Вопрос 1
Две формы представления информации. Способы представления дискретной информации. Системы счисления, используемые в вычислительной технике - двоичная, 8-я, 10-я, 16-я, двоично-десятичная
Две формы представления информации
Аналоговая (непрерывная) Количество значений, которые может принимать величина, представленная в такой форме бесконечно велико, даже если величина изменяется в ограниченном диапазоне. Отсюда названия – непрерывная величина и непрерывная информация. Основное свойство таких величин – отсутствие разрывов, промежутков между значениями, которые может принимать аналоговая величина. Величина представляется в виде одного сигнала, пропорционального этой величине. Эта форма представления используется в аналоговых вычислительных машинах.
Дискретная (цифровая, прерывистая) Такие величины принимают только определённые значения. В отличие от непрерывной величины количество значений дискретной величины всегда будет конечным. Величина представляется в виде нескольких сигналов, каждый из которых соответствует одной из цифр заданной величины. Есть несколько способов представления дискретной информации: знаковый (символьный), графический (пиксельный), сигнальный (физический), внутримашинный (ЭВМ).
Перевод форм информации:
Из аналогового в дискретное (Оцифровка / АЦП) — это разбиение непрерывного сигнала на отдельные кусочки.
Из дискретного в аналоговое (Декодирование / ЦАП) — это превращение набора чисел обратно в плавный сигнал.
Прим. Аналоговой формы: Фильм на кинопленке — изобр. хранится в виде непрерывного химического слоя краски и галогенидов серебра. Дискретная форма: Цифровое фото (JPEG) — картинка разбита на сетку из пикселей (каждый пиксель — это цифровой код цвета)
Системы счисления
Для записи и обработки информации используются различные СС. Их появление связано с необходимостью удобно представлять числа как для компьютера, так и для человека.
Внутри ЭВМ используется двоичная СС, поскольку электронным устройствам проще различать всего два состояния: наличие сигнала (1) и отсутствие сигнала (0). Однако длинные двоичные записи неудобны для человека, поэтому применяются также восьмеричная и шестнадцатеричная СС, позволяющие компактно записывать двоичные данные.
Термины: *Бит — один двоичный разряд. Байт — последовательность из 8 бит. Слово — группа бит фиксированной длины, обрабатываемая ЭВМ как единое целое.
Двоичная (2СС) Использует две цифры: 0 и 1. Является основной системой представления данных в компьютере.
(8СС) Использует цифры 0–7. Каждая восьмеричная цифра соответствует трём двоичным разрядам. Ранее широко применялась в программировании, сейчас используется редко.
(10СС) Использует цифры 0–9. Наиболее удобна для человека, поэтому применяется при вводе и отображении числовой информации.
(16СС) Использует цифры 0–9 и буквы A–F. Каждая шестнадцатеричная цифра соответствует четырём двоичным разрядам. Удобна для компактной записи машинных кодов, адресов памяти, цветов RGB и других двоичных данных.
Двоично-десятичная (BCD) Каждая десятичная цифра кодируется четырьмя битами (от 0000 до 1001). Используется в устройствах, где важна работа именно с десятичными числами (калькуляторы, индикаторы, финансовые системы). Обеспечивает точное представление десятичных чисел, но требует больше памяти и усложняет арифметические операции.
Ссылка на оригинал
Вопрос 17
Организация прерываний в БЭВМ. Вектора прерываний, контроллер прерывания
Прерывание — это сигнал от программного или аппаратного обеспечения, сообщающий процессору о наступлении события, требующего немедленной обработки. В БЭВМ прерывания обычно используются для организации ввода-вывода и сигнализируют о готовности внешнего устройства к обмену данными.
По сравнению с асинхронным обменом с опросом прерывания обладают следующими преимуществами:
- процессор не тратит время на постоянную проверку готовности устройств;
- пока внешние устройства не готовы к обмену, процессор выполняет полезную работу;
- возможно эффективное обслуживание нескольких внешних устройств одновременно.
Особенностью механизма прерываний является необходимость сохранения состояния процессора перед передачей управления обработчику прерывания. После завершения обработки сохранённое состояние восстанавливается, и выполнение основной программы продолжается с места остановки.
Вектор прерывания — это совокупность адреса обработчика прерывания и регистра состояния (PS), с которым данный обработчик должен начать работу.
В БЭВМ-NG:
- используется 8 векторов прерываний;
- каждый вектор занимает две ячейки памяти;
- таблица векторов располагается по адресам
0x000–0x00F;- одному вектору может соответствовать несколько источников прерываний.
Перед началом работы системы таблица векторов должна быть инициализирована операционной системой или BIOS.
Контроллер прерывания обеспечивает взаимодействие внешних устройств с процессором. В его состав входит регистр управления (MR).
В регистре MR (4 бита):
- младшие 3 бита содержат номер вектора прерывания;
- 4-й бит определяет разрешение прерываний от данного устройства:
1— прерывания разрешены;0— прерывания запрещены.При возникновении запроса на прерывание (IntRq) процессор после завершения текущей команды формирует сигнал предоставления прерывания (IntSCo). Этот сигнал последовательно проходит через контроллеры устройств. Первый контроллер, запросивший прерывание и имеющий разрешение на него, перехватывает сигнал.
После этого:
- Контроллер выдает на шину управления сигнал IntV, сообщая процессору о готовности передать вектор.
- Контроллер выставляет номер своего вектора на системную шину данных.
- Процессор принимает этот номер вектора в свой буферный регистр DR, заполняя остальные биты нулями.
- Процессор сохраняет текущие значения счетчика команд IP и регистра состояния в стек.
- Процессор умножает полученный номер вектора на два, вычисляет адрес подпрограммы, записывает его в IP и переходит к обработке прерывания.
По полученному номеру процессор находит в таблице векторов адрес обработчика прерывания и передаёт ему управление.
Регистр состояния процессора:
Ссылка на оригинал
