Виды регистров по их назначению

↑

▷ Содержание

Стр 1 из 7Следующая ⇒

1. Регистры общего назначения, используются для операций с данными.

2. Адресные регистры - служат для хранения в них адресов, но которым процессор находит данные в памяти.

3. Специальные регистры служат для самопроверок процессора.

ПАМЯТЬ

Адресные регистры

Шина данных

Регистры общего назначения

Адресная шина

ПРОЦЕССОР

Работа процессора с ОП

Используя адреса из адресных регистров, по адресной шине процессор запрашивает данные из памяти. Данные по шине данных поступают в регистры общего назначения процессора. После обработки информации процессор отправляет данные по шине данных в оперативную память по определённому адресу, который запоминает в адресных регистрах.

При выполнении простой операции, например сумма двух чисел, процессор выполняет следующие действия:

В программный счетчик (обозначим СК) устанавливается адрес команды, которую будут выполнять. Этот адрес передается в оперативную память (ОП) и помечается некоторая ячейка.

Устройство управления процессора передает в ОП сигнал чтения, происходит снятие копии помеченной ячейки, и эта копия поступает в регистр команд АЛУ.

Команда из регистра команд передается в дешифратор и там расшифровывается.

В расшифрованном виде она поступает в сумматор.

При этом сумматор запрашивает из ОП данные, и они поступают в регистр данных.

Сумматор выполняет команду.

Результат отправляет в аккумулятор (АЛУ).

Из аккумулятора он сбрасывается в ОП по адресу, указанному в расшифрованной команде.

Итак, процессор выполняет 4 такта, что бы сложить (умножить) два числа:

1такт. Читать СК (1.)

2 такт. Читать команду (2-5)

3 такт. СК увеличить на 2

4 такт. Выполнить команду.(6-8)

Тактовая частота

Время исполнения команд компьютером измеряется в тактах. Тактовая частота – это количество команд, которые процессор может выполнить за одну секунду. Чем больше тактовая частота процессора, тем быстрее он работает. Она измеряется в мегагерцах (МГц).

Как ускоряют работу процессора

1. Повышение тактовой частоты.

2. Повышение разрядности процессора (от 8 - разрядных к 64 - разрядных и выше).

3. Внутреннее умножение частоты: т. е. внешние операции (например, обмен с оперативной памятью) процессор выполняет с одной тактовой частотой, а внутренние операции (обмен между регистрами) – с другой, более высокой.

4. Кэширование памяти: т. к. операции внутри процессора выполняются быстрее, чем в работе с ОП, поэтому чтобы процессор обращался к ОП, внутри него создают относительно небольшой участок памяти (на 256 – 512 Кбайт), называемая КЭШ памятью.

5.

ПРОЦЕССОР

Оперативная память

Кэш-память

Конвейерная обработка данных: когда результаты работы одной команды «сходит с конвейера», другая команда уже выполняется, а третья - готовится к выполнению.

Контрольные вопросы

1. Что представляет собой аппаратное обеспечение компьютера?

2. Что такое процессор и из чего он состоит?

3. Чем характеризуется процессор?

4. Дайте определение памяти и ее характеристики.

5. Какие виды регистров существуют?

6. Как ускоряют работу процессора?

Упражнения

H Задание 1

Выбрать правильный ответ, отметив его. Обосновать ответ.

1. Обеспечение компьютера, состоящее из различных устройств:

1) программное;

2) пользовательское;

3) системное;

4) аппаратное.

2. Устройство вывода информации для зрительного восприятия:

1) принтер;

2) дисплей;

3) мышь;

4) клавиатура.

3. Сменный носитель информации:

1) мышь;

2) дисплей;

3) дискета;

4) клавиатура.

4. Какие из перечисленных ниже устройств компьютера относятся к устройствам ввода?

1) монитор;

2) клавиатура;

3) мышь;

4) принтер.

5. АЛУ – это…

1) арифметико-логическое устройство;

2) арифметико-логическое управление;

3) аналитическо-лексионное устройство.

6. Процессор – устройство:

1) которое управляет всеми частями компьютера по программам из постоянной памяти;

2) которое производит арифметические и логические операции;

3) обеспечивающее преобразование информации и управления другими устройствами компьютера.

7. Оперативная память – это память…

1) которая хранит информацию только в тот момент, пока пользователь вводит информацию;

2) в которой хранятся программы, по которым работает УУ;

3) которая используется для длительного хранения информации.

8. Магнитные ленты, магнитные диски, лазерные диски, жесткие диски, флэш относятся к:

1) оперативной памяти;

2) постояннойпамяти;

3) внешней памяти.

9. ……регистры служат для самопроверок процессора

1) адресные;

2) общего назначения;

3) специальные.

10. 1 МГц =

1) 10000 тактов/сек;

2) 1000 000 тактов/сек;

3) 1000 000 000 тактов/сек;

H Задание 2

Сформулировать определение.

Задание 3

Вставить пропущенные слова.

Процессор состоит из _________________, в которых обрабатываются данные.

Объем памяти - _________________ количество хранения в ней __________________.

Тактовая частота – это количество команд, которые ______________ может выполнить за ________________.

Задание 4

Кроссворд «Устройство ЭВМ»

1. Совокупность устройств, управляющих работой компьютера, оперативной памятью и арифметико-логическим устройством.

2. Устройство ручного ввода информации.

3. Электронная схема, предназначенная для подключения дополнительных устройств компьютера.

4. Состояние компьютера, при котором он не выдает результатов и не реагирует на запросы.

5. Оперативная память процессора.

6. Устройство, выполняющее инструкции и управляющее потоками информации в процессе ее обработки.

7. Функциональная часть компьютера, предназначенная для приема, хранения и выдачи информации.

8. Элемент ручного управления, срабатывающий от нажатия.

9. Соединение, предназначенное для передачи данных и обмена информацией между двумя или несколькими блоками компьютера.

H Задание 4

Отгадать ребусы.

___________________________

__________________________________

__________________________________

Задание 5

Навыки работы с клавиатурой

1. Открыть текстовый редактор Пуск – Программы – Стандартные - Блокнот.

2. Набрать по одной строке из каждого столбца слова прописными буквами:

Устройства хранения информации

Мы знаем, что оперативная память хранит информацию только при включенном компьютере. Поэтому для длительного хранения информации её сохраняют на внешние носители (внешнюю память), к которым относятся дискеты, жесткие и лазерные диски, магнитные ленты, флэш-память и другие устройства. Все они используются для переноса данных с одного ЭВМ на другой и для распространения программного обеспечения.

Гибкий диск (дискета) – устройство для хранения небольших объемов информации, представляющих собой гибкий пластиковый диск, покрытый специальным магнитным материалом и запечатанные в пластиковую защитную оболочку.

Жесткий диск (винчестер) – устройство представляющее собой малогабаритный пакет из нескольких жестких магнитных дисков, вращающихся с высокой скоростью на одной оси и размещенных в герметическом корпусе вместе с головками записи-чтения.

Для накопителей на жестких магнитных дисках время доступа лежит в диапазоне 5-100 мс, скорость чтения-записи 0,5-1 Мбайт/с.

Лазерный диск (компакт-диск, оптический диск) — оптический носитель информации в виде диска с отверстием в центре, информация с которого считывается с помощью лазера.

Стандартная емкость наиболее распространенных оптических дисков категории CD ROM (компакт-диск, предназначенный только для чтения) порядка 800 Мбайт. Такие характеристики дисков, как надежность и долговечность хранения информации, делают оптические характеристики вне конкуренции. Для накопителей на оптических дисках время доступа лежит в диапазоне 30-100 мс, скорость чтения-записи порядка нескольких Мбайт/с.

Изначально компакт-диск был создан для цифрового хранения аудио (т. н. Audio-CD), однако в настоящее время широко используется как устройство хранения данных широкого назначения (т. н. CD-ROM, КД-ПЗУ). Аудио-компакт-диски по формату отличаются от компакт-дисков с данными, и CD-плееры обычно могут воспроизводить только их (на компьютере, конечно, можно прочитать оба вида дисков). Встречаются диски, содержащие как аудиоинформацию, так и данные — их можно и послушать на CD-плеере, и прочитать на компьютере. С развитием MP3 производители бытовых CD-плееров и музыкальных центров начали снабжать их возможностью чтения MP3-файлов с CD-ROM’ов.

Аббревиатура CD-ROM означает англ. Compact Disc Read Only Memory, что в переводе обозначает компакт-диск только с возможностью чтения. КД-ПЗУ означает «Компакт-диск, постоянное запоминающее устройство». Название CD-ROM часто ошибочно используют для обозначения приводов для чтения компакт-дисков (правильно — CD- ROM Drive, CD-привод).

Магнитная лента – носитель магнитной записи, представляющий собой тонкую гибкую ленту, состоящую из основы и магнитного рабочего слоя.

Рабочие свойства магнитной ленты характеризуются её чувствительностью при записи и искажениями сигнала в процессе записи и воспроизведения. Наиболее широко применяется многослойная магнитная лента с рабочим слоем из игольчатых частиц магнитно-твёрдых порошков гамма-окиси железа (g-Fe2O3), двуокиси хрома (CrO2) и гамма-окиси железа, модифицированной кобальтом, ориентированных обычно в направлении намагничивания при записи.

Флэш-память – особый вид энергонезависимой перезаписываемой полупроводниковой памяти, то есть:

· энергонезависимая - не требующая дополнительной энергии для хранения данных (энергия требуется только для записи);

· перезаписываемая - допускающая изменение (перезапись) хранимых в ней данных;

· полупроводниковая (твердотельная) - не содержащая механически движущихся частей (как обычные жёсткие диски или CD), построенная на основе интегральных микросхем (IC-Chip).

В отличие от многих других типов полупроводниковой памяти, ячейка флэш-памяти не содержит конденсаторов – типичная ячейка флэш-памяти состоит всего-навсего из одного транзистора особой архитектуры. Ячейка флэш-памяти прекрасно масштабируется, что достигается не только благодаря успехам в миниатюризации размеров транзисторов, но и благодаря конструктивным находкам, позволяющим в одной ячейке флэш-памяти хранить несколько бит информации.

Замены оперативной памяти флэш-памятью не происходит из-за двух особенностей флэш-памяти: флэш работает существенно медленнее и имеет ограничение по количеству циклов перезаписи (от 10.000 до 1.000.000 для разных типов).

Надёжность/долговечность: информация, записанная на флэш-память, может храниться очень длительное время (от 20 до 100 лет), и способна выдерживать значительные механические нагрузки (в 5-10 раз превышающие предельно допустимые для обычных жёстких дисков).

Основное преимущество флэш-памяти перед жёсткими дисками и носителями CD-ROM состоит в том, что флэш-память потребляет значительно (примерно в 10-20 и более раз) меньше энергии во время работы. В устройствах CD-ROM, жёстких дисках, кассетах и других механических носителях информации, б о льшая часть энергии уходит на приведение в движение механики этих устройств. Кроме того, флэш-память компактнее большинства других механических носителей.

Итак, благодаря низкому энергопотреблению, компактности, долговечности и относительно высокому быстродействию, флэш-память идеально подходит для использования в качестве накопителя в таких портативных устройствах, как: цифровые фото- и видео камеры, сотовые телефоны, портативные компьютеры, MP3-плееры, цифровые диктофоны, и т.п.

Структура диска

У всех данных хранящихся на диске должен быть адрес. Каждый файл на диске имеет свой адрес. Если нужна какая-то информация, компьютер находит на диске нужный файл по его адресу, а потом байт за байтом считывает из него данные в оперативную память, пока не дойдёт до конца файла.

Чтобы у каждого файла на диске был свой адрес, диск разбивают дорожки с двух сторон, а дорожки – на сектора. Разбиение диска на дорожки и сектора называют форматированием диска. Его выполняют служебные программы. Форматирование диска чем-то похоже на разлиновывание тетради. После форматирования информация исчезает, поэтому заранее необходимо пересохранить.

Внимание! Диск форматируют не для того, чтобы удалить информацию, а для того, чтобы произвести разбиение диска на дорожки и сектора.

Адрес файла состоит из его имени, номера дорожки и номера сектора, с которого начинается запись файла.

Самая первая дорожка диска (нулевая) хранит таблицу размещения файлов (FAT- таблица), в которой компьютер запоминает адреса записанных файлов. Когда нам нужен какой-то файл, компьютер, по его имени находит в этой таблице номер дорожки и номер сектора, после чего магнитная головка переводится в нужное положение, файл считывается и направляется в ОП для дальнейшей работы. Эта таблица для надежности дублируется. У нее есть копия, и при любых повреждениях компьютер сам восстанавливает эту таблицу.

Физические и логические диски

Иногда для различных целей жесткий диск разбивают на несколько разделов при помощи специальных программ. Каждый такой раздел можно рассматривать как один отдельный жесткий логический диск. Обычный жесткий диск – это устройство физическое, его можно потрогать. Логический диск – потрогать нельзя, так как он не существует, это просто один из разделов физического диска. Каждый логический диск имеет свою систему адресации.

Имена дисков

А:\> и В:\> -- имена гибких дисков.

С:\> - имя жёсткого диска.

C:\>, D:\>, E:\>, F:\>……имена логических дисков.

Контрольные вопросы

1. Понятие дискеты и ее характеристики.

2. Что представляет собой жесткий диск?

3. Что такое оптические диски и в чем их преимущество?

4. Что такое флэш-память и в чем ее преимущество?

5. Определите структуру жесткого диска.

6. Чем отличаются физические диски от логических дисков?

Упражнения

H Задание 1

Выбрать правильный ответ и отметить его. Обосновать ответ.

1. Укажите устройство, которое использует в своей работе лазерный луч.

1) жёсткий диск;

2) дискета;

3) оперативная память;

4) постоянная память;

5) CD-ROM.

2. Укажите накопитель без съемных носителей:

1) жёсткий диск;

2) дискета;

3) CD-ROM

3. Укажите устройство, состоящее из одной или нескольких микросхем, постоянно хранящих программы для управления компьютером:

1) жёсткий диск;

2) дискета;

3) оперативная память;

4) постоянная память.

4. Укажите устройство, все элементы которого помещены в металлический герметический корпус:

1) жёсткий диск;

2) дискета;

3) CD-ROM.

5. Укажите энергозависимую память:

1) жёсткий диск;

2) дискета;

3) оперативная память;

4) постоянная память.

H Задание 2

Сформулировать определение.

H Задание 3

Вставить пропущенные слова.

1) Гибкий диск (дискета) – устройство для хранения ________________________, представляющих собой________________________________________________________

2) Для накопителей на оптических дисках время доступа лежит в диапазоне _____________________________, скорость чтения-записи порядка нескольких Мбайт/с.

3) Диск форматируют того, чтобы произвести разбиение диска на ____________________________________________.

H Задание 4

Разгадать ребус.

Задание 5

Кроссворд «Устройство ЭВМ»

Вопросы по вертикали:

1. Системная плата

2. Жесткий…

3. Устройство охлаждения

4. Как называется одним словом монитор, системный блок, клавиатура, мышь

9. Устройство передачи графической информации в печатном виде

10. Оперативная…

11. Устройство ввода гибких дисков

13. Устройство выхода в Интернет

15. Центральное устройство ЭВМ

Вопросы по горизонтали: 3. Устройство воспроизведения звука 4. … содержит большое количество кнопок 5. Графический процессор 6. Главная часть системного блока. 7. Бывает полевая, ручная и компьютерная 8. Отверстие для подключения различных устройств 10. Шлейф, а по-другому… 12. Устройство сканирования информации
13. Устройство отображения информации 14. Их множество на клавиатуре 16. Звуковая… 17. Устройство ввода звуковой информации.

Задание 6Навыки работы с клавиатурой

1. Открыть текстовый редактор Пуск – Программы – Стандартные - Блокнот.
2. Набрать по одной строке из каждого столбца слова прописными буквами:

Основные этапы развития информационных технологий

Информационные технологии, которые обладают высокой гибкостью, мобильностью и адаптивностью к внешним воздействиям, является непременным условием повышения эффективности труда.

В информационной технологии процесс, как правило, не может быть непрерывным, так соединяет работу рутинного типа (снятие копий, оперативный учет, ввод данных и т.д.) и работу творческую, не всегда поддающуюся формализации (принятие решений).

Информационная система - это взаимосвязанная совокупность средств, методов и персонала, используемая для хранения, обработки и выдачи информации в интересах достижения поставленной цели.

Познавательные статьи:



Техника нижней прямой подачи мяча

Комплекс физических упражнений для развития мышц плечевого пояса

Стандарт Порядок надевания противочумного костюма

Общеразвивающие упражнения без предметов