ясно да отговори на въпросите: "- Какво е ИТ?" "- Каква е разликата между различните области на информационните технологии?" И най-важното: "- И в каква посока ще ми е интересно да уча, да работя и да се развивам в бъдеще?"

Ние даваме отговори на тези въпроси. И точно тук и сега.

2. Разликата между различните области/специалности на информационните технологии се състои в количеството часове, които студентите отделят за изучаване на определена дисциплина. За съжаление или за щастие, но съвременните технологии се развиват толкова бързо, че е физически невъзможно един човек да изучава всички възможни посоки. Ерата на универсалните IT специалисти безвъзвратно отмина. По един или друг начин, но в определен момент от живота си всеки ИТ инженер ясно осъзнава кръга си от професионални интереси, нишата на труда на пазара и започва да работи интензивно за подобряване на доста тесни професионални умения. Често, ако нашият абстрактен ИТ инженер в началото на обучението си не усвои основните неща в една или друга посока, то по-късно той вече няма да може просто да намери време да промени радикално кариерата си на ИТ специалист. Този модел може да бъде проследен и в кариерите на привидно свързани професионалисти. Например, в рамките на софтуерното инженерство (Software Engineering): разработчици на бек-енд решения, мобилни разработчици, автоматизирано тестване, SAP решения - след определен период от професионалния си живот те вече не могат да "скочат" към "съседните клон“ на ИТ. За тях е по-лесно да израснат до мениджър на проекти или системен архитект, отколкото да овладеят пълния набор от инструменти за една или друга свързана ИТ посока. В тази връзка въпросът за първоначалния избор на приоритетна посока на тяхното личностно и професионално израстване е много остър. С други думи, как да не сбъркате в избора на специалност, която най-вероятно ще трябва да се справя с най-добрите години от живота ви. Отговорът е съвсем прост – опитайте сами различни технологии и определете кое харесвате повече, какво по-малко и какво изобщо не.

3. В рамките на обучението по специалността "Изчислителни машини, системи и мрежи" всички професионални предмети могат да бъдат разделени в следните пропорции: 30% - компютърен хардуер, 30% - компютърен софтуер, 25% - мрежови технологии. Останалите 15% от дисциплините са или основни универсални предмети, като дискретна математика, или високоспециализирани дисциплини, които са надстройка на високо ниво над други ИТ области, като обработка на цифрови сигнали и изображения. Така компютърният отдел подготвя своеобразни „стволови клетки“ за ИТ специалисти, които още в процеса на обучение започват ясно да разбират от кои ИТ области се интересуват и, започвайки от около 3-та година, целенасочено се подобряват в посоката, в която имат избрани.

Какво ще научите

ИТ се развива с почти феноменална скорост. Така, например, преди 10 години концепцията за смартфон беше напълно екзотична (първият iPhone беше пуснат през 2007 г.!), А днес броят на мобилните устройства, които имат достъп до интернет, надхвърли броя на стационарните и преносимите персонални компютри . Всичко това доведе до лавинообразен ръст на пазара на труда за различни ИТ специалисти, непропорционално увеличение на заплатите в ИТ сектора спрямо останалите сектори на реалната икономика, бум на ИТ стартиращи фирми и други „детски болести“ на растеж на подобни сложни системи. И така, днес най-ценната компания в света е Google, която само за две десетилетия премина от няколко основатели до глобална корпорация! Втората компания по капитализация е Apple – също ИТ корпорация, която е само два пъти по-стара от Google.

От една страна, тази динамика не може да не зарадва никого, свързан с ИТ, но от друга страна, тъй като системите (софтуерни, хардуерни, мрежови или смесени типове) стават все по-сложни, все по-малко инженери си представят как точно работи един компютър и как той се изпълнява.код на различни нива на абстракция на съвременните изчислителни системи. Ние ще ви дадем това знание. Нашите възпитаници са способни да програмират всички видове изчислителни системи – от микроконтролери, настолни компютри и лаптопи, до мрежови рутери, мобилни устройства и многопроцесорни изчислителни клъстери. Освен това системните инженери - завършили компютърния отдел на BSUIR, ако е необходимо, могат не само да диагностицират неизправност в някой от изброените видове устройства, но и в определени случаи да я отстранят сами. Ние учим нашите ученици да овладеят компютрите в истинския смисъл на думата!

Наред с фундаменталната подготовка в областта на физиката, висшата и дискретната математика, електротехниката, схемотехниката, метрологията и стандартизацията, студент от специалност ВМСиС владее следните основни дисциплини:
езици за програмиране и обектно-ориентиран дизайн (Assembler, C / C ++, C #, Java, Scala, JavaScript, HTML, XML, SQL и др.);
структурна и функционална организация на компютрите;
архитектура на компютри и системи;
автоматизация на компютърно и системно проектиране (VHDL, Altera, Xilinx);
цифрова обработка на сигнали и изображения;
изчислителни комплекси, системи и мрежи;
Системен софтуер на компютри;
проектиране на локални мрежи, техния софтуер и хардуер;
защита на информацията в компютърните мрежи.

Все пак трябва да се отбележи, че освен преподаване на дисциплините, предвидени в учебната програма, ние също така ориентираме нашите студенти към онези специфични знания и умения, които той просто трябва да овладее сам, за да изгради успешна кариера. Пример: списък с необходимите минимални познания на съвременен софтуерен инженер за изчислителни системи.

В катедра „Компютър“ – отдела за издаване, студентите могат в хода на обучението си в рамките на учебния план да получат международния сертификат CCNA на филиала на Cisco Networking Academy, както и на образователния център National Instruments, работещ към катедрата от 2010 г. На базата на високопроизводителен изчислителен клъстер студентите от VMSiS получават практически умения за разработване на паралелни алгоритми с помощта на технологиите CUDA, MPI, OpenMP.

Целта ни през следващите пет години е да създадем от катедрата притегателен център както за студенти, така и за завършили поне нашата специалност. Всъщност ние вярваме, че университетът е едно от малкото места, където креативен и технически разбиращ човек може да разгърне потенциала си, за да създаде нещо ново. Въпреки че има възможност да се учим от нашите старши колеги, които все още са запазили съветския техникум, ние трябва да учим максимално техните знания и опит, но преди всичко - научна култура и жажда за знания. Без тези корени бъдещето ни няма да е много щастливо. В момента само няколко студенти разбират важността на научноизследователската работа (R&D) по време на обучението си в университета. Но не губим надежда да увеличим значително този брой - обучаваме студентите да анализират информация и се опитваме да стимулираме талантливи млади хора към научна работа, като ги включваме в наистина интересни и обещаващи проекти.

Перспективи за дипломиране

Нашите системни инженери имат професия, която е конкурентна на световния пазар. Статистиката показва, че около 70% от нашите завършили вече работят в софтуерната индустрия, 20% като системни администратори и инженери по техническа поддръжка, а около 10% са ангажирани с разработването на хардуерни решения. В момента, ако погледнете мрежата от професионални контакти на LinkedIn, около 50% от нашите завършили работят в чужбина, включително в такива световноизвестни компании като Twitter, Samsung и Amazon.

Въпреки това, тези момчета, които останаха в Беларус, потвърждават горната теза за универсалността на нашето обучение - например към момента на писането на това писане 10 от нашите възпитаници работеха в Wargaming.net на различни позиции - QA инженер (1), Release Manager ( 1), софтуерен инженер (2), уеб разработчик (3), разработчик на потребителски интерфейс (1), AS3 разработчик (1) и администратор на ИТ решения (1). В компанията "Viber Media, Inc." - поне 3 души на следните позиции: софтуерен инженер (iOS), Android Developer (1) и инфраструктурен инженер (1). Около 150 души са наети в Epam, най-голямата ИТ компания в Беларус, на всички възможни инженерни и административни позиции. Около 15 от нашите възпитаници са организирали свои собствени ИТ предприятия от 1995 г. насам

Дипломиран отдел -Катедра Електронно-изчислителни машини.
началник на отдел -д.т.н., кандидат на техническите науки Никулшин Борис Викторович
тел.: +375 17 293-23-79.

Съвкупността от хардуер и софтуер, предназначени за информационно обслужване на хора и технически обекти, се нарича обобщаващ термин система за обработка на данни... Друг общ термин е Информационна система.

Ако информационна система се използва за управление на технически системи, тя често се нарича система за управление на информацията... Това са най-често срещаните имена за такива системи.

VM е един от класовете информационни системи. В допълнение към класа VM, те включват VC, VS и мрежи. Нека разгледаме основните отличителни черти на тези класове информационни системи.

Виртуалната машина е проектирана да решава широк спектър от проблеми от потребители, работещи в различни предметни области (решаване на математически задачи, текстообработка, счетоводство, игри и др.). Основната единица на VM, която преобразува информация и управлява изчислителния процес въз основа на програмата, е процесорът. (Думата „процесор“ произлиза от думата „процес“) Процесорът инициализира процеса на изпълнение на програма и го контролира.

Компютърен комплекс- това са няколко VM (или изчислителни системи), свързани информационно една с друга (обикновено чрез сериен канал). Освен това всяка виртуална машина управлява самостоятелно своите собствени изчислителни процеси и интензивни (в сравнение с информационното взаимодействие на процесорите в многопроцесорни системи). VCs са особено широко използвани в системите за управление на информация. Обектите за управление в техническите системи често имат значителна площ в пространството и съдържат голям брой единици, технологични единици и др. С развитието на средствата и технологиите на компютърните мрежи, съвременните телекомуникационни средства се използват в информационните и контролните системи, а информационно-контролната система се реализира под формата на локална компютърна мрежа, а не VC.

Изчислителна системасе нарича информационна система, конфигурирана да решава проблеми в конкретна област на приложение, т.е. има хардуерни и софтуерни специализации, които осигуряват подобрена производителност и по-ниска цена. Често VS съдържа няколко процесора, между които в процеса на работа се осъществява интензивен обмен на информация, които имат единен контрол върху изчислителните процеси. Такива системи се наричат мултипроцесор... Друг често срещан тип самолети са микропроцесорни системи... Те са изградени с помощта на микропроцесор (MP), или микроконтролер, или специализиран цифров сигнален процесор. Обикновено такива системи са специализирани за задачите на локален контрол и мониторинг на технологично оборудване в технически и битови системи. Съответните самолети често се наричат вграден самолет.

Отличителна черта на мрежите като клас информационни системи са развитите функции на информационно взаимодействие.

Средствата за предаване и обработка на информация в мрежата са насочени към колективното използване на общи мрежови ресурси – хардуер, информация и софтуер. Абонатна системаПредставлява набор от VM, софтуер (софтуер), периферно оборудване, средства за комуникация с телекомуникационната подсистема (комуникационна подмрежа). Комуникационна подсистема- набор от физически носители за предаване на информация, хардуер и софтуер, които осигуряват информационно взаимодействие на абонатните системи.

Като физическа среда за предаване на информация се използват усукана двойка, кабел, оптични влакна, електромагнитни вълни.

Оборудването на информационните системи, включително изчислителните и телекомуникационните устройства, се нарича хардуер(хардуер).

Изпратете вашата добра работа в базата от знания е лесно. Използвайте формуляра по-долу

Студенти, специализанти, млади учени, които използват базата от знания в своето обучение и работа, ще ви бъдат много благодарни.

МИНИСТЕРСТВО НА КЛОН НА РУСИЯ

Клон на федералната държавна бюджетна образователна институция

висше професионално образование

"Самарски държавен технически университет" в Сизран

Катедра Информатика и системи за управление

Споразумение и обяснителна бележка

към курсова работа

"Изчислителни машини, системи и мрежи"

Художник: студент гр. EABZ-301

Головин К.О.

Ръководител на Република Киргизстан: д-р, доцент

А. В. Тараканов

Съдържание

1. Въведение
2. Описание на микропроцесора
3. Описание на операциите
4 Програмен код за илюстрирания процесор
5 ... Блокова схема на програмата
7. Заключение
8. Библиография

1. Въведение

В момента се произвеждат много модели микропроцесори с много широк спектър от параметри. Този курсов проект описва хипотетичен микропроцесор с архитектура (т.е. структура и език), която е типична за съвременните микропроцесори. Въпреки че нашият хипотетичен микропроцесор не се предлага в търговската мрежа, той е близо до някои модели от реалния живот, като процесорите от серия 8000 на Intel.

Микрокомпютърът е шинна система, състояща се от модули или блокове, реализирани под формата на големи и много мащабни интегрални схеми. Тези модули обработват информация, контролират потока и интерпретацията на команди, контролират работата на шините, съхраняват информация и комуникират между компютъра и неговата среда.

Първите четири функции обикновено се изпълняват от един функционален блок - микропроцесора. Функциите за съхранение на информация се изпълняват от устройство за съхранение. Тя може да включва както постоянна, така и памет с произволен достъп. И накрая, външните комуникации се обработват от блокове, наречени I/O портове. Всеки такъв порт е интерфейс между микропроцесора и: някакво външно устройство, като терминал (дисплей и клавиатура), външна памет за съхранение на големи количества информация, процесен контролер или измервателен уред.

Основната задача на микропроцесора е да изпълнява програмния код (команди). Както инструкциите, така и данните, които обработват, се съхраняват в паметта в една форма – а именно под формата на двоични числа. Използването на двоична бройна система позволява значително да се опрости устройството на микропроцесор и други компютърни системи. Програмирането за технологични микропроцесори, за които няма транслатори от езици от високо ниво, се извършва чрез директно посочване на операнди и номера на инструкции, като се използва обаче не двоична, а по-удобна шестнадесетична бройна система.

Структурата на микрокомпютър, състоящ се от такива блокове, е показана на фигура 1.

Фигура 1 - Структурата на микрокомпютър с шинна организация

Взаимодействието на блоковете се осъществява с помощта на шини от три типа: адресни шини, шини за данни и шини за управление.

За курсовата работа се задава хипотетичен (илюстриран) микропроцесор с набор от инструкции и масив от пет елемента - цели положителни числа. Следният списък с операции, които трябва да бъдат програмирани, трябва да се извърши с елементите на този масив:

1. Операция № 6. - преход към подпрограма с прехвърляне на параметри през стека.

2. Операция No 4 - цикъл (събиране на всички елементи на масива).

3. Операция 7 - умножение на два елемента от масива.

4. Операция No5 - преминаване към подпрограма с прехвърляне на параметри през регистри.

5. Операция No3 - намиране на най-големия от елементите на масива.

6. Операция No2 - добавяне на елементи на масив с константа.

7. Операция № 1 - добавяне на произволни два елемента на масива.

2. Описание на микропроцесора

Фигура 2 изобразява общата структура на хипотетичен илюстративен микропроцесор.

Фигура 2 - Структура на хипотетичен микропроцесор

Компонентите му показват, че е програмируем процесор. Няколко компонента, а именно програмния брояч (програмен брояч), стека и командния регистър, се използват за обработка на команди.

Компоненти като ALU, тригер за носене, общи регистри (или работни регистри) и регистър на адресите на данни се използват за обработка на данни. Всички останали компоненти, а именно командния декодер и блока за управление и синхронизация (CCU), управляват работата на другите компоненти. Взаимодействието на компонентите се осъществява чрез вътрешни канали за предаване на данни. Микропроцесорът комуникира с други модули (памет и входно/изходни устройства) чрез адресната шина, шината за данни и шината за управление.

Микропроцесорът работи с думи, състоящи се от 8 бита. Такива думи, наречени байтове, са полезни за извършване на аритметични и логически операции. Ако при изчисленията се срещат числа с "по-голяма дължина", тогава се използват специални програми за изчисления с "двойна точност", "тройна точност" и т.н.

От друга страна, 8-битов адрес позволява само 2 8 = 256 места в паметта. За реални задачи това, разбира се, не е достатъчно. Следователно 16 бита (два байта) обикновено се използват за задаване на адреса на паметта и това позволява 2 16 = 65 536 клетки да бъдат директно адресирани.

Информацията към и от микропроцесора се предава по шини. Шините за данни се състоят от 8 реда според дължината на думата, докато адресната шина се състои от 16 реда. Както е показано на фигура 2, адресната шина е еднопосочна, а шината за данни е двупосочна. Управляващата шина се състои от 5 линии, водещи към блока за управление и синхронизация и 8 линии, които го напускат. Тези линии пренасят сигнали за управление и синхронизация между компонентите на микропроцесора и между микропроцесора и други модули на микрокомпютъра.

Броячът на командите се състои от 16 бита и съдържа адреса на следващия команден байт, прочетен от паметта. Той автоматично се увеличава с едно след прочитане на всеки байт. Има връзка между програмния брояч и горната част на стека от 64 регистъра. Една от функциите на стека е да съхранява адреса за връщане от подпрограмата. Стекът може също да съхранява данни от първите три общи регистъра и тригер за пренасяне.

Докато думата за данни винаги е един байт, командата може да бъде един, два или три байта. Първият байт на всяка команда идва от паметта през шината за данни към регистъра на командите. Този първи байт се подава на входа на командния декодер, който определя неговото значение. По-специално, декодерът определя дали инструкцията е еднобайтова или се състои от повече байтове. В последния случай допълнителни байтове се прехвърлят по шините за данни от паметта и се получават или в регистъра на адресите на данните, или в един от общите регистри.

Адресният регистър на данните съдържа адреса на операнда за инструкции, които осъществяват достъп до паметта, адреса на порта за I/O инструкции или адреса на следващата инструкция за инструкции за прескачане.

Петнадесет 8-битови общи регистри съдържат операнди за всички инструкции за данни. Тези регистри се определят с помощта на 4-битови кодове от 0000 до 1110. Регистър 0000 се нарича акумулатор (ACC) и участва във всички аритметични и логически операции. По-специално, той съдържа един от операндите преди операцията да бъде изпълнена и получава резултата след нейното завършване. Обикновено достъпът до общите регистри се осъществява с помощта на K-селектора или r-селектора. R-селекторът позволява достъп до всеки регистър, докато само регистри 0000, 0001 и 0010 са достъпни чрез r-селектора.

Много полезна функция, открита на много машини, е индиректното адресиране. Присвояването на несъществуващ общ регистър 1111 се използва като индикация за достъп до байт на паметта на 16-битов адрес, който се получава чрез комбиниране на съдържанието на два фиксирани общи регистъра. А именно, най-значимите 8 бита на адреса от регистър 0001 (H), и по-ниските 8 бита на адреса от регистър 0010 (L). За да изясните този вид непряко адресиране, приемете, че регистър 0001, т.е. регистър H, съдържа 1011101 и регистър 0010, т.е. Регистър L съдържа 00101011. Тогава всяка инструкция, отнасяща се до регистър 1111, ще доведе до извличане на операнда от клетката на паметта с адрес 101110100101011.

програмен код на микропроцесор

Всички аритметични и логически операции се извършват в аритметично-логическа единица (ALU). ALU входовете са две 8-битови шини. Единият от тях идва от акумулатора (регистр 0000), а другият от R. - селектор, който избира или един от регистрите с общо предназначение от 0000 до 1110, или място в паметта, ако е посочено непряко адресиране. Друг входен ред идва към ALU от тригера за пренасяне C, който участва в някои аритметични и логически операции.

Резултатите от ALU се прехвърлят към акумулатора през изходната 8-битова шина. Има още две линии от ALU до блока за управление и синхронизация; те предават информация за наличието или отсъствието на две специални условия: акумулаторът съдържа нули (ред Z) и най-значимият бит на акумулатора е 1 (ред N). Вторият ред е много удобен при работа с числа в кода за допълване на две, когато най-значимият бит е подписан, като 1 съответства на отрицателни числа. Тригерът за пренасяне и двете линии на състоянието на ALU Z и N се наричат флагове и се използват в инструкции за условно разклоняване.

Последният компонент на микропроцесора е блокът за управление и синхронизация (CU). Той получава сигнали от командния декодер, който анализира командата. Както вече споменахме, се получават сигнали от ALU и от тригера за прехвърляне към WCD, според които се определят условията за контролни прехвърляния. Всички останали компоненти на микропроцесора получават сигнали за управление и синхронизация от WCD, които са необходими за изпълнение на командата. С помощта на 13 външни линии се осъществява интерфейсът на управляващото устройство с други микрокомпютърни модули.

3. Описание на операциите

1. Операция по зареждане на програмата.

Специална програма за зареждане извършва операции за въвеждане на необходимата програма от някакво входно устройство и поставянето й в паметта. Основната процедура извиква процедурата за въвеждане четири пъти, за да въведе първите четири адресни думи, прехвърляйки тези думи всеки път в нови общи регистри. След това започва цикълът на прехвърляне на входните думи в паметта. Всяка дума се въвежда от входна подпрограма и след това се прехвърля в съответната клетка на паметта, чийто адрес се задава от текущата стойност на адреса (TA). TA се увеличава с 1 всеки път, когато цикълът премине, т.е. при получаване на всяка дума. В края на цикъла се проверява дали TA не надвишава стойността на крайния адрес (KA). Ако е така, процедурата за изтегляне приключва; в противен случай цикълът се повтаря. Програмата за зареждане започва от място 0000. Програмата адресира два входни порта: порт 00 за информация за състоянието и порт 01 за данни. Първата група команди съответства на основната процедура. Процедурата за влизане започва от място 001D. Общи регистри 1, 2, 3 и 4 съхраняват съответно TA H TA L, KA H и KA L. Те се зареждат с адресна информация от входното устройство. За да направите това, всеки път се изпълняват команда за прескачане на подпрограма и команда за прехвърляне.

Цикълът започва с команда за прескачане към входната подпрограма. След връщане от него следващата въведена дума е в акумулатора. Тази дума се прехвърля в място в паметта с помощта на механизъм за индиректно адресиране в илюстративния микропроцесор. А именно, инструкцията MOV O до F прехвърля съдържанието на акумулатора към клетка на паметта, чийто адрес е даден от съдържанието на регистри 1 и 2 (т.е. H и L). Тъй като тези регистри съдържат стойността на TA, думата попада на правилното място в паметта. Следващата команда, IHL, увеличава стойността на TA с 1. Сравнението на TA и CA адресите се извършва с помощта на процедура на изваждане с двойна точност и последващо условно разклонение. За изваждане с двойна точност първо се изваждат долните части на TA и KA, а след това по-високите с участието на заемката, останала от долните части. Окончателният заем остава в тригера C. Следващата команда е „скок при нула носене“ до началото на цикъла. При C = 0 влизаме отново в цикъла, при C = 1 програмата спира.

2. Операции No 6 - операция на преход към подпрограма с прехвърляне на параметри през стека.

Първите две команди запълват регистрите H и L съответно с високата и ниската част на адреса на първото число. Следната команда PUSH изтласква стойностите на тези регистри в стека. След това стекът се пуска два пъти. Второто число се избутва върху стека по подобен начин. След като данните бъдат избутани в стека, клон отива към подпрограма, която разтоварва стека с помощта на командата POP. Данните, извадени от стека, се прехвърлят в клетките на паметта с инструкцията STR. Команда RET - излизане от подпрограмата.

3. Операция No4 - добавяне на всички елементи от масива.

Първите два отбора въвеждат в H и L адреса на първия номер. Тогава първоначалната стойност, равна на 5, се поставя в регистър 3. Регистър 3 ще действа като брояч на броя на сумираните числа. Сумата се натрупва в общ регистър 4 и в него се въвежда нулева начална стойност. Накрая константата 1 се зарежда в общия регистър 5, който ще бъде изваден от брояча в процеса на сумиране на числата. Работната част на цикъла започва със зареждане на текущата частична сума в акумулатора от регистър 4. След това следва инструкцията за събиране ADD F, съдържаща специален указател F, който всъщност съответства на клетка в основната памет с адрес в двойка на регистрите H и L. Съдържанието на тази клетка се добавя към частното количество в батерията. След това резултатът се прехвърля в общ регистър 4. След това инструкцията IHL модифицира регистрите H и L, така че да съдържат адреса на данните, които трябва да бъдат обработени по време на следващата итерация. След това броячът на цикъла се предава на акумулатора, намалява се с 1 и се връща в регистър 3. Когато изчислението приключи, акумулаторът ще бъде 0. Това условие се тества чрез инструкцията "условно прескачане на акумулатор, различен от нула". Ако в акумулатора има 0, тогава не се извършва скок и програмата излиза на командата за спиране, в противен случай се изпълнява следващата итерация.

4. Операция 7 - операцията за умножаване на два елемента от масива.

Регистрите са разпределени, както следва: R 2 е броячът на повторения, R 3 е елементът на множителя 1 на масива, R 4 е факторът 2 на елемента, R 5 е горната част на произведението pn, R 6 е долна част на продукта P L. Операцията започва с инициализиране на цикъла - задаване на нули в регистрите на горната и долната част на продуктите, задаване на първоначалната стойност на брояча. След това множителят 1 се зарежда в акумулатора от регистър 4, множителят се измества циклично надясно и резултатът се връща в регистър 4. Така следващата цифра на множителя, която определя частичния продукт, се появява на тригера за пренасяне C. След това, за да се подготви добавяне и смени, старшата част от продукта rn се прехвърля в батерията. Тестването на C = 1 се извършва с командата "клон с ненулев носене". Позволява да се пропусне следващата команда, когато C = 0. Тази следваща инструкция добавя втория множител към акумулатора (който съдържа pn) и съхранява пренасянето от най-значимия бит към C. След това Pn и C се изместват циклично надясно с инструкцията RTR. След изместването новата стойност на pn се връща в регистър 5. След това pl и C се изместват надясно, за което pl от регистър 6 се зарежда в акумулатора, циклично се измества заедно с C и резултатът се връща в регистър 6 След това броячът в регистър 2 се намалява с 1 от инструкцията DHL, резултатът се прехвърля в акумулатора и се тества с командата "скочи на акумулатор, различен от нула". Ако акумулаторът съдържа 0, тогава подпрограмата се излиза; в противен случай контролът се прехвърля в началото на цикъла.

5. Операция No 5 - операцията на прехода към подпрограмата с прехвърляне на параметри през регистрите.

Инструкцията LDR 0 зарежда първото число в акумулатора, след което инструкцията MOV прехвърля данни в регистър 5. След това второто число се зарежда в акумулатора и данните се прехвърлят в регистър 6. Третото число се зарежда по същия начин , данните се прехвърлят в регистър 7. След това се извършва преход към подпрограмата, която прехвърля данни от регистри 5, 6, 7 към места в паметта с помощта на инструкциите MOV и STR. Команда RET - излизане от подпрограмата.

6. Операция No3 - намиране на най-големия от елементите на масива.

Инструкцията LDR 0 зарежда 1 елемент в акумулатора, инструкцията LDR 1 поставя 2 елемента в общия регистър 1. След това те се сравняват чрез изваждане на 2 от 1. Ако елементът 2 е строго по-голям от първия, тогава има заем в най-значимия бит, който се съхранява като един в трансферния тригер C. Въпреки това, дори преди да се провери прехвърлянето на C, стойността на 1-вия, като "пробна", най-голямата от 1-вия и 2-ия се зарежда в регистър 2 След това се изпълнява команда за условно прескачане със стойността на C. Ако C не е равно на нула, тогава кандидатът ролята на най-големия, т.е. 1 елемент, се заменя с 2 елемента. Ако C = 0, тогава се осъществява преходът към зареждане на третия елемент от масива и в този случай третият остава като по-голяма стойност - става изваждане от най-големите числа 1 и 2, проверява се наличието на заем. Ако има заем, тогава 3-то е по-голямо и 3-то се прехвърля в регистър 2, като се заменя най-голямото от 1 и 2. Във всеки случай най-голямата стойност на числата е в регистър 2 и ще се сравнява в регистъра по същия начин със следващите 4 елемента и след това с петия елемент от масива. След сравняване на всичките 5 числа, инструкцията STR 2 прехвърля съдържанието на регистър 2, т.е. най-голямата стойност на числата в мястото на паметта.

7. Операция No2 - добавяне на елементи на масив с константа.

Инструкцията LDR 1 зарежда 2D константата в регистър 1, инструкцията LDR 0 зарежда 1 елемент от посочения масив в акумулатора. След това, използвайки инструкцията ADD 1, стойността, съхранена в акумулатора, се добавя към стойността, съхранена в регистър 1. Резултатът от сумата се прехвърля в мястото на паметта с помощта на инструкцията STR. След това останалите елементи от масива 2,3,4,5 се зареждат в акумулатора по същия начин, като се добавят с константа. Еднобайтова константа се зарежда в регистър R3, регистър R5 съдържа брояч за обикаляне през всички елементи на масива.

8. Операция № 1 - добавяне на всеки два елемента на масива.

Инструкцията LDR 0 зарежда първото число в акумулатора, инструкцията LDR 1 зарежда второто число в регистър 1. След това заредените числа се добавят с командата ADD 1. Резултатът от сумата се съхранява в акумулатора. Командата STR 0 прехвърля стойността на акумулатора в място в паметта.

4. Програмен код за илюстрирания процесор

	Команда на машинния език	Екип в символична форма	Коментар
Програма за зареждане
			Извикване на входната подпрограма за TA H



			Заявление за TA L



			Заявка за космически кораб N



			Кандидатстване за KA L



			Цикълът на въвеждане на дума започва


			Предаване на думата в M [TA]
			TA + 1 -> TA.
			Двойно прецизно изваждане на TA от CA
			Задайте C = 1, ако TA> KA


			Проверка на заема в C. Ако няма заем
			въвеждане на нова дума

			Отидете на операции


			Старт на програмата за въвеждане. Въвеждане на дума
			държави.
			Проверка на символния бит в думата за състояние.
			Ако е 0, повторете проверката

			Въвеждане на дума в батерията от устройството

			Връщане от подпрограма
Операция№6

			първи елемент


			Преминаване към стека
			Задаване в регистри H и L адреси
			втори елемент


			Преминаване към стека
			Отидете на подпрограма на място 00F4


Операция№4
			Задаване в регистри H и L адреси
			първи елемент


			Задаване на първоначалната стойност
			брояч на цикъла, равен на 5
			Задаване на частичната сума на 0



			Добавяне на число


			Увеличение на H и L

			Намалете брояча с 1

			Проверка в края на цикъла



			Предаване на съдържанието на задника към клетка 0107


Операция№7
			Задаване на нулеви стойности в Rн и R L





			Настройка на тезгяха на инициала
			стойности 8




			Циклично изместване надясно, мл. задника отива на C
			Запомняне на изместения множител

			Бит тест за множител. Скочи на 0





			Добавянето на множественото към чл. част от работата
			Изместване на Рн надясно, мл. малко в C
			Запомняне на изместеното Rн

			Смяна C и Jr. части от произведението вдясно
			Съхранение на изместен RL
			Намалете брояча с 1

			Тестване на ас. Повторение
			цикъл, ако не е нула

			Прехвърляне на чл. части от работата в регистър 1
			Прехвърлете мл. части от произведението в регистър 2
			Прехвърляне на съдържанието на регистър 1 на място 0108


			Прехвърляне на съдържанието на регистър 2 на място 0109


Операция№5












			Отидете на подпрограма в клетка 00E7


Операция№3
			Прехвърляне на 1-ви елемент от паметта в ас


			Прехвърлете 2-ра от паметта в регистър 1


			Изваждане на 2 e. от 1ел. Тригер C е настроен, ако 2 el. повече от 1
			Предайте 1 номер, за да регистрирате 2, колкото е възможно повече


			Проверка на C за заем. Ако няма заем, тогава 1> 2 и следващата команда се пропуска


			Предаване на 2 елемента на масива към регистър 2, заместване на 1, ако 2> 1


			Предаване на 3 елемента на масива от паметта към регистър 1


			Прехвърляне на най-големия от 1-ва и 2-ра към акумулатора от рег.2
			Изваждане на 3-то от най-голямото от 1,2 числа. C се задава, ако 3 е по-голямо
			Проверка на C за заем. Ако има заем, тогава 3 е повече, в противен случай следващата команда се пропуска.


			Преминаване на 3-то към регистър 2, замяна на най-голямото от 1 и 2 числа, ако 3 е по-голямо


			Предаване на 4 елемента на масива от паметта към регистър 1


			Предаване на най-голямото от 1,2,3 числа към акумулатора от регистър 2
			Изваждане на 4-то от най-голямото сред 1,2,3. C се задава, ако 4-то е по-голямо.
			Проверка на C за заем. Ако има заем, тогава 4
			more, в противен случай следващата команда се пропуска.

			Преминаване на 4-то към регистър 2, като се заменя най-големият от масива 1,2,3, ако 4 е по-голямо


			Предаване на 5 елемента на масива от паметта към регистър 1


			Предаване на най-големия от елементите на масива 1,2,3,4 към акумулатора от регистър 2
			Изваждане на 5 от най-голямото сред 1,2,3,4. C се задава, ако 5 е по-голямо
			Проверете C за наличието на заем, ако има заем, тогава 5 е повече,
			в противен случай следващата команда се пропуска.

			Прехвърляне на 5 към регистър 2, като се заменя най-голямото от 1,2,3,4, ако 5 е по-голямо.


			Прехвърляне на най-големия елемент в клетка 010A


Операция№2





			Събиране на 1 число с константа, сборът на ас
			Предаване на съдържанието на Ass към клетка 010B


			Прехвърляне на съдържанието на клетка от памет


			Събиране на 2 числа с константа, сборът на ас
			Предаване на съдържанието на задника към клетка 010C


			Прехвърляне на съдържанието на клетка от памет


			Събиране на 3 числа с константа, сборът на ас
			Предаване на съдържанието на задника към клетка 010D


			Прехвърляне на съдържанието на клетка от памет


			Събиране на 4 числа с константа, сборът на ас
			Предаване на съдържанието на задника към клетка 010E


			Прехвърляне на съдържанието на клетка от памет


			Събиране на 5 числа с константа, сборът на ас
			Предаване на съдържанието на задника към клетка 010F


Операция№1
			Прехвърляне на съдържанието на клетка от памет


			Прехвърляне на съдържанието на клетка от памет
			0103 за регистрация 1

			Събиране на 0 и 1 регистри, сборът на ас
			Предаване на съдържанието на задника към клетка 0110


Краятоперации
			Спиране на програмата
			Начало на подпрограмата за операция №5. Прехвърляне на съдържанието на регистър 5 на ас
			Предаване на съдържанието на задника към клетка 0111


			Прехвърляне на съдържанието на регистър 6 към регистър 1
			Прехвърляне на съдържанието на регистър 1 на място 0112


			Прехвърляне на съдържанието на регистър 7 към регистър 2
			Предаване на съдържанието на регистър 2 на място 0113


			Връщане от операция № 5 на подпрограма
			Начало на подпрограмата за операция №6. Извадете данни от стека
			Прехвърляне на съдържанието на регистър 1 на място 0114


			Предаване на съдържанието на регистър 2 на място 0115


			Извадете данни от стека
			Прехвърляне на съдържанието на регистър 1 на място 0116


			Прехвърляне на съдържанието на регистър 2 на място 0117


			Връщане от операция номер 6 на подпрограма
			1 елемент от масива
			2 елемент от масива
			3 елемент от масива
			4 елемент от масива
			5 елемент от масива
			Резултатът от събирането на всички числа
			Резултатът от умножаването на две числа (ст. част)
			Резултатът от умножаването на две числа (младша част)
			Резултатът от намирането на най-голямото число
			Резултатът от добавяне на 1 число с константа
			Резултатът от добавяне на 2 числа с константа
			Резултатът от добавяне на 3 числа с константа
			Резултатът от добавяне на 4 числа с константа
			Резултатът от добавяне на 5 числа с константа
			Резултатът от добавяне на 2 числа
			Данни от регистъра
			Данни от регистъра
			Данни от регистъра
			Данни от стека
			Данни от стека
			Данни от стека
			Данни от стека

5. Блокова схема на програмата

Публикувано на http://www.allbest.ru/

6. Карти на информационните потоци

Изпълнението на всяка команда се състои от два етапа. Първият етап е четене на командата от паметта. Необходим е един машинен цикъл (три тактови цикъла), за да се прочете всеки байт. След прочитане на първия байт (опкод), който влиза в командния регистър, управляващият блок определя от колко байта се състои командата. Ако има още един или два байта, то съответно един или два машинни цикъла се изразходват за четенето им. Тези байтове влизат в регистъра на адресите на данните. Вторият етап е изпълнението на командата. Някои инструкции се изпълняват в последния цикъл на машинен цикъл, докато други се нуждаят от друг машинен цикъл за изпълнение (инструкции за зареждане и записване на регистър и инструкции, използващи индиректно адресиране).

Нека представим карти на информационния поток за операция №6. Програмата за операция 6 се състои от следните операции: LRI, PUSH, JMS, POP, STR, RET.

Фигура 3 - Карта на информационните потоци за командата LRI

Командата LRI е двубайтова команда, нейната особеност е, че данните са част от самата команда, с помощта на такава команда е много удобно да задавате константи. Байтът, избран в първия цикъл, се поставя в командния регистър, а избраният във втория байт се поставя в регистъра на адресите на данните. След това, освен ако R не е 1111 2, командата се прекратява при третия синхронизиращ импулс на втория машинен цикъл. Долните 8 бита от адресния регистър на данните, съдържащ втория байт на командата, се прехвърлят в общия регистър R. След извличане и декодиране, вторият байт от шината за данни се подава към регистъра на адресите на данните и след това се прехвърля от там към R-селектора, където се извлича регистърът, посочен в командата.

Една от специалните команди на програмния код е еднобайтовата команда PUSH, която се използва за изтласкване на данни в стека. Стекът се пуска два пъти. В резултат на това вторият регистър на стека съдържа стойността на акумулатора с пренос, а първият (отгоре на стека) съдържа съдържанието на двойката регистри H и L. Картата на информационните потоци е показана на фигура 4.

Фигура 4 - Карта на информационните потоци за командата PUSH

Следващата в дадена операция #6 е командата JMS, която съдържа три байта и служи като команда за извикване на подпрограмата. Стекът се спуска и съдържанието на брояча на команди се избутва в горната част на стека. Съдържанието на последния регистър в стека се губи. Съдържанието на командния брояч се заменя с втория и третия байт на командата JMS, като вторият байт замества 8-те бита от висок ред на командния брояч, а третият байт от нисък порядък 8 бита, което кара контрола да да бъдат прехвърлени на посоченото място. Карта на информационните потоци е показана на фигура 5.

Фигура 5 - Карта на информационните потоци за JMS командата

Следващата специална инструкция в програмния код е еднобайтовата POP инструкция, която се използва за изваждане на данни от стека. Съдържанието на горната част на стека се прехвърля в двойката регистри H и L. Съдържанието на долната половина на втория регистър на стека се прехвърля в акумулатора, а долният бит от горната половина на същия регистър се прехвърля към прехвърлящия тригер C. Стекът се повдига два пъти, състоянието на долните два регистъра остава непроменено. Карта на информационните потоци е показана на фигура 6.

Фигура 6 - Карта на информационните потоци за POP екипа

Командата STR R е 3-байтова. Той служи за запаметяване на регистъра, а вторият и третият байт на тази команда съдържат горната и долната част на клетката на паметта, в която е необходимо да запишем съдържанието на регистъра, от който се нуждаем. Съдържанието на адресния регистър на данните, зареден във фазата на извличане-декодиране с втория и третия команден байт, се подава към адресната шина, а съдържанието на общия регистър r се подава към шината за данни. След това управляващото устройство генерира сигнал за "запис", който спира записването на данни в адресируемата клетка на паметта. Фазата на изпълнение изисква един външен обмен и отнема един машинен цикъл. Следователно, пълният цикъл на инструкциите отнема четири машинни цикъла: три за фазата на извличане-декодиране и един за фазата на изпълнение. Картата е показана на фигура 7.

Последната команда за достъп до подпрограмите е командата за връщане от подпрограмата RET, която съдържа един байт. Стекът се спуска и съдържанието на брояча на команди се избутва в горната част на стека. Съдържанието на последния регистър в стека се губи.

Съдържанието на командния брояч се заменя с втория и третия байт на командата JMS, като вторият байт замества 8-те бита от висок ред на командния брояч, а третият байт от нисък порядък 8 бита, което кара контрола да да бъдат прехвърлени на посоченото място. Карта на информационните потоци е показана на фигура 8.

Фигура 7 - Карта на информационните потоци за командата STR

Фигура 8 - Карта на информационните потоци за командата RET

7. Заключение

В хода на курсовата работа бяха изследвани принципите на действие на хипотетичен микропроцесор. Подробно бяха разгледани наборът от инструкции на илюстративен микропроцесор, неговите фази на извадка, декодиране и управление, методи за адресиране, принципи на програмиране на ниво машина и съставяне на блок-схеми.

Съвременните микропроцесори, използвани в персонални компютри, тяхната архитектура е много подобна на този хипотетичен процесор. Разликите са основно във факта, че съвременните процесори имат по-развити хардуерни функции (като хардуерно умножение, деление, циклични операции), по-удобна система за непряко адресиране на паметта и т.н.

8. Библиография

1. Вирт Н. Алгоритми и структури от данни. - М .: Мир, 1999.

2. Givone D., Rosser R. Микропроцесори и микрокомпютри. - М .: Мир, 1993.

3. Гудман С., Хиденеми С. Въведение в разработването и анализа на алгоритми. - М .: Мир, 1991.

4. Каган Б.М. Електронни компютри и системи. - М .: Енегроатомиздат, 1997.

5. Методически указания за изпълнение на курсовия проект за студенти по дисциплината "Изчислителна техника, машини, системи и мрежи". 2003 г.

6. Пятибратов А.П., Гудино Л.П., Кириченко А.А. Компютърни системи, мрежи и телекомуникации. - М .: Финанси и статистика, 2002.

Публикувано на Allbest.ru

Подобни документи

Процедурата и обосновката за избора на микропроцесор, диаграма на неговото свързване. Организация на входно-изходна и микропроцесорна памет. Разработване и тестване на софтуер, базиран на осембитовия MP Z80. Методи за увеличаване на честотата на микропроцесора.

курсова работа добавена на 01/03/2010

Характеристики на микропроцесора Z80, неговите предимства и командна система. Проектиране на интерфейс, структурна схема и алгоритъм на управляващия микрокомпютър. Разработка на модули памет, часовник генератор, контролер, I/O и индикатор.

курсовата работа е добавена на 17.02.2014 г

Анализ на обработващата част на микропроцесора. Основните елементи на микропроцесора, тяхното взаимодействие по време на неговата работа. Методи за решаване на примери в двоичната система на смятане. Предназначение на микропроцесорните блокове. Принципът на лабораторната инсталация.

лабораторна работа, добавена на 26.09.2011г

Обща характеристика на операциите, изпълнявани от командите на базовата система. Описание и мнемонични кодове на команди, използвани при разработването на програми на езика AVR Assembler. Основни принципи на работа на командите по отношение на SRAM адрес и към I/O регистри.

резюме, добавено на 21.08.2010 г

Аритметично логическо устройство на микропроцесор: неговата структура и компоненти, предназначение, функции, основни технически характеристики. Организация на входно/изходната система на микрокомпютъра. Истинският режим на работа на микропроцесора, неговото значение и описание.

тест, добавен на 12.02.2014

Видео адаптерите (дисплейните процесори) са специализирани процесори със собствен набор от инструкции, специфични формати на данни и собствен брояч на инструкции. Графични адаптери - адаптери за произволно сканиране и растер.

лекция добавена на 15.08.2008 г

Разработване и описание на общ алгоритъм за функциониране на цифров филтър за изрязване на базата на микропроцесорна система. Обосновка на хардуерната част на устройството. Отстраняване на грешки в програма на езика на микропроцесорните инструкции. Изчисляване на производителност и стабилност.

курсова работа, добавена на 12/03/2010

Определяне на основните параметри на микропроцесора. Разработване на структурни, функционални и принципни схеми, изчисляване на времеви параметри. Принципите на формирането на структурата на софтуера и определянето на основните изисквания към него.

курсова работа, добавена на 14.06.2014

Разработване на структурна схема на устройството. Проучване на електрическата схема на устройството с описание на предназначението на всеки елемент. Характеристики на софтуера: секции от декларации, инициализация на микропроцесора и главния цикъл.

курсова работа, добавена на 14.11.2017

Разработване и описание на алгоритъма за функциониране на устройството, отстраняване на грешки на работната програма на микропроцесорния команден език. Обосновка на хардуерната част на устройството. Изготвяне на електрическа принципна схема на устройството, изчисляване на скоростта на устройството.

Съвременната информационна система дори на малко предприятие се състои от голямо разнообразие от устройства (стационарни компютри, сървъри, мобилни устройства, мрежово оборудване, устройства за контрол на влизане и др.), които трябва да работят последователно, стабилно и безопасно. Информационните системи на големите предприятия предполагат мултиплатформена интеграция на облачни сървъри, центрове за отдалечена обработка на данни, сървъри за криптиране и контрол на достъпа, терминални станции и сървъри, кабелни и безжични мрежи, интернет телефония, системи за поддръжка на потребители и голямо разнообразие от приложен софтуер. Съвременният системен администратор трябва да има фундаментални познания и способност постоянно да се самообразова. Обучението в този профил ви позволява да формирате основата за успешна професионална кариера в проектирането, създаването, експлоатацията и развитието на изчислителни комплекси, системи и мрежи на предприятия и организации.

Целта на обучението е формирането на следните способности:

Проектиране (с помощта на системи за компютърно проектиране), моделиране, устройство и развитие на компютърни мрежи и комплекси на организации и предприятия;
Одит и диагностика на информационно-технологични ресурси на предприятия и организации;
Внедряване и развитие на системи за информационна сигурност и надеждност за съхранение на данни;
Администриране на локални и разпределени компютърни мрежи;
Настройка, тестване и поддържане на работата на мрежово оборудване;
Управление на мултиплатформена интеграция на мрежи и устройства, работещи на различни операционни системи;
Работа на комплекси, системи, мрежи и отделни изчислителни устройства, включително поддръжка на потребители, отстраняване на неизправности, ремонт, оптимизиране на изчислителна мощност;
Организиране на непрекъснатото функциониране на изчислителни устройства и мрежи, включително осигуряване на работоспособността на необходимото непрекъсваемо захранване, климатизация, електрозахранване, съхранение на резервни данни, бързо възстановяване на работоспособността;
Интегриране на корпоративни информационни системи с външни облачни услуги, компютърни системи със системи за IP-телефония, системи за физическа сигурност;
Осигуряване на надеждно, стабилно и безопасно функциониране на приложените софтуерни системи;
Създаване, тестване, администриране и поддържане на работата на различни организационни техники в рамките на ефективни системи за дистанционно управление;
Внедряване на нови информационни технологии, нови хардуерни решения, нови ИТ услуги и нови методи за управление на хардуера на информационните системи на съвременните предприятия;
Оптимизиране на технико-икономическите показатели на изчислителни комплекси, системи и мрежи;
Управление на проекти за оптимизация на компютърни мрежи и системи, внедряване на нови информационни и телекомуникационни технологии;
Координиране на дейностите на екипи от системни администратори, мрежови инженери и техническа поддръжка.

Профилни дисциплини:

Мрежови технологии и системна администрация;
Системи и мрежи за съхранение;
Системен и приложен софтуер;
Компютърни системи, мрежи и телекомуникации;
Защита на информацията;
Мрежи и комуникации;
Диагностика и надеждност на автоматизирани системи.

Завършилите са търсени в почти всяка организация и във всяко предприятие. Особено голямо търсене на завършилите показват големи корпорации, банки, застрахователни компании, държавни агенции и общински органи. Интензивно професионално развитие очаква завършилите в информационни и телекомуникационни компании, малки иновативни предприятия в ИТ сферата, компании – системни интегратори.

Завършилите заемат длъжности мрежови администратори, инженери и ИТ мениджъри, инженери по техническа поддръжка, инженери по мрежово и телекомуникационно оборудване, специалисти по информационна сигурност, ИТ консултанти. Завършилите могат да изградят свой собствен бизнес и да се развиват като ИТ предприемач.

, Автоматизация на противопожарната система на технологичната уста, Лекция 4 - (2.1) Подходи към концепцията за информация. Бройни системи, РАЗРАБОТВАНЕ НА МОДУЛ НА СИСТЕМАТА НА ГРАФИК курс.docx, Въведение в специалността - Радиокомуникационни системи.docx.
МИНИСТЕРСТВО НА КЛОН НА РУСИЯ
Федерална държавна бюджетна образователна институция

висше професионално образование

Тулски държавен университет
Катедра "Роботика и автоматизация на производството"

колекция от насоки

към лабораторна работа

по дисциплина

КОМПЮТРИ, СИСТЕМИ И МРЕЖИ

Направление на обучението: 220400 "Мехатроника и роботика"

специалност: 220402 "Роботи и роботизирани системи"

Форми на обучение: пълен работен ден

Тула 2012г

Изготвят се методически указания за лабораторна работа доцент д.м.н. Шмелев В.В. и обсъдени на заседание на катедрата факултет кибернетика ,

протокол No ___ от „___“ ____________ 20 1 Г.

На заседание на катедрата бяха преработени и утвърдени методически указания за лабораторна работа роботика и индустриална автоматизация факултет кибернетика ,

Протокол № ___ от „___“ ____________ 20___ г.

Глава Отдел ________________ Е.В. Ларкин

Лабораторна работа No 1. Класификация на компютрите и архитектура на изчислителни системи 4

2.1 Компютърна класификация 4

Лабораторна работа No 2. Състав и структура на персонален компютър 9

2.1 Структура на персонален компютър 9

Основни компютърни устройства 16

Лабораторна работа No 3. Устройства за съхранение на персонален компютър 29

2.1 Устройства за съхранение 29

Лабораторна работа No 4. Външни устройства PC 59

Лабораторна работа No 5. Локални мрежи 79

2.1 Локални мрежи 79

Лабораторна работа No 6. Софтуерна, информационна и техническа поддръжка на мрежи 91

2.1. Софтуерна и информационна поддръжка за мрежи 92

2.2 Основни принципи на изграждане на компютърни мрежи 93

2.3. Техническа поддръжка на информационни и компютърни мрежи 105

Обект на изследване е софтуерна, информационна и техническа поддръжка на 123 мрежи

2. Да проучи софтуерна, информационна и техническа поддръжка на 123 мрежи

Лабораторна работа No 7. Глобална информационна мрежа Интернет 124

2. Основи на теорията 124

2.1 Глобална информационна мрежа Интернет 124

Лабораторна работа No 8. Комуникационна система 134

1. Цел и задачи на работа 134

2. Основи на теорията 134

2.1. ТЕЛЕКОМУНИКАЦИОННИ системи 134

Документирани системи за предаване на информация 147

Лабораторна работа № 1. Класификация на компютрите и архитектура на изчислителните системи

1. Цел и цели на работата.

В резултат на тази работа учениците трябва

знаякомпютърна класификация и архитектура на изчислителни системи

2. Основи на теорията.

2.1 Компютърна класификация

Компютър - набор от технически средства, предназначени за автоматична обработка на информация в процеса на решаване на различни проблеми.

Има няколко критерия, по които VM може да се раздели. В частност:

според принципа на действие,
върху елементната база и етапите на създаване,
по уговорка,
по размер и мощност на обработка,
по функционалност,

и т.н.

По принципа на действие VM: аналогов, цифров и хибриден.

Аналогов или непрекъснат видеорекордер, работа с информация, представена в непрекъснат (аналогов) вид, т.е. под формата на непрекъснат поток от стойности на всяко физическо количество (най-често напрежението на електрически ток)

AVM са прости и лесни за използване. Скоростта на решаване на проблеми се регулира от оператора и може да бъде много висока, но точността на изчисленията е много ниска. Такива машини ефективно решават проблеми с диференциалното смятане, които не изискват сложна логика.

Цифрова или дискретна VM,работа с информация, представена в дискретна или по-скоро цифрова форма.

Виртуалните машини с хибридни или комбинирани действия съчетават възможностите за работа както с цифрова, така и с аналогова информация. Обикновено се използват при автоматизацията на задачите за управление на технически и технологични процеси.

В икономиката и ежедневните дейности цифровите компютри станаха широко разпространени, по-често наричани просто компютри или компютри.

Според елементната база и етапите на създаване има:

1-во поколение, 50-те години на ХХ век: компютър, базиран на електронни вакуумни лампи.
2-ро поколение, 60-те години: компютри, базирани на полупроводникови устройства (транзистори).
3-то поколение, 70-те: компютри, базирани на полупроводникови интегрални схеми с ниска и средна степен на интеграция (стотици до хиляди транзистори в един пакет, на чип).
4-то поколение, 80-90-те: компютри, базирани на големи и свръхголеми ИС, основният от които е микропроцесор (десетки хиляди милиони активни елементи на един кристал).

Ако електронното оборудване на компютрите от 1-во поколение заемаше зала с площ от 100-150 кв. м, след това VLSI 1-2 кв. cm и разстоянието между елементите върху него е 0,11-0,15 микрона (дебелината на човешката коса е няколко десетки микрона)

5-то поколение, в днешно време: изчислителни системи с няколко десетки паралелни микропроцесора.
6-то и следващите поколения: компютри с масивен паралелизъм и оптико-електронна база, в които е реализиран принципът на асоциативна обработка на информацията; т.нар невронни компютри.

Важно е да знаете:

Всяко следващо поколение надвишава производителността на системата и капацитета за съхранение с повече от порядък.
По уговорка, проблемно ориентирани и специализирани.

Универсаленса предназначени за решаване на широк спектър от инженерни, икономически, математически и други проблеми, които се характеризират с големи обеми на обработка на данни и сложността на алгоритмите.

Проблемно ориентираниса предназначени за решаване на по-тесен кръг от задачи, свързани с управлението на технологични процеси (обекти), с регистриране, натрупване и обработка на относително малки количества данни, извършване на изчисления с помощта на сравнително прости алгоритми. Те включват ограничени хардуерни и софтуерни ресурси.

Специализираниса предназначени за решаване на специфични задачи за управление на работата на техническите устройства (възли). Това могат да бъдат контролери - процесори, които контролират работата на отделни възли на изчислителна система.
Размер и мощност на обработка компютрите могат да бъдат разделени на свръхголеми (суперкомпютри, суперкомпютри), големи, малки и свръхмалки (микрокомпютри, микрокомпютри).

Сравнителна характеристика на компютърните класове

Настроики	суперкомпютър	Голям	Малък	Микрокомпютър
Производителност, MIPS	1 000-1 00 000	100-10 000	10-1 000	10-100
Капацитет на RAM, MB	2000-100 000	512-10 000	128-2048	32-512
OVC капацитет, GB	500-50 000	100-10 000	20-500	20-100
Дълбочина на битовете	64-256	64-128	32-128	32-128

Чрез ревизия функционалносткомпютрите са оценени:

скорост на процесора,
битност на процесорните регистри,
форми за представяне на числата,
номенклатура, капацитет и производителност на устройствата за съхранение,
номенклатура и технически характеристики на външни устройства,
възможност за стартиране на няколко програми едновременно (многозадачност),
гамата от използвани операционни системи,
съвместимост на софтуера - възможността за стартиране на програми, написани за други видове компютри,
способност за работа в компютърна мрежа

и т.н.

2.2 Архитектура на изчислителните системи