Databehandling i datorn utförs med hjälp av. Hur bearbetar en dator information

Ris. 23. System för informationsbehandling på en dator

Tänk på processen för informationsbearbetning i exemplet på ett program:

var CHISLO: heltal;

CHISLO:=CHISLO+1;

Informationsbehandlingen sker i flera steg:

1. Informationskällan är programmeraren, om programmet felsöks, eller användaren, om programmet används. Signalen S1 är ingångsdata, till exempel värdena för CHISLO-variabeln. Bäraren av information är godtycklig.

2. Uppfattningen av signalen SI initieras genom att exekvera instruktionen som motsvarar ingångssatsen (CHISLO). Informationen som matas in från tangentbordet placeras i inmatningsenhetens mellanbuffertminne. Signalbäraren S2 är elektronisk till sin natur.

3. Den inmatade informationen överförs från buffertminnet till huvudminnesadressen som anges i laddningsmodulen för att placera motsvarande variabel. Till exempel har CHISLO-variabeln en minnesplats på två byte på adressen 0002:0008. S3-signalen är elektronisk till sin natur.

4. Bearbetning utförs av processorn och består i att exekvera tilldelningssatsen från det givna programmet. Denna operatör motsvarar koden med vilken följande åtgärder utförs:

1 är placerad i AXE-registret;

· data som finns på adressen 0002:0008 placeras i CX-registret, detta är värdet på variabeln CHISLO som angavs under perceptionen;

Innehållet i registren AX och CX läggs till, resultatet placeras i AX-registret;

· Innehållet i AX-registret placeras på adress 0002:0008, d.v.s. tilldelas CHISLO-variabeln. I det här fallet kan det hända att minnet som tilldelats för variabeln inte är tillräckligt för att ta emot resultatet, om till exempel det angivna värdet var för stort. Då uppstår en översvämningssituation. Således skiljer sig semantiken för signalen S4 beroende på resultaten av beräkningarna:

· om beräkningarna är korrekta är detta värdet på CHISLO-variabeln, som finns på 0002:0008, och därför är av elektronisk natur;

om beräkningarna är felaktiga är S4-signalen ett diagnostiskt meddelande om bristen på minne för variabeln; är också elektronisk.

5. Lagring utförs inte eftersom programmet inte har kommandon för att locka till sig externt minne.

6. Överföringen av information är överföringen av S4-signalen från datorns huvudminne till det mellanliggande buffertminnet på utgångsenheten, som för vårt program är monitorn. Initieras av write-satsen (CHISLO) om bearbetningen var korrekt, eller av OS-medel om det finns ett fel i programmet. I alla fall utförs det med hjälp av operativsystemet och av gränssnittskanalerna för utenheten och andra enheter på datorn. Signalerna S4 och S5 är i det här fallet identiska i syntax och bärvåg, och skiljer sig endast i läge.

7. Presentationen av information består i att omvandla signalen S5 till en form som är förståelig och bekväm för konsumenten. Det utförs av utgångsenheten, som i detta fall är monitorn, då är signalen S6 elektronisk.

INFORMATIONSDISPLAY

PC-grafikundersystem

Grafikundersystemet för alla datorer består av tre delar. En av dem skapar och lagrar information om bilden; denna del kallas grafikadapter (videoadapter). Den andra delen tjänar till att visa denna information; Detta övervaka. Resten är en kabel som förbinder de två första.

Övervaka består av en displayenhet (display), hårdvara, som direkt skapar en bild på skärmen, och elektroniska kretsar som styr hur själva skärmen fungerar. En bildskärm skiljer sig från en TV genom att den använder separata synkroniserings- och färgsignaler. Däremot avkodar TV:n endast en sammansatt signal som innehåller synk-, färg- och ljudsignalerna samtidigt.

Skapandet av en bild på monitorn styrs vanligtvis av en analog videosignal som genereras av videoadaptern. Datorn genererar digital bilddata, som matas från RAM-minnet till en specialiserad processor på grafikkortet, där den bearbetas och lagras i videominnet. Parallellt med ackumuleringen i videominnet av en komplett digital "cast" av bilden på skärmen läses data av en digital-till-analog-omvandlare (Digital Analog Converter, DAC). Eftersom DAC vanligtvis (men inte alltid) inkluderar sitt eget Random Access Memory (RAM) för att lagra färgpaletten i 8-bitars lägen, kallas den också RAMDAC. I det sista steget konverterar DAC:n digital data till analog och skickar den till monitorn. Denna operation utförs av DAC dussintals gånger per sekund; denna egenskap kallad uppdateringsfrekvens (eller uppdateringsfrekvens) skärm. Enligt moderna ergonomiska standarder måste skärmens uppdateringshastighet vara minst 85 Hz, annars märker det mänskliga ögat flimmer, vilket påverkar synen negativt.

Visa– en anordning för visualisering (visning) av text- och grafisk information utan långtidsfixering.

Displayen används både för att visa information som matats in via tangentbordet eller andra inmatningsenheter, och för att skicka meddelanden till användaren, såväl som för att visa resultaten som erhållits under körningen av program.

Enligt de fysiska principerna för bildbildning är skärmar:

1) baserat på ett katodstrålerör;

2) flytande kristall;

3) plasma (gasurladdning).

CRT-skärmar är traditionella, och principen för deras funktion liknar en hushålls-TV. En stråle (eller tre strålar för färgade rör) bildas i ett katodstrålerör, genom att styra rörelsen och intensiteten av vilken en bild kan erhållas på en fosforskärm.

En flytande kristallskärm (indikator) är en samling segment för att återge elementära delar av en bild (i synnerhet punkter). Varje segment består av en normalt transparent anisotrop vätska innesluten mellan två transparenta elektroder. När spänning appliceras på elektroderna ändras vätskans reflektionskoefficient och segmentet mörknar när det belyses av en extern ljuskälla. Bakgrundsbelysta skärmar med flytande kristaller (LCD) har nyligen blivit utbredda i datorer. Deras designfunktion ligger i att en ljuskälla är placerad bakom skärmen, och själva skärmen består av flytande kristallceller, som normalt är ogenomskinliga. När en spänning appliceras på en sådan cell börjar den sända ljus, vilket leder till bildandet av en bild på skärmen. Denna bildbehandlingsprincip underlättar skapandet av färgskärmar. För att göra detta räcker det med tre flytande kristallceller på skärmen, som ger återgivning av primärfärgerna (röd, grön och blå) i ljuset.

Plasmaskärmen är en matris av gasurladdningselement. När den appliceras på elektroder gasutloppselement spänning uppstår en elektrisk urladdning av rött eller orange sken i gasen som detta element är fyllt med. Jämfört med skärmar med flytande kristaller har plasmaskärmar ett högre kontrastförhållande, men de förbrukar också mer ström.

Videoadapter innehåller videominne som lagrar bilden som visas i det här ögonblicket på bildskärmen, skrivskyddat minne som lagrar teckensnittsuppsättningarna som visas av videoadaptern i text- och grafiklägen, och BIOS-funktioner för att arbeta med videoadaptern. Dessutom innehåller videoadaptern en videoprocessor - en komplex kontrollenhet som tillhandahåller datautbyte med en dator, bildbildning och några andra åtgärder.

Funktionsprincipen för videoadaptern. Innan den blir en bild på bildskärmen, bearbetas binära digitala data av den centrala processorn och skickas sedan via databussen till videoadaptern, där den börjar bearbetas. Den bearbetade digitala datan skickas till videominnet, där en bild skapas för att visas på displayen. Sedan, fortfarande i digitalt format, överförs data som bildar bilden till RAMDAC, där den konverteras till analog form, och överförs sedan till monitorn, som visar den önskade bilden.

Videoadapter driftlägen. Videoadaptrar kan fungera i olika text- och grafiklägen som skiljer sig åt i upplösning, antal färger som visas och vissa andra egenskaper.

Textläge. Huvudvideoläget för persondatorer är textläge. I det här läget skapas linjer och rektanglar med hjälp av pseudografiska symboler. 256 av dessa 8-byte (eller 12-byte, eller 14-byte eller 16-byte) kodgrupper lagras i minnet för mönstren för alla tecken som ska ritas, och hela detta minnesområde kallas teckengeneratorbuffert. Displayadaptern "lär sig" startadressen för denna buffert (serienumret för dess initiala byte räknat från början av minnet), tar teckenkoden från videominnet, vilket betyder serienumret för dess kodgrupp i tecknet generatorbuffert, multiplicerar med antalet pixellinjer i teckenbilden och lägger till det resulterande numret till startadressen för teckengeneratorbufferten. Det resulterande numret är startadressen för teckenbildskodgruppen. Därefter tar videoadaptern varje byte i bildkodgruppen och arbetar med enskilda bitar av byten: för noll bitar visar den pixeln med bakgrundsfärgen och för enstaka bitar med bildfärgen (den tar också bakgrunden och bildfärgkoder från videominnet - från attributbyten). Så här visas bokstäverna på bildskärmen, även, som allt annat i datorn, kodade binära tal. Bilden är väldigt lik vid utskrift av bilder av tecken, endast koderna för bilder av tecken och deras serienummer lagras permanent i utskriftsenhetens minne eller läggs in där från datorns minne före utskrift. Enheterna i teckenmönsterkoderna dechiffreras i detta fall som en nödvändighet, till exempel för att träffa motsvarande nål i nåltryckanordningar.

Grafiskt läge. I grafiklägen är videobufferten organiserad som en sekvens av bitfält, bittillståndet för varje fält bestämmer färgen separat punkt skärm. I grafiskt läge är skärmen uppdelad i separata lysande punkter, vars antal beror på typen av display, till exempel 640 horisontellt och 480 vertikalt. Ljusande prickar på skärmen kallas vanligtvis pixlar, deras färg och ljusstyrka kan variera. Det är i grafikläge som alla komplexa grafiska bilder visas på datorskärmen, skapade av speciella program som styr parametrarna för varje pixel på skärmen. Grafiska lägen kännetecknas av sådana indikatorer som upplösning och palett.

Upplösning- antalet punkter som bilden visas med på skärmen. Typiska nuvarande upplösningsnivåer är 800x600 punkter eller 1024x768 punkter. För större bildskärmar kan dock en upplösning på 1152 x 864 pixlar användas.

Storleken på skärmen i längd är lika med bredden på hela det synliga området på skärmen, multiplicerat med antalet bildpixlar, dividerat med antalet bildelement per rad (detta är det första av siffrorna som bestämmer monitorns skanningsläge).

Exempel: en 17-tumsskärm har en visningsyta på cirka 32 cm. Om läget är inställt på 1024 x 768, så kommer en bild på 640 pixlar att ha en bredd på 32 x 640: 1024 = 20 cm.

På samma sätt bestäms bildens höjd på skärmen.

Palett– antalet färger som används för att återge bilden, t.ex. 4 färger, 16 färger, 256 färger, 256 nyanser grå färg, 2 16 färger i ett läge som kallas High color, eller 2 24 färger i True Color-läge.

Du kan ändra funktionerna för det grafiska undersystemet genom att ändra hårdvaran som används i det. I de flesta fall innebär detta att grafikkortet byts ut. Eftersom varje grafikadapter använder sina egna videolägen och varje läge har sina egna speciella krav till minne, bildskärmsminnet som datorer använder finns fysiskt på själva grafikkortet, så om vi byter adapter så byter vi minnet också. Således får vi automatiskt den mängd och typ av bildskärmsminne som krävs när vi installerar en eller annan grafikadapter.

Speciella videoadaptrar. För datorsystem som är kritiska för videoundersystemets hastighet, tillverkas speciella videoadaptrar med grafiska samprocessorer. Sådana videoadaptrar kan ta på en del av datorarbete i samband med konstruktionen av bilden kan de till exempel självständigt bygga en cirkel som definieras av dess centrum och radie, de kan flytta bildområden på skärmen i hårdvara. Du kan till och med programmera sådana videoadaptrar för att utföra vissa åtgärder själv, vilket frigör processortid för andra behov.

För att underlätta användningen av grafiska samprocessorer medföljer drivrutiner för olika program - datorstödda designsystem, simulering och operativsystemet Windows.

Videominne. Videominnet är utformat för att lagra videoinformation - den binära koden för bilden som visas på skärmen.

Videominne är en elektronisk flyktig lagringsenhet. Den kan lagra flera sidor med högkvalitativ grafik samtidigt. Tillgänglig grafik och färgupplösning beror på mängden videominne.

De flesta videosystem har tillräckligt med videominne för att lagra mer än en skärm med data, så endast en bråkdel av det som lagras i videominnet är synligt på skärmen vid varje given tidpunkt.

Videominnet lagrar information om färgen på varje punkt på skärmen. Ju fler olika färger som används, desto mer videominne krävs.

Sida– en sektion av videominnet som innehåller information om en skärmbild (en bild på skärmen). Flera sidor kan placeras i videominnet samtidigt.

Videominnesstorlek (V) bestäms av formeln:

V = n. M. N. b ,

där n är antalet sidor;

M är antalet pixlar på en linje;

N är antalet rader;

B är bitdjupet.

Nu är de mest populära videoadaptrarna i vårt land SVGA- och Windows-grafikacceleratorer.

För datorsystem som är kritiska för videodelsystemets hastighet produceras speciella videoadaptrar med grafiska samprocessorer.

Grafiksamprocessor- hjärtat av videoadaptern. Han är engagerad i att visa information på skärmen, utbyta data med centralprocessorn och löser många andra problem. Med moderna adaptrar GPU avlastar datorns centralenhet och tar sig an ett antal problem i samband med bildbildning.

Ett specialfall av videoadaptrar med grafiksamprocessorer är grafikacceleratorer för Windows. De är speciellt utformade för att förbättra prestandan för datorns videodelsystem när du arbetar i en Windows-miljö.

Det bör betonas att, till skillnad från mer mångsidiga grafiksamprocessorer, är Windows-acceleratorn designad exklusivt för användning med Windows.

Grafikacceleratorkort och grafiksamprocessorer kan arbeta i högfärgs- och till och med True Color-lägen. Men med sådana bildvolymer som videominnet innehåller i lägena High Color och True Color, blir mängden information som överförs från datorns RAM till adapterns videominne helt enkelt enorm.

D-acceleratorer

Videoadaptrar som kan påskynda driften 3D-grafik, kallas 3D-acceleratorer (synonymt med 3D-acceleratorer). Vilka åtgärder accelererar 3D-acceleratorn?

Låt oss lista de vanligaste operationerna som en 3D-accelerator utför på hårdvarunivå.

Ta bort dolda ytor. Det utförs vanligtvis med Z-buffertmetoden, vilket innebär att projektionerna av alla punkter i en tredimensionell objektmodell på bildplanet sorteras i ett speciellt minne (Z-buffert) efter avstånd från bildplanet.

skuggning(Skuggning) ger trianglarna som utgör föremålet en viss färg, beroende på ljuset. Det händer: enhetlig (Flat Shading), när varje triangel målas över jämnt, vilket orsakar effekten av inte en slät yta, utan en polyeder; Gouraud Shading, som interpolerar färgvärden längs varje yta, vilket ger krökta ytor ett jämnare utseende utan synliga kanter; enligt Phong Shading, när normala vektorer till ytan interpoleras, vilket gör det möjligt att uppnå maximal realism, kräver det dock stora beräkningskostnader och används ännu inte i mass-3D-acceleratorer. De flesta 3D-acceleratorer kan göra Gouraud-skuggning.

klippning(Klippning) bestämmer vilken del av objektet som är synligt på skärmen och klipper allt annat för att inte utföra onödiga beräkningar.

Belysningsberäkning. För att utföra denna procedur används ofta strålspårningsmetoden, vilket gör det möjligt att ta hänsyn till reflektionen av ljus mellan föremål och deras transparens. Alla 3D-acceleratorer kan utföra denna operation med olika kvalitet.

Texturkartläggning), eller ett överlägg av en lägenhet bitmapp på ett tredimensionellt föremål för att göra dess yta mer realistisk. Till exempel, som ett resultat av en sådan överlagring, kommer en träyta att se ut exakt som den var gjord av trä, och inte av ett okänt homogent material. Kvalitetstexturer tar vanligtvis mycket plats. För att arbeta med dem används 3D-acceleratorer på AGP-bussen, som stöder texturkompressionsteknik. De mest avancerade korten stöder multitexturing - samtidig överlagring av två texturer.

Filtrering(filtrering) och utjämning(Anti-aliasing). Kantutjämning hänvisar till att minska förvrängningen av texturbilder genom att interpolera dem, särskilt vid kanterna, och filtrering hänvisar till ett sätt att reducera oönskade "korn" när du skalar om en textur när den närmar sig eller flyttar sig bort från ett 3D-objekt.

Genomskinlighet, eller bildens alfakanal (Transparency, Alpha Blending) är information om ett objekts genomskinlighet, vilket gör att du kan bygga så transparenta och genomskinliga objekt som vatten, glas, eld, dimma och dis. Dimmning separeras ofta i en separat funktion och beräknas separat.

vibrering eller färgblandning används vid bearbetning av 2D- och 3D-bilder med fler färger på en enhet med färre färger. Denna teknik består i att rita ett speciellt mönster med ett litet antal färger, som, när man går bort från det, skapar en illusion av att använda Mer färger.

Liknande information.

I vilken enhet bearbetar datorn informationen den tar emot? Hur går denna process till? Vilken enhet används? Vilka är utsikterna för dess utveckling?

dator?

Detta är en mikroprocessor (integrerad krets) eller en elektronisk enhet som exekverar maskininstruktioner (med andra ord programkod). Det är den viktigaste delen av hårdvaran. Ibland läggs prefixet "mikro-" till dess namn. Detta är en speciell datorenhet utformad för att bearbeta information. Låt oss gå in i historien lite. Ursprungligen beskrev termen "processoranordning" en speciell klass av logiska maskiner som behövdes för att utföra komplexa datorprogram. Gradvis överfördes namnet på hela enheten till sin del. Implementeringen, arkitekturen och utförandet av processorer har förändrats mer än en gång sedan starten. Men funktionaliteten är densamma som tidigare. Vid utvärdering av varje enhet måste följande parametrar beaktas: prestanda, klockfrekvens, strömförbrukning, arkitektur, litografiska processstandarder. Detta är den enhet där datorn bearbetar information.

framtidsutsikter

Dator som universell enhet informationsbehandlingen förbättras ständigt. Allt oftare säger de det snart moderna processorer når sina fysiska gränser, så deras materiella del kommer att förändras dramatiskt. Det finns sådana alternativ:

1. Dessa är datorsystem som kommer att använda förmågan hos molekyler (teoretiskt - organiska). De använder idén om att förverkliga atomernas möjligheter och deras arrangemang i rymden.
2. I dem, tillsammans med elektroner, kommer fotoner att användas för att överföra signaler.
3. kvantdatorer. Teoretiskt kommer deras arbete att baseras på kvanteffekter. Nu utvecklas fungerande versioner av sådana processorer aktivt. Denna teknik för informationsbehandling av en dator anses vara den mest lovande.

Myten om megahertz

Lite om principerna för informationsbehandling av en dator. Bland vanliga användare Det är allmänt ansett att ju högre klockhastighet en processor har, desto mer prestanda kan den ståta med. I själva verket är detta inte helt sant. Ett sådant uttalande kan endast tillämpas på de processorer som har samma arkitekturer och mikroarkitekturer.

Vad finns i Ryska federationen?

Kan hon skryta med något nu? Nu är majoriteten av forskningscentra och företag konsoliderade i Ruselectronics innehav. Det grundades 1997. När det skapades inkluderade det 33 och nu 123 företag. De är specialiserade på utveckling och industriell produktion av elektronisk utrustning, utrustning och material. Det kan också skapas tekniska medel anslutningar. För det mesta tillverkar de specifika produkter, men det finns försök att komma in på massmarknaden (om än inte särskilt framgångsrika).

Processorns strömförbrukning

Detta kallas ofta dem, så de allra första x86-processorerna förbrukade en extremt liten mängd ström (jämfört med modern design), vilket vanligtvis var en bråkdel av en watt. Med en ökning av antalet transistorer och klockfrekvens har denna parameter ökat avsevärt. Nu kan du träffa representanter som behöver försörjas med 130 watt, och det råder ingen tvekan om att ”monster” redan utvecklas på designkontoren som behöver ännu mer. Tidigare var energiförbrukningsfaktorn obetydlig. Men sedan dess har principerna för informationsbehandling av en dator förändrats, kraften hos enheter har ökat. Nu har processorn en betydande inverkan på evolutionära processer:

1. Det är nödvändigt att förbättra tillverkningstekniken för att minska processorns energiförbrukning.
2. Nya material bör sökas som minskar läckströmmar.
3. Du måste arbeta med att sänka spänningen för att driva processorkärnan.
4. Det har dykt upp uttag som har ett betydande antal kontakter, vars antal är mer än 1000. De är nödvändiga för att ge ström till processorerna.
5. Layouten på enheterna förändras. Så, kristallen flyttade till utsidan från insidan för att underlätta processen för borttagning av värme.
6. Dök upp intelligenta system, som dynamiskt ändrar matningsspänningen. De kan påverka frekvensen av kärnor och enskilda processorblock för att tillfälligt inaktivera det som inte används.
7. Temperatursensorer är integrerade i kristallen, liksom överhettningsförebyggande system. De minskar och kan också stoppa det helt om en viss linje passeras.
8. Energibesparande lägen har dykt upp som "svagar" processorer när det är låg belastning.

Datorn är komplex, och strömförbrukningen är en annan utmaning tillsammans med bieffekter. Det är vad de kommer att prata om nu.

Processorns driftstemperatur

En till viktig egenskap. Det anger det högsta tillåtna temperaturvärdet som kan finnas på ytan av processorn eller halvledarchippet, när normal drift är möjlig. Det är direkt beroende av kvaliteten på kylflänsen och arbetsbelastningen. När temperaturen överstiger det rekommenderade maxvärdet finns det ingen garanti för normal drift. De flesta processorer fungerar normalt om det är lägre än 85 °C. Om temperaturen är högre, finns det skäl för fel i driften av program eller så kan datorn frysa. I vissa fall kan irreversibla förändringar inträffa i själva processorn. Moderna modeller övervakar vanligtvis överhettning och begränsar deras prestanda. Detta är den enhet där datorn bearbetar information.

och värmeavledning

Hur minskar man de negativa effekterna av stigande grader? Aktiva kylare och passiva radiatorer används för värmeavledning. Var och en av metoderna har sina egna fördelar och nackdelar.

Mätning och visning av CPU-temperatur

Men hur vet enheter att de behöver ändra denna egenskap? En speciell temperatursensor är installerad i mitten av locket, som kan vara en termisk diod, termistor eller en transistor med en sluten kollektor och bas.

Slutsats

Så, vilken enhet används för att bearbeta information i en dator? Det stämmer, datorns processor. Nu vet du svaret inte bara på denna fråga, utan också funktionerna i den här enheten och de befintliga problemen och framtidsutsikterna. Detta innebär att det finns information om hur en så viktig komponent i komplexet tekniskt system och i vilken datorenhet informationen behandlas.

Definition 1

Informationsbehandling av en dator är någon av dess omvandlingar till olika tillstånd.

Introduktion

Datorn är designad för automatiserat arbete med informationsdata. Alla dess komponenter är utformade för att lösa denna huvuduppgift. För att bearbeta information i en dator måste du göra följande grundläggande procedurer med den:

1. Mata in information i en dator. Denna åtgärd måste utföras för att datorn ska ta emot "råvaror" för bearbetning.
2. Sparar mottagen information. Din dator måste ha en enhet som tillåter dig att göra detta.
3. Behandling av mottagen information. För detta krävs förutbestämda arbetsalgoritmer. Datorn måste ha sådana algoritmer och det är nödvändigt att ge den möjlighet att tillämpa dem på den mottagna informationen, vilket så småningom kommer att leda till utvecklingen av utdata.
4. Spara resultaten av informationsbearbetningen. Förutom inmatningsinformationen måste resultaten också komma ihåg för senare användning.
5. Utmatningen av den bearbetade informationen från datorn. Denna procedur gör det möjligt att överföra resultaten från datorn till användaren i ett format som är lämpligt för honom.

Anmärkning 1

Så, huvudegenskapen hos en dator är förmågan att bearbeta information, och alla dess interna element är utformade för att omvandla den till de mest komprimerade tidsintervallen.

Behandlingen av information av en dator är dess olika omvandlingar till olika tillstånd. För att göra detta har datorn en modul som är designad speciellt för mycket snabbt arbete med data och detta är processorn.

Processorn är utformad för att utföra olika operationer med data som överförs till den från en modul som tjänar till att snabbt spara både ingångs- och utdatainformation - detta är ett RAM-minne.

RAM lagrar också mellanliggande data som uppstår när information bearbetas av processorn. Processormoduler och RAM arbetar med en mycket hög frekvens och antalet utförda operationer kan uppgå till miljoner per sekund. Följaktligen kan blocken av in- och utmatning av information inte fungera med en sådan hastighet. Av denna anledning, för kommunikation med externa enheter, har datorn styrenheter för informationsinmatnings- och utgångsmoduler. De är designade för att matcha hastigheten på processorn och RAM-minnet med den låga hastigheten för data I/O-operationer. Sådana kontroller är indelade i universella och specialiserade, det vill säga designade endast för att fungera med specifika enheter. Till exempel är ett datorvideokort en specialiserad modul (enhet), eftersom dess syfte är att endast visa information på bildskärmen.

CPU

Processormodulen anses vara datorns huvudenhet, som är utformad för att behandla informationsdata. Under kontroll av processorn fungerar alla andra block i datorn, och den utför också alla logiska och matematiska beräkningar.

Huvudkomponenten i processorn är den aritmetiska logiska enheten (ALU). Dess huvudsakliga funktion är att utföra alla beräkningsprocedurer på informationsdata.

Utöver ALU har processorenheten en kontrollmodul som styr driften av alla personlig dator. Han är också ansvarig för sekvensen av exekvering av maskinkommandon. Idag är processormodulen som regel en uppsättning stora integrerade kretsar (LSI) placerade på moderkortet.

Processorn bearbetar informationsdata i form av siffror, text, grafik, video och ljud. Processorns hastighet ställs in av en speciell mikrokrets som kallas klockgeneratorn. Denna generator genererar elektriska klockpulser som synkroniserar funktionen hos blocken i en persondator. Du kan dra en analogi mellan en klockgenerator och en metronom som ställer in processorns rytm.

Anmärkning 2

Cykeln förstås som tidsintervallet mellan intilliggande pulser hos generatorn, och klockfrekvensen är antalet cykler per sekund. För att utföra en operation behöver processorn ett tidsintervall som bestäms av ett visst antal cykler.

Datorlagringsenheter

Information som kommer genom inmatningsenheterna skickas till lagringsenheter, eller på annat sätt minnesmoduler, i vilka den lagras för vidare bearbetning av processorn. En informationsbärare är ett fysiskt objekt i vilket information registreras. Bäraren kan vara ett vanligt pappersark, en mänsklig hjärna, hålkort, håltejp, magnetband och slutligen HDD och andra block av datorminne.

Dagens utveckling av elektronik involverar det mesta olika typer informationsbärare. För att lagra data i form av koder används elektromagnetiska och optiska egenskaper hos olika materiella föremål. Bärare som använder ämnets molekylära nivå designas redan. Datorminne är uppdelat i internt och externt. I sin tur inre minne uppdelad i permanent och operativ.

Read-only memory (ROM) lagrar som regel datorns styrprogram och information från den kan endast läsas och det finns ingen möjlighet att skriva. Informationen i ROM-minnet behålls även efter att datorn stängs av. Data skrivs till ROM endast en gång, vanligtvis under företagsförhållanden, och data ändras inte längre. ROM-minnet innehåller datorns operativsystem och detta minne är icke-flyktigt.

Random Access Memory (RAM) är utformat för att lagra informationsdata (initial, intermediate, final) och applikationsprogram. På engelska är RAM RAM (Random Access Memory), vilket betyder slumpmässig tillgång till minne. Det vill säga att processorn har förmågan att komma åt minnesceller i valfri ordning. Information i RAM kan både skrivas och läsas från det, men efter att strömmen stängts av går all information förlorad.

Nästan varje hus har en dator och inte ens en, utan flera. Men få människor förstår hur en dator bearbetar information och förstår oss. Om du nyligen har tagit examen från skolan eller fortfarande studerar, så gick du förmodligen igenom detta ämne i datavetenskapslektionerna, men den äldre generationen vet förmodligen inte detta och tänker inte ens på det faktum att den "talar" till datorn i talens språk i det binära systemet.

All digital information överförs i bitar. Bit är en informationsenhet som en dator förstår. Allt vi gör på datorn översätts till en speciell binär kod, som består av 0 och 1. Om det finns en signal så är detta 1, om det inte finns någon signal så är detta 0. För en dator är det inte siffror utan signaler. Det finns en signal, det finns ingen signal. Datorn förstår alla tal på sitt eget sätt - i det binära systemet.

0 - 0 (noll)

1 - 1 (en)

2 - 10 (en-nolla) (en enhet av den andra siffran)

3 - 11 (en-en)

4 - 100 (en-noll-noll) (en enhet av den tredje siffran

5 - 101 (en-noll-ett)

6 - 110 (en-ett-noll)

7 - 111 (en-en-en)

8 - 1000 (en-noll-noll-noll) (en enhet av den fjärde siffran)

9 - 1001 (en-noll-noll-ett)

10 - 1010 (en-noll-en-noll)

Om du vill förstå datorspråk måste du lära dig binärt system kalkyl.

Nollor och ettor i en dator kallas bitar , och grupper om åtta bitar anropas bytes .

En byte kan innehålla ett tal från 0 till 255.

I två byte kan du skriva ett tal från 0 till 65535.

I tre byte kan du skriva ett tal från 0 till 16 miljoner.

Till exempel,

nummer 2000 = 00000111 11010000

skrivet i två byte, 8 bitar vardera.

Siffror är mer eller mindre tydliga, men hur förstår en dator text?

Datorn konverterar alla bokstäver till siffror. Genom att förvandla en bokstav till en siffra förvandlar datorn siffran till signaler och skriver dem, som siffror, i bitar, från vilka bytes sammanställs:

A - 192 - 11000000

B - 193 - 11000001

B - 194 - 11000010

G - 195 - 11000011

Komplett tabell över ryska alfabetet koder Ascii

Genom att trycka på en tangent på tangentbordet ger du datorn en signal i det binära systemet (varje tangent har sin egen kod). Han förstår henne och med hjälp specialprogramöversätter denna signal till en symbol som är förståelig för oss och visar den på monitorn. Grovt sett visar det sig att tangentbordet fungerar som en översättare mellan oss och datorn.

Samma sak händer med grafisk information. För att spara en bild och arbeta med den på en dator måste den omvandlas till signaler, d.v.s. digitalisera . För detta ändamål kan du använda antingen en digitalkamera eller en videokamera.

Varje punkt har sin egen kod:

Svart prick: 0, 0, 0;

Vitpunkt: 255, 255, 255;

Brun: 153, 102, 51;

Etc. Varje färg har sitt eget chiffer (färgkod).

Tabell
matcha färger till deras hexadecimala
RGB-komponenter .

a) externt minne b) display; c) processor; d) tangentbord.

20. MODEM- denna apparat:

a) att lagra information;

b) att behandla information vid en given tidpunkt;

c) att överföra information via telefonkommunikationskanaler;

d) att skriva ut information.

21. informationsutmatning? a) arbetsminne; b) display; c) mus; d) tangentbord

22. Vilken datorenhet är avsedd förmata in information? a) en skrivare b) display; c) processor; d) tangentbord.

2 3. Bagge serverar:

a) att lagra information;

b) för informationsbehandling;

c) att köra program;

d) att bearbeta ett program åt gången.

2 4. Plotter - denna apparat:

a) för att läsa grafisk information;

b) för inmatning;

c) för uttag;

d) att skanna information.

25. Externa lagringsenheter inkluderar:

a) en processor b) diskett:

c) övervaka; d) hårddisk. 2 6. "Mus"-manipulatorn är en enhet:

a) output;

c) läsa information;

d) informationsskanning.

27. Ange den minsta erforderliga uppsättningen läpparroystvo, designad för att driva en dator:

a) skrivare, systemenhet, tangentbord;

b) processor, RAM, monitor, tangentbord;

c) processor, streamer, hårddisk;

d) bildskärm, hårddisk, tangentbord, processor .

28. Externt minne tjänar:

a) för att lagra operativ, ofta föränderlig information i processen att lösa ett problem;

b) för långtidsförvaring information, oavsett om datorn är igång eller inte;

c) för att lagra information inuti datorn;

d) att behandla information vid en given tidpunkt.

Vad är ett operativsystem

Operativsystemet är programmet som laddas när du slår på din dator. Den skapar en dialog med användaren, hanterar datorn, dess resurser (RAM, diskutrymme, etc.), startar andra (applikations)program för exekvering. Operativsystemet ger användaren och applikationsprogrammen ett bekvämt sätt att kommunicera (gränssnitt) med datorenheter.

Den främsta anledningen till behovet av ett sådant program som ett operativsystem är att de elementära operationerna för att arbeta med datorenheter och hantera datorresurser är mycket lågnivåoperationer, och de åtgärder som en användare och applikationsprogram behöver består faktiskt av. av flera hundra eller tusentals sådana elementära operationer.

Det finns ungefär ett dussin diskettformat, och operativsystemet måste kunna fungera med alla dessa format. För användaren bör arbete med disketter av olika format utföras på exakt samma sätt;

En fil på disketter upptar vissa sektioner, och användaren behöver inte veta något om vilka. Alla funktioner för att underhålla filallokeringstabeller, söka efter information i dem, allokera utrymme för filer på disketter utförs av operativsystemet, och användaren kan inte veta något om dem;

Under driften av kopieringsprogrammet kan flera dussintals olika speciella situationer uppstå, till exempel ett misslyckande med att läsa eller skriva information, diskenheter är inte redo för läsning eller skrivning, det finns inget utrymme på disketten för filen som kopieras , etc. För alla dessa situationer är det nödvändigt att tillhandahålla lämpliga meddelanden och korrigerande åtgärder. Operativsystemet utför även hjälpaktiviteter såsom kopiering eller utskrift av filer. Dessutom laddas operativsystemet in i Bagge av alla program, överför kontrollen till dem i början av deras arbete, utför olika hjälpåtgärder på begäran av program som körs och frigör RAM-minnet som upptas av program när de slutar.

Användardialog med MS DOS

När MS DOS är redo för en dialog med användaren, visar den en prompt på skärmen, till exempel, eller C:\>

Detta innebär att MS DOS är redo att ta emot kommandon.

Användarens dialog med MS DOS genomförs i form av kommandon. Varje användarkommando innebär att MS DOS måste utföra någon åtgärd, som att skriva ut en fil eller visa en kataloglista på skärmen.

Ett MS DOS-kommando består av ett kommandonamn och eventuellt alternativ, separerade med mellanslag. MS DOS-kommandots namn och parametrar kan skrivas med både stora och små latinska bokstäver. Att ange varje kommando slutar med en knapptryckning

Grundläggande komponenter i MS DOS

Operativsystemet MS DOS består av följande delar.

Det grundläggande input/output-systemet (BIOS) finns i datorns skrivskyddade minne (skrivskyddat minne, ROM). Den här delen operativ systemär inbyggt i datorn. Dess syfte är att utföra de enklaste och mest mångsidiga operativsystemtjänsterna förknippade med I/O. Det grundläggande input-output-systemet innehåller också ett test av datorns funktion, som kontrollerar funktionen hos datorns minne och enheter när den slås på. Förutom, bassystem I/O innehåller ett program för att anropa operativsystemets starthanterare.

Operativsystemladdaren är ett mycket kort program som ligger i den första sektorn av varje diskett med MS DOS operativsystem och en hårddisk (hårddisk) Funktionen för detta program är att läsa in ytterligare två operativsystemmoduler i minnet, vilket slutför MS DOS-startprocessen.

Diskfilerna IO.SYS och MSDOS.SYS (de kan dock heta olika, t.ex. IBMBIO.COM och IBMDOS.COM, namnen ändras beroende på version av operativsystemet) De laddas in i minnet av operativsystemet systemladdare och förbli i datorns minne konstant. IO.SYS-filen är ett tillägg till det grundläggande I/O-systemet i ROM. MSDOS.SYS-filen implementerar de grundläggande högnivåtjänsterna i MS DOS.

MS DOS-kommandoprocessorn bearbetar kommandon som matas in av användaren. Kommandoprocessorn är i diskfil COMMAND.COM på den enhet från vilken operativsystemet laddas. Vissa användarkommandon, som typ.dir eller copy, exekveras av själva skalet. Sådana kommandon kallas interna. För att utföra de återstående (externa) användarkommandona, söker kommandoprocessorn på diskarna efter ett program med lämpligt namn, och om den hittar det, laddar den in det i minnet och överför kontrollen till det. I slutet av programmet tar kommandoprocessorn bort programmet från minnet och visar ett meddelande om beredskapen att utföra kommandon (MS DOS-prompt).

Externa MS DOS-kommandon är program som följer med operativsystemet som separata filer. Sådana program utför underhållsåtgärder som att formatera disketter, kontrollera diskar, etc.

Enhetsdrivrutiner är specialprogram som kompletterar MS DOS I/O-systemet och tillhandahåller underhåll för nya enheter eller icke-standardiserad användning av befintliga enheter, precis som med disk. Drivrutiner laddas in i datorns minne när operativsystemet startar, deras namn anges i en speciell CONFIG.SYS-fil. Detta schema gör det lättare att lägga till nya enheter och låter dig göra detta utan att påverka systemfiler MS DOS.

Initial laddning av MS DOS utförs automatiskt när datorn slås på, när du trycker på "Reset"-tangenten på datorhöljet (inte alla datormodeller har en sådan tangent), och även när du samtidigt trycker på tangenterna (Ctrl), (Alt) och (Del) på tangentbordet. För att starta MS DOS måste du ha en diskett laddad med MS DOS-operativsystemet installerat i diskettenhet A eller att datorn har en hårddisk (hårddisk) med MS DOS-operativsystemet skrivet på. hårddiskar MS DOS-operativsystemet registreras av datorleverantören.

I början av nedladdningen fungerar hårdvarukontrollprogrammen som finns i datorns permanenta minne. Om de hittar ett fel visar de felkoden på skärmen. Om felet inte är kritiskt (det vill säga tillåter fortsatt arbete) ges användaren möjlighet att fortsätta nedladdningsprocessen genom att trycka på (F1) tangenten på tangentbordet. Om felet är kritiskt stoppas nedladdningsprocessen. I vilket fall som helst bör situationen och den genererade felkoden rapporteras till specialister på datorunderhåll.

Efter att hårdvarutestprogrammen slutat köras försöker startprogrammet läsa operativsystemets program från disken som är installerad i enhet A. Om det inte finns någon diskett på enhet A kommer operativsystemet att laddas från hårddisken (hårddisk) Om enhet A inte innehåller en diskett med operativsystemet utan någon annan diskett kommer ett felmeddelande

Icke-systemdisk eller diskfel

Byt ut och slå någon tangent när du är klar

(icke-systemenhet eller diskfel.

Byt disk och tryck på valfri tangent)

Du bör lägga en diskett med operativsystemet på enhet A om du vill starta datorn från en diskett, eller öppna enhetsluckan eller ta bort disketten från enheten om du vill starta upp datorn från en hårddisk (hårddisk) Tryck sedan på valfri alfanumerisk tangent, blanksteg eller (Enter) för att fortsätta nedladdningsprocessen.

Översikt över MS DOS-kommandon

Följande är kort information om MS DOS-kommandon: namn och beskrivningar av kommandon. Denna information ger bara en mycket allmän uppfattning om vad MS DOS-kommandon gör.

Det finns två typer av MS DOS-kommandon: interna och externa.

Interna kommandon exekveras av MS DOS-processorn själv (COMMAND.C-programmet. Dessa kommandon är följande:

BREAK-ställ in kontrollläget för kombinationsingång (Ctrl-C).

cd-ändra aktuell katalog eller visa aktuell katalognamn.

CLS-klar bildskärm.

COPY-kopiera filer.

CTTY-ändra I/O-enhet för MS DOS-kommandon.

DATUM – hämta eller ändra aktuellt datum.

DEL - radera filer.

DIR - Ge en lista över filer i en katalog.

ECHO - utfärda ett meddelande från en batch-batchfil.

AVSLUTA - avsluta arbetet med kommandoprocessorn COMMAND.COM.

FOR-organisation av cykler.

GÅ TILL hoppa till en etikett i en batch-batchfil.

IF-tillståndskontroll i en batch-batchfil.

MD-Skapa en ny katalog.

PATH - ställ in listan över kataloger för att söka efter kommandon.

PAUSE - Pausa körningen av en batch-batchfil.

PROMPT - Ställ in typen av MS DOS-prompt.

REM-kommentar i en batch-batchfil.

ändra filnamn.

rd-delete katalog.

SET - ställ in miljövariabel.

SHIFT-skifta parameternumren för en batch-batchfil.

TID - Hämta eller ställ in aktuell tid.

TYPE-filvisning (filinmatning på skärmen).

VER - ange versionsnumret för MS DOS.

VERIFY - ställ in eller avbryt läget för att kontrollera korrektheten av att skriva till disken.

VOL-utgång från skivetiketten.

Externa MS DOS-kommandon är program som levereras med operativsystemet som separata filer. Dessa kommandon är:

BILAGA - ställ in ytterligare kataloger för datasökning.

ASSIGH - tilldela ett annat logiskt namn (bokstav) till enheten.

ATTRIB - Ställ in eller visa filattribut.

BACKUP - skapa arkivkopior av filer.

CHKDSK - kontrollera disken för rätt filsystem.

COMMAND - starta MS DOS-kommandoprocessorn.

DEBUG - visa, ändra, plocka isär filer.

DISKCOMP - Jämförelse av disketter.

DISKCOPY - kopiera disketter.

EDLIN är en primitiv textredigerare.

EXE2BIN - Konvertera en EXE-fil till binär kod.

FASTOPEN-acceleration av filöppning.

FC fil jämförelse.

FDISK partitionerar en hårddisk.

FIND - sök efter en delsträng i filer.

FORMAT-formatering (initiering) av disken.

GRAFIK - förberedelse för utskrift av en grafisk kopia av skärmen.

LABEL - ta reda på eller ställ in en disketikett.

LÄNK-länkredigerare.

MD-Skapa en ny katalog.

MODE-inställd driftlägen för enheten.

MER-sidig utskrift på skärmen.

PRINT-utskrift på skrivaren textfiler i bakgrunden.

ÅTERSTÄLL – återställ en fil som innehåller "dåliga" avsnitt.

ERSÄTT - ersätt filer med deras nya versioner.

DELA - ställ in fleranvändarläget för att använda filer.

SORTERA sorteringsdata.

SUBST - Ersätt katalognamn med enhetsnamn.

SYS - kopiera systemfiler till disk.

TREE - visa katalogstrukturen på disken.

XCOPY - kopiera filer (har fler alternativ än COPY)

Uppgift: Beskriv processen för att skapa det angivna katalogträdet. Skapa en testfil Adress och information i de angivna mapparna. Limma ihop dem och placera dem i den angivna mappen. Byt namn på den till General. Förstör alla skapade mappar och kataloger.