Комплекс технических средств, реализующих функцию памяти, называется запоминающим устройством (ЗУ). ЗУ необходимы для размещения в них команд и данных. Они обеспечивают центральному процессору доступ к программам и информации.
Запоминающие устройства делятся на основную или оперативную память (ОП), сверхоперативную память (СОЗУ),
RAM - ) и ROM - Read Only Memory).
ОЗУ предназначено для хранения переменной информации. Оно допускает изменение своего содержимого в ходе выполнения процессором вычислительных операций с данными и может работать в режимах записи, чтения, хранения.
ПЗУ содержит информацию, которая не должна изменяться в ходе выполнения процессором вычислительных операций, - например, стандартные программы и константы. Эта информация заносится в ПЗУ перед установкой микросхемы в ЭВМ. Основными операциями, которые может выполнять ПЗУ, являются чтение и хранение.
Функциональные возможности ОЗУ шире, чем ПЗУ. Но ПЗУ сохраняет информацию при отключении питания (т.е. является энергонезависимой памятью).
В современных ЭВМ микросхемы памяти изготавливают из кремния по полупроводниковой технологии с высокой степенью интеграции элементов на кристалле.
Основной составной частью микросхемы является массив элементов памяти (ЭП), объединенных в матрицу накопителя.
Каждый элемент памяти может хранить 1 бит информации и имеет свой адрес. ЗУ, позволяющие обращаться по адресу к любому ЭП в произвольном порядке, называются запоминающими устройствами с произвольным доступом.
При
(рис 15.1) Структурная схема ОЗУ
По
По шине данных передается информация, записываемая в память или считываемая из нее.
По шине адреса передается адрес участвующих в обмене элементов памяти (поскольку данные передаются машинными словами, а один ЭП может воспринять только один бит информации, блок элементов памяти состоит из $$n$$ матриц ЭП, где $$n$$ - количество разрядов в машинном слове).
Максимальная IBM PC XT шина адреса СМ содержала 20 линий. Поэтому максимальный объем ОП в этих машинах равен $$2^{20} = 1 $$Мбайт. В IBM PC AT (с микропроцессором i80286) СМ содержит 24 линии, поэтому объем ОП мог быть увеличен до 16 Мбайт. Начиная с МП i80386, шина адреса содержит 32 линии. Максимальный объем ОП увеличился до $$2^{32} = 4$$Гб.
Микросхемы памяти могут строиться на статических (Static ) и динамических (Dynamic ) ЭП. В качестве статического ЭП чаще всего выступает статический триггер. В качестве динамического ЭП может использоваться электрический конденсатор, сформированный внутри кремниевого кристалла.
Статические ЭП способны сохранять свое состояние (0 или 1) неограниченно долго (при включенном питании). Динамические ЭП с течением времени записанную в них информацию теряют (например, из-за саморазряда конденсатора), поэтому они нуждаются в периодическом восстановлении записанной в них информации - в регенерации.
Микросхемы элементов памяти динамических ОЗУ отличаются от аналогичных ЭП статических ОЗУ меньшим числом компонентов в одном элементе памяти, в связи с чем имеют меньшие размеры и могут быть более плотно упакованы в кристалле. Однако из-за необходимости регенерации информации динамические ОЗУ имеют более сложные схемы управления.
Микросхемы ПЗУ так же построены по принципу матричной структуры накопителя. Функции элементов памяти в них выполняют перемычки в виде проводников, полупроводниковых
Обычно схемы ПЗУ допускают только одно программирование, но специальные микросхемы - репрограммируемые ПЗУ (РПЗУ) - допускают их многократное стирание и занесение новой информации. Этот вид микросхем также относится к энергонезависимым, т.е. может длительное время сохранять информацию при выключенном питании (стирание микросхемы происходит либо за счет подачи специального стирающего напряжения либо за счет воздействия на кристалл ультрафиолетового излучения, для этого в корпусе микросхемы оставляется прозрачное окно).
Сверхоперативные ЗУ (СОЗУ) используются для хранения небольших объемов информации и имеют значительно меньшее время (в 2-10 раз) считывания/записи, чем
Регистр представляет собой электронное устройство, способное хранить занесенное в него число неограниченно долго (при включенном питании). Наибольшее распространение получили регистры на статических триггерах.
Регистры могут быть объединены в единую структуру. Возможности такой структуры определяются способом доступа и адресации регистров.
Если к любому регистру можно обратиться для записи/чтения по его адресу, такая регистровая структура образует СОЗУ с произвольным доступом.
Безадресные регистровые структуры могут образовывать два вида устройств памяти: магазинного типа и память с выборкой по содержанию (ассоциативные ЗУ).
Память магазинного типа образуется из последовательно соединенных регистров (рис.15.2).
(рис 15.2)
Если запись в регистровую структуру (рис.15.2a) производится через один регистр, а считывание - через другой, то такая память является аналогом линии задержки и работает по принципу "первым вошел - первым вышел" (FIFO - first input, first output).
Если же запись и чтение осуществляются через один и тот же регистр (рис.15.2б), такое устройство называется стековой памятью, работающей по принципу "первым вошел - последним вышел" (
Стековая память получила широкое распространение. Для ее реализации в ЭВМ разработаны специальные микросхемы. Но часто работа стековой памяти эмулируется в основной памяти ЭВМ: с помощью программ операционной системы выделяется часть памяти под стек (в IBM PC для этой цели выделяется 64 Кбайта). Специальный регистр микро-процессора (
В стек может быть загружен в определенной последовательности ряд данных, которые впоследствии считываются из стека уже в обратном порядке. На этом свойстве построена система
Память с выборкой по содержанию является безадресной. Обращение к ней осуществляется по специальной маске, которая содержит поисковый образ. Информация считывается из памяти, если часть ее соответствует поисковому образу, зафиксированному в маске. Например, если в такую память записана информация о людях, содержащая данные о месте жительства (включая город), и необходимо найти сведения о жителях определенного города, то название этого города помещается в маску и дается команда "чтение" - из памяти выбираются все записи, относящиеся к заданному городу.
В микропроцессорах ассоциативные ЗУ используются в составе кэш-памяти для хранения адресной части команд и операндов исполняемой программы. При этом нет необходимости обращаться к ОП за следующей командой или требуемым операндом: достаточно поместить в маску необходимый адрес, и если искомая информация имеется в СОЗУ, то она будет сразу выдана. Обращение к ОП будет необходимо лишь при отсутствии требуемой информации в СОЗУ. За счет такого использования СОЗУ сокращается число обращений к ОП, а это позволяет экономить время.
Кэш-память может быть размещена в кристалле процессора (так называемая "кэш-память I уровня") либо выполнена в виде отдельной микросхемы или модуля, содержащего несколько микросхем (внешняя кэшпамять, или кэш-память II уровня).
Встроенная кэш-память (I уровня) в процессорах Pentium имеет объем 16-32 Кбайт. Внешняя кэш-память (II уровня) имеет объем до 1Гбайта и работает с 64-битными словами.
Основу центрального процессора ПЭВМ составляет микропроцессор (МП) - обрабатывающее устройство, служащее для арифметических и логических преобразований данных, для организации обращения к ОП и ВНУ и для управления ходом вычислительного процесса. В настоящее время существует большое число разновидностей микропроцессоров, различающихся назначением, функциональными возможностями, структурой, исполнением. Наиболее существенными классификационными различиями между ними чаще всего выступают:
Обобщенная структурная схема 32-разрядного микропроцессора x86 (серии Pentium) приведена на рис.15.3.
Условно микропроцессор можно разделить на три части: исполнительный блок (
В исполнительном блоке находятся: арифметический блок (DATE CACHE, микросхемы (РОН) EAX, EBX, ECX, EDX; общие регистры
В
Регистры общего назначения EAX, EBX, ECX, EDX имеют длину по 32 бита. Каждый из них делится на два 16-битных регистра, младший из которых имеет свое имя (что обеспечивает совместимость с 16-разрядными версиями микропроцессоров). Так, в регистре EAX содержится 16-битный регистр AX, в регистре EBX содержится регистр BX, в ECX - регистр CX, в EDX - регистр DX. Каждый из 16-битных регистров, в свою очередь, состоит из двух 8-битных регистров, имеющих свои имена. Например, АХ (аккумулятор) делится на AH и AL, регистр базы (BX, делится на BH и BL. Счетчик (Count Register) CX включает регистры CH и CL. Регистр данных (Data Register) DX содержит регистры DH и DL. Каждый из коротких регистров может использоваться самостоятельно или в составе регистровой пары. Условные названия (аккумулятор, регистр базы, счетчик, регистр данных) не ограничивают применения этих регистров - эти названия говорят о наиболее частом их использовании или об особенности применения того или иного регистра в той или иной команде. Буква "Н" в имени 8-битного регистра означает верхний (или старший) регистр, буква "L" - младший (т.е. младший байт 16-битного регистра или младший однобайтный регистр двухбайтного регистра).
(рис 15.3) Обобщенная структурная схема 32-разрядного микропроцессора
Эти регистры используются для операций с данными, такими как сравнение, математические операции или запись данных в память. Регистр СХ чаще всего применяется как счетчик циклов.
Общие регистры - S P, B P, SI, DI.
Регистр PUSH).
Регистр ЕВР содержит адрес базы, который может использоваться при работе со стеком.
Регистр
Блок управления микропроцессором содержит
CS, DS, ES, FS, GS, SS имеют длину по 16 бит и используются для формирования физических адресов команд и данных в основной памяти.
CS - сегмент кода исполняемой в данный момент программы.
DS - сегмент данных исполняемой программы, т.е. константы, строковые ссылки и т.д.
SS - сегмент стека исполняемой программы.
ES, FS, GS - дополнительные сегменты, которые в некоторых программах могут не использоваться.
Системные регистры GDTR и LDTR являются регистрами глобальной и локальной GDTR имеет длину 48 бит, LDTR - 16 бит (точнее, 16 бит - это только "видимая" часть этого регистра).
Регистр IDTR (таблицы дескрипторов прерываний -
Регистр TR является
Структурная схема блока выработки управляющих сигналов микропроцессора приведена на рис.15.4.
Основу его составляют
Регистр
(рис 15.4) Структурная схема блока выработки управляющих сигналов
Конвейер команд МП хранит несколько команд, что позволяет при выполнении x86 в RISС-команды, прогнозирует последовательность исполнения команд и направляет полученные последовательности команд в соответствующие ветви конвейера команд (U,V,…). Каждый конвейер команд имеет свой буфер (память магазинного типа FIFO), из которого команды поступают в соответствующий
АЛУ команд используется для вычисления физических адресов необходимых для работы микропроцессора команд и данных.
Управляющие регистры - CR0, CR1, CR2, CR3, - имеют длину по 32 бита. Эти регистры устанавливают режим работы процессора (нормальный, защищенный и т.д.), контролируют постраничное распределение памяти, и т.д. Они доступны только для привилегированных программ. Младшая часть регистра CR0 используется как слово состояния машины.
Отладочные регистры - DR0-DR7 - содержат адреса восьми точек прерывания и устанавливают, что должно произойти при достижении программой соответствующей точки прерывания. Эти регистры используются при отладке программы с помощью таких отладочных средств, как debug.exe (для реального режима) или ntsd.exe (для защищенного режима). Тестовые (контрольные) регистры TRj используются для контроля постраничной системы распределения памяти, реализуемой операционной системой.
Один из основных
В зависимости от количества используемых в команде операндов различаются одно-, двух-, трех-, четырехадресные и безадресные команды.
В одноадресных командах указывается, где находится один из двух обрабатываемых операндов. Второй операнд должен быть помещен заранее в арифметическое устройство (для этого в систему команд вводятся специальные
В двухадресных командах оба операнда перед выполнением операции находятся в памяти, поэтому их адреса указываются в команде. После выполнения команды в один из этих адресов засылается результат, а находившийся там операнд теряется.
В трехадресных командах два адреса указывают, где находятся исходные операнды, а третий - куда необходимо поместить результат.
В четырехадресных командах три адреса используются для указания исходных операндов и результата, а четвертый - для указания адреса следующей команды.
В безадресных командах обычно обрабатывается один операнд, который до и после операции находится в арифметическом устройстве (в память не пересылается). Кроме того, безадресные команды используются для выполнения служебных операций (очистить экран, заблокировать клавиатуру,
Все команды программы выполняются последовательно, команда за командой, в том порядке, как они записаны в памяти ЭВМ (естественный порядок следования команд). Этот порядок характерен для
Для организации разветвлений (циклического выполнения участков программы) есть команды, нарушающие естественный порядок. К ним относятся: безусловная передача управления ("безусловный переход"), условная передача управления (т.е. переход, если выполняется заданное условие), обращение к подпрограмме ("переход с возвратом"), циклические операции. Кроме того, естественный порядок следования команд не соблюдается в машинах, использующих четырехадресные команды - в этом случае некоторые из команд передачи управления упраздняются.
При явном указании адреса следующей команды реализуется "принудительный" порядок следования команд. Он возможен, только если программа размещается в доступной процессору части основной памяти. Поскольку при этом команды (с точки зрения процессора) ничем не отличаются от данных, в процессе выполнения программы ее команды можно изменять (модифицировать), что повышает гибкость программирования и универсальность ЭВМ.
Семейство микропроцессоров фирмы Intel, начиная от 8086 и вплоть до Pentium последних моделей, имеет базовую систему команд, в состав которой входят следующие группы:
MOV, PUSH, POP, XCHNG и т.д.);IN, OUT);LEA, LDS и т.п.);INS, DEC и др.);Каждая команда имеет большое число модификаций, чаще всего определяемых режимом адресации данных (операндов).
Работой МП управляет программа, записанная в ОП ЭВМ. Адрес очередной команды хранится в CS. Каждый из них в реальном режиме имеет длину 16 бит, тогда как физический адрес ОП должен иметь длину 20 бит. Несогласованность длины машинного слова (16 бит) и длины физического адреса ОП (20 бит) приводит к тому, что в командах невозможно указать физический адрес ОП - его приходится формировать, собирать из разных регистров МП в процессе работы.
В защищенном режиме базовые адреса сегментов хранятся в дескрипторных таблицах и имеют длину 24 или 32 бита (в зависимости от типа МП). В сегментных же регистрах хранится селектор, содержащий номер
(рис 15.5) Формирование адреса в защищенном режиме
Физический адрес очередной команды через внутреннюю магистраль МП и интерфейс памяти поступает на шину адреса системной магистрали. Одновременно из устройства управления (УУ) исполнительного блока на Instruction ). После обработки полученной команды и преобразования ее в последовательность RISC-команд (операций) очередная операция поступает в
Из операции в
В зависимости от используемого в команде режима адресации организуется выборка необходимых исходных данных.
Видеосистемы предназначены для оперативного отображения информации, доведения ее до сведения оператора ЭВМ. Обычно они состоят из двух частей: монитора и адаптера. Монитор служит для визуализации изображения, адаптер - для связи монитора с микропроцессорным комплектом [88].
Классификацию мониторов можно провести по используемым физическим эффектам, по принципу формирования изображения на экране, по способу управления, по длительности хранения информации на экране, по цветности.
По принципу формирования изображения мониторы делятся на плазменные, электролюминесцентные, жидкокристаллические, дисплеи с эмиссией полем, гелиодисплеи, и электронно-лучевые.
Плазменные, электролюминесцентные, жидкокристаллические мониторы и дисплеи с эмиссией полем относятся к дисплеям с плоским экраном. Для них характерно, что экран имеет малые физические размеры и не мерцает. Мониторы этого вида имеют малый вес и незначительное потребление энергии, большую механическую прочность и длительный срок службы.
Плазменные, электролюминесцентные мониторы и дисплеи с эмиссией полем являются активными, излучающими свет. Для работы с ними не нужен посторонний источник света.
Жидкокристаллические - пассивные мониторы. Они работают только при наличии постороннего источника света и способны работать либо в отраженном, либо в проходящем свете. Жидкокристаллические мониторы используют способность жидких кристаллов изменять свою оптическую плотность или отражающую способность под воздействием электрических сигналов.
В плазменной панели элемент изображения образуется в результате газового разряда, который сопровождается излучением света. Конструктивно панель состоит из трех стеклянных пластин, на двух из которых нанесены тонкие прозрачные проводники. На одной пластине проводники расположены горизонтально, на другой - вертикально. Между ними находится третья стеклянная пластина, в которой в местах пересечения проводников имеются сквозные отверстия. Эти отверстия при сборке панели заполняются инертным газом. Вертикально и горизонтально расположенные проводники образуют координатную сетку; на пересечении проводников находятся элементы изображения - пикселы (от "picture ele-ment").
Электролюминесцентные мониторы работают на принципе люминесценции вещества при воздействии на него электрического поля. Люминесцентное вещество распыляется на внутренней поверхности одной из пластин с координатной сеткой. Напряжение на координатные шины подается такое, чтобы на пересечении координатных шин создавалось электрическое поле, достаточное для возбуждения люминофора.
Дисплеи с эмиссией полем (Field Emission Display, ) - это плоские дисплеи, по принципу работы подобны обычным ЭЛТ. Электроны в них излучаются из холодных катодов, имеющих форму очень острых ми-кроигл, количество которых на каждый пиксел может составлять до нескольких тысяч. Этот вид мониторов характеризуется хорошим воспроизведением цветов, так как используется такой же люминофор, как в электронно-лучевых трубках, и высокой скоростью работы (как и в ЭЛТ).
В 2005 году инженеры компании IO2 Technology создали необычное проекционное устройство, получившее название "гелиодисплей" (Heliodisplay). Этому необычному проектору не нужен экран: при помощи лазерных лучей прибор формирует цветное изображение непосредственно в атмосферном воздухе.
По утверждению разработчиков, в гелиодисплее используется совершенно новый принцип формирования изображения, основанный на ряде как уже запатентованных, так и только ожидающих
В 2005 году IO2 Technology представила три модели готовых к серийному производству изделий: М1, М1а и Мх.
Представленные модели гелиодисплеев являются интерактивными. При работе с ПК "прикосновения" к проецируемому изображению можно использовать для управления элементами пользовательского интерфейса (управляющие команды, эмулирующие работу манипулятора, передаются в ПК по интерфейсу USB).
Максимальное количество строк на экране и количество точек в строке образуют разрешающую способность монитора:
Разрешающая способность оказывает значительное влияние на качество изображения на экране, но качество изображения зависит и от других характеристик: физических размеров элементов изображения (пиксел, или точек), размеров экрана, частоты
Одна из моделей цветообразования цветных ЖК-дисплеев, в настоящее время наиболее распространенная, является конструкцией, аналогичной конструкции цветных дисплеев на ЭЛТ. В качестве источника света в цветном ЖК-дисплее используется люминесцентная лампа подсветки, излучающая свет белого цвета. Пикселы такого дисплея состоят каждый из трех частей - ячеек. Перед каждой ячейкой расположен светофильтр, пропускающий свет одного из цветов модели RGB (красного, зеленого и голубого). Благодаря наличию светофильтра каждый элемент пиксела участвует в генерации определенного цвета, а поскольку размеры элементов малы, цвета каждой триады элементов сливаются в один, воспринимаемый глазом человека.
Другая модель вместо люминесцентной лампы использует светодиодные модули подсветки или массив углеродных нанотрубок (carbon ), которые с высокой частотой последовательно меняют цвет излучаемого света (красный - зеленый - голубой - красный и т.д.) и позволяют отказаться от использования светофильтров.
В мониторах со светодиодной подсветкой применяется светодиодная матрица - каждый пиксел изображения освещается отдельным
Во многих
В настоящее время сенсорные дисплеи применяются во многих моделях карманных и планшетных ПК, а также Sony .
Связь ЭВМ с монитором осуществляется с помощью адаптера - устройства, которое должно обеспечивать совместимость различных мониторов с микропроцессорным комплектом ЭВМ. В начальный период существования персональных компьютеров адаптеры старались стандартизировать, чтобы в полной мере обеспечить совместимость различных по конструкции мониторов с ЭВМ. Было разработано пять стандартов:
MDA CGA MGA EGA VGA Кроме них существовали и другие адаптеры, например, Геркулес,
В последнее время наибольшее распространение получили адаптеры
Широкое распространение режима PlagPlay привело к тому, что в состав операционных систем фирмы Microsoft включено огромное количество постоянно обновляемых фирмой драйверов.
Исторически сложилось, что дисплеи могут работать в одном из двух режимов: символьном или графическом.
В символьном режиме на экран может выводиться ограниченный состав символов, имеющих четко определенный графический образ: буквы, цифры, знаки пунктуации, математические знаки и знаки псевдографики. Состав этих символов IBM PC - кодом ASCII, который в последнее время вытесняется кодом UNICOD.
Для вывода символа на экран дисплея сначала определяется позиция, в которой должен появиться символ (номер символа в строке и порядковый номер строки), а затем по коду символа определяется его форма, которая и высвечивается на экране. Предельное количество символов, одновременно размещаемых на экране, называется информационной емкос-тью экрана. В символьном режиме на экране монитора IBM PC может быть высвечено 40, 80 или 132 (
Форма выводимого символа определяется ASCII или UNICODE.
В графическом режиме изображение на экране формируется из отдельных точек (пиксел), имеющих свои адреса (номер пиксела в строке * номер пиксельной строки). В простейшем случае каждому пикселу экрана соответствует один пиксел видеопамяти, который и определяет, светлым или темным должна быть соответствующая точка на экране. Если кроме этого необходимо указывать цвет пиксела, то количество битов видеопамяти, характеризующих каждый пиксел, приходится увеличивать. Поэтому для графического режима требуется большая память, чем для символьного при той же разрешающей способности экрана.
Основу адаптера любого типа составляет видеопамять.
Начиная с адаптера RGB-монитором). При 8-битовых плоскостях атрибут пиксела обеспечивает кодирование $$2^8=256$$ цветов - такой адаптер эффективно применять только для аналоговых RGB-мониторов, в которых между видеопамятью и управляющими цветом электродами ЭЛТ ставится цифро-аналоговый преобразователь (Digital to ). В
Физически видеопамять может иметь линейную структуру. Разбиение ее на видеоплоскости в этом случае может осуществляться программным путем - с помощью драйвера дисплея. Поэтому есть возможность одну и ту же видеопамять использовать для различной разрешающей способности экрана (изменяя длину битовой плоскости) и для различного количества воспроизводимых на экране цветов (изменяя количество битовых плоскостей). Следовательно, при фиксированном объеме памяти можно увеличить разрешающую способность (но при этом сократится количество воспроизводимых цветов) или увеличить количество воспроизводимых цветов (снизив соответственно разрешающую способность экрана). Если же видеоплоскости реализованы аппаратно, переключение режимов (мод экрана) может в ограниченных пределах эмулироваться драйвером дисплея.
Для воспроизведения динамических (движущихся, анимационных) изображений видеопамять приходится делить на страницы, которые поочередно выводятся на экран при каждой регенерации (пока одна страница выводится на экран, вторая заполняется очередным кадром).
Во всех адаптерах часть видеопамяти отводится под знакогенератор, в котором записаны коды формы выводимых на экран символов. В некоторых случаях в видеопамяти приходится хранить несколько знакогенераторов, например, с национальными шрифтами.
Кроме видеопамяти, в состав адаптера входят блок сопряжения с монитором, блок управления, различные ускорители (графический, Windows-ускоритель, 3D-ускоритель, и др.), которые предназначены для выполнения вычислительных операций без обращения к МП ЭВМ.
Все видеоустройства имеют плоский экран. Естественным для такого экрана является двумерное (плоское) изображение. В то же время для человека более естественным является объемное (трехмерное) изображение. Поэтому разрабатываются устройства и способы создания если не трехмерного изображения, то хотя бы имитирующего его.
Один из способов создания эффекта глубины изображения заключается в использовании декартовой системы координат и нанесения на рисунок только видимых линий.
Другой способ - "перспективу" - используют художники: все параллельные линии, уходящие вглубь экрана, сходятся в одной точке на линии горизонта (условной линии, расположенной в верхней части экрана).
Более сложный метод создания объемного изображения основан на явлении стереоэффекта. Стереоизображение состоит из двух, выполненных для правого и для левого глаза. Но каждое из них должен видеть только тот глаз, для которого оно предназначено. Один из способов достижения этого - выполнение изображений в разных цветах (например, одно - в красном, а другое - в зеленом). Наблюдатель одевает очки, которые содержат стекла разного цвета (одно - красное, второе - зеленое). Через красный светофильтр видно зеленое изображение, а через зеленый - красное. Другой способ разделить изображения - применить не цветные, а поляризационные фильтры.
Еще более сложным способом создания объемного изображения является голография. Голографический метод формирования изображения известен с конца 40-х гг. В начале 60-х гг. Ю. Н. Денисюк изобрел метод формирования голограмм в трехмерных средах при использовании для записи встречных пучков. Этот метод позволял избавиться от фантомов - так назывались сопутствующие основному, лишние (дополнительные) изображения. На основе этого метода разработана цифровая голография, которую можно реализовать с помощью ЭВМ, без задействования дополнительной аппаратуры.
Голография по Денисюку предусматривает наличие когерентного источника света, который излучает свет в виде лучей, выходящих из источника в одной и той же фазе. Это точечный источник света, имеющий достаточно малые размеры. Если на пути световых лучей поставить линзу, лучи преломляются и далее следуют параллельно друг другу. На их пути устанавливается прозрачная стеклянная фотопластинка. Лучи света проходят через нее и освещают какой-либо объемный предмет. Отражаясь от этого предмета, лучи снова попадают на фотопластинку. Но если при движении к объекту лучи проходили сквозь пластинку, находясь в одной и той же фазе и имея одинаковую интенсивность, то возвращаются назад они после отражения от объекта в разных фазах и с разной интенсивностью. Фазы у них разные, так как расстояние от фотопластинки до различных частей отражающего объекта различно, а интенсивность изменилась по сравнению с начальной, поскольку отражающая способность разных частей объекта различна. На фотопластинке прямой и обратный лучи суммируются. Степень засвечивания фотослоя зависит от яркости, которая определяется полученной суммой. На пластинке образуется интерференционная картина. Если пластинку проявить, интерференционная картина становится видимой. При рассматривании ее невооруженным глазом в рассеянном свете видны только темные и светлые пятна различной формы, даже отдаленно не напоминающие объект, который фотографировался. Если теперь в эту установку поместить проявленную пластинку и убрать объект, то при включении когерентного источника света на месте, где раньше находился объект, появится его объемное изображение.
Стеклянная пластинка имеет следующее свойство: если пластинку разбить, то каждый ее кусочек несет полную картину изображения, правда, не такого яркого, как целая пластинка.
Цифровая голография позволяет получать интерференционную картину без использования когерентного источника света и фотопластинок по трем плоским изображениям объекта, сделанным в трех разных взаимно перпендикулярных плоскостях. Интерференционная картина вычисляется на ЭВМ. Если ее вывести на принтер, сфотографировать, а затем полученную фотопластинку поместить в установку Денисюка и осветить
Впоследствии оказалось, что если снятую с принтера распечатку разглядывать, фокусируя по-разному зрение, можно увидеть объемное изображение объекта и без использования дополнительной аппаратуры.
Клавиатура - это одно из основных устройств ввода информации в ЭВМ, позволяющее вводить различные виды информации. Вид вводимой информации определяется программой, интерпретирующей нажатые или отпущенные клавиши. С помощью клавиатуры можно вводить любые символы: от букв и цифр до иероглифов и знаков музыкальной нотации. Клавиатура позволяет управлять курсором на экране дисплея - устанавливать его в нужную точку экрана, перемещать по экрану, "прокручивать" экран в режиме скроллинга, отправлять содержимое экрана на принтер, производить выбор при наличии альтернативных вариантов, и т.д.
В последнее время наблюдаются тенденции отказа от клавиатуры в пользу альтернативных устройств: мыши, речевого ввода, сканеров. Но полностью эти устройства клавиатуру не заменяют.
Стандартная клавиатура IBM PC имеет несколько групп клавиш.
Esc, Tab, Enter, BackSpace .(F1...F10...).Up, Down, Left, Right, клавиши Home, End, PgUp, PgDn и клавиша 5, иногда обозначаемая значком "[]" - в центре дополнительной цифровой клавиатуры).(Ins, Del).(Alt, Ctrl, Shift).(CapsLock, Scroll-Lock, NumLock).(PrtSc, Break, Grey +, Grey -).Если клавиша 1-й, 4-й, а иногда и 5-й группы оказывается нажатой дольше, чем 0,5 сек., начинает генерироваться последовательность ее основных кодов с частотой около 10 раз в сек., что имитирует серию очень быстрых нажатий этой клавиши.
Конструктивно клавиатуры могут быть реализованы по-разному. Есть плоские клавиатуры, на которых руки быстро устают при длительной работе. Есть специальное исполнение клавиатуры - эргономическое, у которых положение рук для работы требуется такое, при котором меньше напряжены
Фирма IBM зарегистрировала
Выпускаемые разными производителями клавиатуры различаются также по расстоянию между клавишами, числу специальных клавиш, способу переключения на цифровой регистр для быстрого ввода числовых данных, углу наклона, форме и текстуре поверхности клавиш, усилию нажима и величине хода клавиш, расположению часто используемых клавиш, способу соединения с ЭВМ (инфракрасная связь, радиоклавиатура), и др.
Принтеры - это внешние устройства ЭВМ, предназначенные для вывода информации на твердый носитель в символьном или графическом виде.
Классификация принтеров может быть проведена по следующим критериям: по способу вывода, по принципу формирования изображения, по способу регистрации, и по принципу управления процессом печати.
По способу вывода изображения принтеры делятся на две группы: символьные и графические. Символьные принтеры могут выводить информацию в виде отдельных символов по мере их поступления в
Графические ПУ выводят информацию не целыми символами, а отдельными точками или линиями. Количество точек на единицу длины определяет разрешающую способность принтера, которая имеет разную величину в зависимости от направления: по горизонтали и по вертикали. В принтерах этого типа каждая точка имеет свои координаты, которые являются адресом этой точки.
По способу регистрации изображения ПУ делятся на ударные и безударные.
ПУ ударного действия формируют изображение на бумаге, сжимая с помощью удара на короткий промежуток времени рельефное изображение символа или его части, красящей ленты и бумаги. Иногда краска наносится на поверхность литеры, красящая лента в этом случае отсутствует.
Существуют принтеры, использующие ударочувствительную бумагу, цвет которой изменяется за счет механического воздействия на нее без дополнительного нанесения краски.
ПУ безударного действия характеризуются тем, что изображение на бумагу наносится через промежуточный носитель, чувствительный к электрическому воздействию, к электростатическому полю, к магнитному полю, и др. Обычно промежуточный носитель исполняется в виде барабана. Изображение на него наносится лазерным лучом, с помощью магнитных головок, и др. Затем изображение на промежуточном носителе проявляется - на поверхность барабана наносится смесь сухого красителя с порошком, "прилипающим" к зафиксированному на барабане изображению (например, если изображение наносилось на барабан магнитным полем, в качестве порошка используются мелкие металлические опилки). После этого к барабану "прикатывается" чистый лист бумаги, на который переносится краситель с барабана. Лист с накатанным на него красителем подвергается термообработке - нагревается до расплавления красителя, который в жидком виде проникает в поры бумаги и хорошо закрепляется на ней. После расплавления красителя отдельные точки сливаются в единое целое, поэтому качество изображения получается высоким. Разрешающая способность таких принтеров очень высока.
К ПУ безударного действия относятся струйные принтеры, у которых жидкий краситель (чернила) находится в
Несмотря на большое разнообразие типов принтеров, различия принципов управления печатью касаются, в основном, способов знакогенерации.
В качестве внешней памяти ПЭВМ используются накопители на магнитных дисках (НМД), накопители на магнитных лентах (НМЛ), или стриммеры, и оптические ЗУ.
НМД бывают двух типов: НГМД - на гибком магнитном диске (с носителем-дискетой) и НМД - на жестком магнитном диске.
НМД имеют значительно больший объем внешней памяти и высокое (почти на порядок) быстродействие, чем НГМД. Но у НГМД есть съемные магнитные носители - дискеты (компактные, на которых легче организовать архивное хранение данных и программ).
НМЛ обычно бывают кассетного типа и используют либо компакт-кассеты для бытовых магнитофонов, либо видеокассеты (для стриммеров) с многодорожечной записью. Емкость их измеряется в гигабайтах.
Контроллер необходим для двух целей:
НМД и оптические ЗУ представляют собой устройства с циклическим доступом к информации. НМЛ представляют собой устройства с
Время доступа к информации в
В накопителе на жестком магнитном диске (НМД) магнитный носитель информации является несъемным и может состоять из нескольких пластин, закрепленных на общей оси и образующих пакет магнитных носителей.
Каждую рабочую поверхность такой конструкции обслуживает своя магнитная головка. В НМД головки во время работы находятся на небольшом расстоянии от поверхности (десятые доли микрона) и во время чтения-записи неподвижны.
Магнитное покрытие каждой поверхности диска во время чтения-записи перемещается относительно головки. Магнитный "след" на поверхности диска, образовавшийся при работе головки на запись, образует кольцевую траекторию - дорожку (trek). Дорожки, расположенные друг под другом на всех рабочих поверхностях магнитного носителя, называются цилиндром (cylinder).
В жестких МД различных фирм используются разные материалы для магнитного покрытия: диски ранних конструкций имели оксидное покрытие (окись железа), более поздние диски - кобальтовое покрытие.
Кобальтовое покрытие наносится на поверхность диска методом напыления. При этом образуется тонкая магнитная пленка, на которую легко воздействовать для образования магнитных следов. Размеры магнитных следов по сравнению с оксидным покрытием уменьшились, что позволило увеличить продольную и поперечную плотности записи. Увеличение продольной плотности записи позволило увеличить емкость дорожки, а увеличение поперечной плотности записи - количество дорожек на поверхности диска.
Стандарт на физическое размещение информации на жестком магнитном диске мягче, чем для НГМД, так как гибкие диски должны читаться одинаково на дисководах разных фирм, в то время как жесткий магнитный диск имеет встроенную в него систему управления. При работе с жестким магнитным диском встроенная система управления решает вопросы физического размещения информации и зачастую недоступна для внешнего вмешательства. Например, наружные и внутренние дорожки магнитного диска имеют разную длину. Если их сделать одинаковой емкости и писать информацию с одинаковой плотностью записи, то на наружных дорожках остается много свободного места. Некоторые фирмы при изготовлении жестких дисков делают дорожки различной емкости. Но для того, чтобы стандартные операционные системы могли работать с такими дисками, встроенный в них контроллер осуществляет пересчет адресов; при этом физически на диске имеется меньшее количество дорожек, чем кажется операционной системе (так как операционная система настроена на работу с дорожками одинаковой емкости).
Количество дисков, каждый из которых имеет по две рабочих поверхности, в накопителе может быть от 1 до 10 и более. В некоторых накопителях две крайние поверхности пакета (верхняя и нижняя) не являются рабочими - при этом сокращается размер дисковода (и емкость тоже). Иногда эти поверхности используются для размещения служебной информации.
Магнитные головки при работе НМД могут перемещаться, настраиваясь на требуемую дорожку.
Перед началом эксплуатации пакет магнитных дисков форматируется: на нем размечаются дорожки (ставится маркер начала дорожки и записывается ее номер), наносятся служебные зоны секторов на дорожках. Для записи-чтения информации контроллеру НМД передается адрес: номер цилиндра, номер рабочей поверхности цилиндра, номер сектора на выбранной дорожке. На основании этого магнитные головки перемещаются к нужному цилиндру, ожидают появления маркера начала дорожки, ожидают появления требуемого сектора, после чего записывают или читают информацию из него. Несмотря на то, что все магнитные головки установлены на требуемый цилиндр, работает в каждый данный момент только одна головка.
Основной характеристикой НМД является их емкость, которая в наибольшей степени зависит от плотности записи, в свою очередь, в значительной степени зависящей от уровня развития технологии.
Классификация оптических накопителей информации приведена на рис.15.6.
Компакт-диск CD-ROM (Compact Disk - Read Only Memory). Диск имеет прозрачную поликарбонатную основу толщиной 1,2 мм и диаметром 8 или 12 см. На одном дюйме по радиусу умещается 16000 дорожек (тогда как на одном дюйме флоппи-диска - всего 96). Емкость компакт-диска составляет 650-700 Мбайт.
(рис 15.6) Классификация оптических накопителей информации
Первые экземпляры содержали информацию только в цифровом виде. Конструкция была аналогична самой простой пластинке - Laservision. Работал такой компакт-диск по принципу CLV - считывания с постоянной линейной скоростью, угловая скорость изменялась от 200 до 500 об/мин.
Впоследствии дисководы для CD-ROM стали выпускаться на двойную (х2), четырехкратную (х4), …, тридцатидвухкратную (х32) и т.д. скорость чтения. Кратность определялась относительно продолжительности воспроизведения звукозаписи с аналогичного аналогового диска.
Компакт-диски CD-WO (в современном представлении - CD-R и CD-RW) позволяют дозаписывать информацию за несколько сеансов. После каждой дозаписи создается оглавление диска. Компакт-диски CD-WO (CD-R, CD-RW) могут изготовляться по различным технологиям: диск может быть покрыт чувствительным фотолаком, в котором лазер прожигает отверстия, испаряя лак; на подложку диска могут быть нанесены два слоя - один из искусственных полимеров (имеющих малую теплоту плавления), другой - металлический. При нагревании металла лазерным лучом находящийся под ним слой полимера испаряется, что приводит к образованию пузырька в металлическом слое, и как следствие - к нетиповому отражению считывающего луча в этом месте; поверхность диска может быть покрыта слоем галий-сурьмы или индий-сурьмы, которые при воздействии на них лазерного луча расплавляются и переходят из кристаллического в аморфное состояние, что сопровождается изменением условий отражения и может быть зафиксировано считывающим лазерным лучом.
DVD - это универсальный диск с высокой плотностью записи информации. По сравнению с обычными компакт-дисками CD и видеодисками VideoCD плотность записи DVD увеличена в 7 раз. На DVD-диске за счет более мелкого микрорельефа информационной дорожки и использования многоуровневой записи удалось значительно увеличить количество записываемой информации по сравнению с VideoCD.
CISK и RISK процессоров.Intel вы знаете, что их характеризует?Комплекс технических средств, реализующих функцию памяти, называется запоминающим устройством (ЗУ). ЗУ необходимы для размещения в них команд и данных. Они обеспечивают центральному процессору доступ к программам и информации.
Запоминающие устройства делятся на основную или оперативную память (ОП), сверхоперативную память (СОЗУ),
RAM - ) и ROM - Read Only Memory).
ОЗУ предназначено для хранения переменной информации. Оно допускает изменение своего содержимого в ходе выполнения процессором вычислительных операций с данными и может работать в режимах записи, чтения, хранения.
ПЗУ содержит информацию, которая не должна изменяться в ходе выполнения процессором вычислительных операций, - например, стандартные программы и константы. Эта информация заносится в ПЗУ перед установкой микросхемы в ЭВМ. Основными операциями, которые может выполнять ПЗУ, являются чтение и хранение.
Функциональные возможности ОЗУ шире, чем ПЗУ. Но ПЗУ сохраняет информацию при отключении питания (т.е. является энергонезависимой памятью).
В современных ЭВМ микросхемы памяти изготавливают из кремния по полупроводниковой технологии с высокой степенью интеграции элементов на кристалле.
Основной составной частью микросхемы является массив элементов памяти (ЭП), объединенных в матрицу накопителя.
Каждый элемент памяти может хранить 1 бит информации и имеет свой адрес. ЗУ, позволяющие обращаться по адресу к любому ЭП в произвольном порядке, называются запоминающими устройствами с произвольным доступом.
При
(рис 15.1) Структурная схема ОЗУ
По
По шине данных передается информация, записываемая в память или считываемая из нее.
По шине адреса передается адрес участвующих в обмене элементов памяти (поскольку данные передаются машинными словами, а один ЭП может воспринять только один бит информации, блок элементов памяти состоит из $$n$$ матриц ЭП, где $$n$$ - количество разрядов в машинном слове).
Максимальная IBM PC XT шина адреса СМ содержала 20 линий. Поэтому максимальный объем ОП в этих машинах равен $$2^{20} = 1 $$Мбайт. В IBM PC AT (с микропроцессором i80286) СМ содержит 24 линии, поэтому объем ОП мог быть увеличен до 16 Мбайт. Начиная с МП i80386, шина адреса содержит 32 линии. Максимальный объем ОП увеличился до $$2^{32} = 4$$Гб.
Микросхемы памяти могут строиться на статических (Static ) и динамических (Dynamic ) ЭП. В качестве статического ЭП чаще всего выступает статический триггер. В качестве динамического ЭП может использоваться электрический конденсатор, сформированный внутри кремниевого кристалла.
Статические ЭП способны сохранять свое состояние (0 или 1) неограниченно долго (при включенном питании). Динамические ЭП с течением времени записанную в них информацию теряют (например, из-за саморазряда конденсатора), поэтому они нуждаются в периодическом восстановлении записанной в них информации - в регенерации.
Микросхемы элементов памяти динамических ОЗУ отличаются от аналогичных ЭП статических ОЗУ меньшим числом компонентов в одном элементе памяти, в связи с чем имеют меньшие размеры и могут быть более плотно упакованы в кристалле. Однако из-за необходимости регенерации информации динамические ОЗУ имеют более сложные схемы управления.
Микросхемы ПЗУ так же построены по принципу матричной структуры накопителя. Функции элементов памяти в них выполняют перемычки в виде проводников, полупроводниковых
Обычно схемы ПЗУ допускают только одно программирование, но специальные микросхемы - репрограммируемые ПЗУ (РПЗУ) - допускают их многократное стирание и занесение новой информации. Этот вид микросхем также относится к энергонезависимым, т.е. может длительное время сохранять информацию при выключенном питании (стирание микросхемы происходит либо за счет подачи специального стирающего напряжения либо за счет воздействия на кристалл ультрафиолетового излучения, для этого в корпусе микросхемы оставляется прозрачное окно).
Сверхоперативные ЗУ (СОЗУ) используются для хранения небольших объемов информации и имеют значительно меньшее время (в 2-10 раз) считывания/записи, чем
Регистр представляет собой электронное устройство, способное хранить занесенное в него число неограниченно долго (при включенном питании). Наибольшее распространение получили регистры на статических триггерах.
Регистры могут быть объединены в единую структуру. Возможности такой структуры определяются способом доступа и адресации регистров.
Если к любому регистру можно обратиться для записи/чтения по его адресу, такая регистровая структура образует СОЗУ с произвольным доступом.
Безадресные регистровые структуры могут образовывать два вида устройств памяти: магазинного типа и память с выборкой по содержанию (ассоциативные ЗУ).
Память магазинного типа образуется из последовательно соединенных регистров (рис.15.2).
(рис 15.2)
Если запись в регистровую структуру (рис.15.2a) производится через один регистр, а считывание - через другой, то такая память является аналогом линии задержки и работает по принципу "первым вошел - первым вышел" (FIFO - first input, first output).
Если же запись и чтение осуществляются через один и тот же регистр (рис.15.2б), такое устройство называется стековой памятью, работающей по принципу "первым вошел - последним вышел" (
Стековая память получила широкое распространение. Для ее реализации в ЭВМ разработаны специальные микросхемы. Но часто работа стековой памяти эмулируется в основной памяти ЭВМ: с помощью программ операционной системы выделяется часть памяти под стек (в IBM PC для этой цели выделяется 64 Кбайта). Специальный регистр микро-процессора (
В стек может быть загружен в определенной последовательности ряд данных, которые впоследствии считываются из стека уже в обратном порядке. На этом свойстве построена система
Память с выборкой по содержанию является безадресной. Обращение к ней осуществляется по специальной маске, которая содержит поисковый образ. Информация считывается из памяти, если часть ее соответствует поисковому образу, зафиксированному в маске. Например, если в такую память записана информация о людях, содержащая данные о месте жительства (включая город), и необходимо найти сведения о жителях определенного города, то название этого города помещается в маску и дается команда "чтение" - из памяти выбираются все записи, относящиеся к заданному городу.
В микропроцессорах ассоциативные ЗУ используются в составе кэш-памяти для хранения адресной части команд и операндов исполняемой программы. При этом нет необходимости обращаться к ОП за следующей командой или требуемым операндом: достаточно поместить в маску необходимый адрес, и если искомая информация имеется в СОЗУ, то она будет сразу выдана. Обращение к ОП будет необходимо лишь при отсутствии требуемой информации в СОЗУ. За счет такого использования СОЗУ сокращается число обращений к ОП, а это позволяет экономить время.
Кэш-память может быть размещена в кристалле процессора (так называемая "кэш-память I уровня") либо выполнена в виде отдельной микросхемы или модуля, содержащего несколько микросхем (внешняя кэшпамять, или кэш-память II уровня).
Встроенная кэш-память (I уровня) в процессорах Pentium имеет объем 16-32 Кбайт. Внешняя кэш-память (II уровня) имеет объем до 1Гбайта и работает с 64-битными словами.
Основу центрального процессора ПЭВМ составляет микропроцессор (МП) - обрабатывающее устройство, служащее для арифметических и логических преобразований данных, для организации обращения к ОП и ВНУ и для управления ходом вычислительного процесса. В настоящее время существует большое число разновидностей микропроцессоров, различающихся назначением, функциональными возможностями, структурой, исполнением. Наиболее существенными классификационными различиями между ними чаще всего выступают:
Обобщенная структурная схема 32-разрядного микропроцессора x86 (серии Pentium) приведена на рис.15.3.
Условно микропроцессор можно разделить на три части: исполнительный блок (
В исполнительном блоке находятся: арифметический блок (DATE CACHE, микросхемы (РОН) EAX, EBX, ECX, EDX; общие регистры
В
Регистры общего назначения EAX, EBX, ECX, EDX имеют длину по 32 бита. Каждый из них делится на два 16-битных регистра, младший из которых имеет свое имя (что обеспечивает совместимость с 16-разрядными версиями микропроцессоров). Так, в регистре EAX содержится 16-битный регистр AX, в регистре EBX содержится регистр BX, в ECX - регистр CX, в EDX - регистр DX. Каждый из 16-битных регистров, в свою очередь, состоит из двух 8-битных регистров, имеющих свои имена. Например, АХ (аккумулятор) делится на AH и AL, регистр базы (BX, делится на BH и BL. Счетчик (Count Register) CX включает регистры CH и CL. Регистр данных (Data Register) DX содержит регистры DH и DL. Каждый из коротких регистров может использоваться самостоятельно или в составе регистровой пары. Условные названия (аккумулятор, регистр базы, счетчик, регистр данных) не ограничивают применения этих регистров - эти названия говорят о наиболее частом их использовании или об особенности применения того или иного регистра в той или иной команде. Буква "Н" в имени 8-битного регистра означает верхний (или старший) регистр, буква "L" - младший (т.е. младший байт 16-битного регистра или младший однобайтный регистр двухбайтного регистра).
(рис 15.3) Обобщенная структурная схема 32-разрядного микропроцессора
Эти регистры используются для операций с данными, такими как сравнение, математические операции или запись данных в память. Регистр СХ чаще всего применяется как счетчик циклов.
Общие регистры - S P, B P, SI, DI.
Регистр PUSH).
Регистр ЕВР содержит адрес базы, который может использоваться при работе со стеком.
Регистр
Блок управления микропроцессором содержит
CS, DS, ES, FS, GS, SS имеют длину по 16 бит и используются для формирования физических адресов команд и данных в основной памяти.
CS - сегмент кода исполняемой в данный момент программы.
DS - сегмент данных исполняемой программы, т.е. константы, строковые ссылки и т.д.
SS - сегмент стека исполняемой программы.
ES, FS, GS - дополнительные сегменты, которые в некоторых программах могут не использоваться.
Системные регистры GDTR и LDTR являются регистрами глобальной и локальной GDTR имеет длину 48 бит, LDTR - 16 бит (точнее, 16 бит - это только "видимая" часть этого регистра).
Регистр IDTR (таблицы дескрипторов прерываний -
Регистр TR является
Структурная схема блока выработки управляющих сигналов микропроцессора приведена на рис.15.4.
Основу его составляют
Регистр
(рис 15.4) Структурная схема блока выработки управляющих сигналов
Конвейер команд МП хранит несколько команд, что позволяет при выполнении x86 в RISС-команды, прогнозирует последовательность исполнения команд и направляет полученные последовательности команд в соответствующие ветви конвейера команд (U,V,…). Каждый конвейер команд имеет свой буфер (память магазинного типа FIFO), из которого команды поступают в соответствующий
АЛУ команд используется для вычисления физических адресов необходимых для работы микропроцессора команд и данных.
Управляющие регистры - CR0, CR1, CR2, CR3, - имеют длину по 32 бита. Эти регистры устанавливают режим работы процессора (нормальный, защищенный и т.д.), контролируют постраничное распределение памяти, и т.д. Они доступны только для привилегированных программ. Младшая часть регистра CR0 используется как слово состояния машины.
Отладочные регистры - DR0-DR7 - содержат адреса восьми точек прерывания и устанавливают, что должно произойти при достижении программой соответствующей точки прерывания. Эти регистры используются при отладке программы с помощью таких отладочных средств, как debug.exe (для реального режима) или ntsd.exe (для защищенного режима). Тестовые (контрольные) регистры TRj используются для контроля постраничной системы распределения памяти, реализуемой операционной системой.
Один из основных
В зависимости от количества используемых в команде операндов различаются одно-, двух-, трех-, четырехадресные и безадресные команды.
В одноадресных командах указывается, где находится один из двух обрабатываемых операндов. Второй операнд должен быть помещен заранее в арифметическое устройство (для этого в систему команд вводятся специальные
В двухадресных командах оба операнда перед выполнением операции находятся в памяти, поэтому их адреса указываются в команде. После выполнения команды в один из этих адресов засылается результат, а находившийся там операнд теряется.
В трехадресных командах два адреса указывают, где находятся исходные операнды, а третий - куда необходимо поместить результат.
В четырехадресных командах три адреса используются для указания исходных операндов и результата, а четвертый - для указания адреса следующей команды.
В безадресных командах обычно обрабатывается один операнд, который до и после операции находится в арифметическом устройстве (в память не пересылается). Кроме того, безадресные команды используются для выполнения служебных операций (очистить экран, заблокировать клавиатуру,
Все команды программы выполняются последовательно, команда за командой, в том порядке, как они записаны в памяти ЭВМ (естественный порядок следования команд). Этот порядок характерен для
Для организации разветвлений (циклического выполнения участков программы) есть команды, нарушающие естественный порядок. К ним относятся: безусловная передача управления ("безусловный переход"), условная передача управления (т.е. переход, если выполняется заданное условие), обращение к подпрограмме ("переход с возвратом"), циклические операции. Кроме того, естественный порядок следования команд не соблюдается в машинах, использующих четырехадресные команды - в этом случае некоторые из команд передачи управления упраздняются.
При явном указании адреса следующей команды реализуется "принудительный" порядок следования команд. Он возможен, только если программа размещается в доступной процессору части основной памяти. Поскольку при этом команды (с точки зрения процессора) ничем не отличаются от данных, в процессе выполнения программы ее команды можно изменять (модифицировать), что повышает гибкость программирования и универсальность ЭВМ.
Семейство микропроцессоров фирмы Intel, начиная от 8086 и вплоть до Pentium последних моделей, имеет базовую систему команд, в состав которой входят следующие группы:
MOV, PUSH, POP, XCHNG и т.д.);IN, OUT);LEA, LDS и т.п.);INS, DEC и др.);Каждая команда имеет большое число модификаций, чаще всего определяемых режимом адресации данных (операндов).
Работой МП управляет программа, записанная в ОП ЭВМ. Адрес очередной команды хранится в CS. Каждый из них в реальном режиме имеет длину 16 бит, тогда как физический адрес ОП должен иметь длину 20 бит. Несогласованность длины машинного слова (16 бит) и длины физического адреса ОП (20 бит) приводит к тому, что в командах невозможно указать физический адрес ОП - его приходится формировать, собирать из разных регистров МП в процессе работы.
В защищенном режиме базовые адреса сегментов хранятся в дескрипторных таблицах и имеют длину 24 или 32 бита (в зависимости от типа МП). В сегментных же регистрах хранится селектор, содержащий номер
(рис 15.5) Формирование адреса в защищенном режиме
Физический адрес очередной команды через внутреннюю магистраль МП и интерфейс памяти поступает на шину адреса системной магистрали. Одновременно из устройства управления (УУ) исполнительного блока на Instruction ). После обработки полученной команды и преобразования ее в последовательность RISC-команд (операций) очередная операция поступает в
Из операции в
В зависимости от используемого в команде режима адресации организуется выборка необходимых исходных данных.
Видеосистемы предназначены для оперативного отображения информации, доведения ее до сведения оператора ЭВМ. Обычно они состоят из двух частей: монитора и адаптера. Монитор служит для визуализации изображения, адаптер - для связи монитора с микропроцессорным комплектом [88].
Классификацию мониторов можно провести по используемым физическим эффектам, по принципу формирования изображения на экране, по способу управления, по длительности хранения информации на экране, по цветности.
По принципу формирования изображения мониторы делятся на плазменные, электролюминесцентные, жидкокристаллические, дисплеи с эмиссией полем, гелиодисплеи, и электронно-лучевые.
Плазменные, электролюминесцентные, жидкокристаллические мониторы и дисплеи с эмиссией полем относятся к дисплеям с плоским экраном. Для них характерно, что экран имеет малые физические размеры и не мерцает. Мониторы этого вида имеют малый вес и незначительное потребление энергии, большую механическую прочность и длительный срок службы.
Плазменные, электролюминесцентные мониторы и дисплеи с эмиссией полем являются активными, излучающими свет. Для работы с ними не нужен посторонний источник света.
Жидкокристаллические - пассивные мониторы. Они работают только при наличии постороннего источника света и способны работать либо в отраженном, либо в проходящем свете. Жидкокристаллические мониторы используют способность жидких кристаллов изменять свою оптическую плотность или отражающую способность под воздействием электрических сигналов.
В плазменной панели элемент изображения образуется в результате газового разряда, который сопровождается излучением света. Конструктивно панель состоит из трех стеклянных пластин, на двух из которых нанесены тонкие прозрачные проводники. На одной пластине проводники расположены горизонтально, на другой - вертикально. Между ними находится третья стеклянная пластина, в которой в местах пересечения проводников имеются сквозные отверстия. Эти отверстия при сборке панели заполняются инертным газом. Вертикально и горизонтально расположенные проводники образуют координатную сетку; на пересечении проводников находятся элементы изображения - пикселы (от "picture ele-ment").
Электролюминесцентные мониторы работают на принципе люминесценции вещества при воздействии на него электрического поля. Люминесцентное вещество распыляется на внутренней поверхности одной из пластин с координатной сеткой. Напряжение на координатные шины подается такое, чтобы на пересечении координатных шин создавалось электрическое поле, достаточное для возбуждения люминофора.
Дисплеи с эмиссией полем (Field Emission Display, ) - это плоские дисплеи, по принципу работы подобны обычным ЭЛТ. Электроны в них излучаются из холодных катодов, имеющих форму очень острых ми-кроигл, количество которых на каждый пиксел может составлять до нескольких тысяч. Этот вид мониторов характеризуется хорошим воспроизведением цветов, так как используется такой же люминофор, как в электронно-лучевых трубках, и высокой скоростью работы (как и в ЭЛТ).
В 2005 году инженеры компании IO2 Technology создали необычное проекционное устройство, получившее название "гелиодисплей" (Heliodisplay). Этому необычному проектору не нужен экран: при помощи лазерных лучей прибор формирует цветное изображение непосредственно в атмосферном воздухе.
По утверждению разработчиков, в гелиодисплее используется совершенно новый принцип формирования изображения, основанный на ряде как уже запатентованных, так и только ожидающих
В 2005 году IO2 Technology представила три модели готовых к серийному производству изделий: М1, М1а и Мх.
Представленные модели гелиодисплеев являются интерактивными. При работе с ПК "прикосновения" к проецируемому изображению можно использовать для управления элементами пользовательского интерфейса (управляющие команды, эмулирующие работу манипулятора, передаются в ПК по интерфейсу USB).
Максимальное количество строк на экране и количество точек в строке образуют разрешающую способность монитора:
Разрешающая способность оказывает значительное влияние на качество изображения на экране, но качество изображения зависит и от других характеристик: физических размеров элементов изображения (пиксел, или точек), размеров экрана, частоты
Одна из моделей цветообразования цветных ЖК-дисплеев, в настоящее время наиболее распространенная, является конструкцией, аналогичной конструкции цветных дисплеев на ЭЛТ. В качестве источника света в цветном ЖК-дисплее используется люминесцентная лампа подсветки, излучающая свет белого цвета. Пикселы такого дисплея состоят каждый из трех частей - ячеек. Перед каждой ячейкой расположен светофильтр, пропускающий свет одного из цветов модели RGB (красного, зеленого и голубого). Благодаря наличию светофильтра каждый элемент пиксела участвует в генерации определенного цвета, а поскольку размеры элементов малы, цвета каждой триады элементов сливаются в один, воспринимаемый глазом человека.
Другая модель вместо люминесцентной лампы использует светодиодные модули подсветки или массив углеродных нанотрубок (carbon ), которые с высокой частотой последовательно меняют цвет излучаемого света (красный - зеленый - голубой - красный и т.д.) и позволяют отказаться от использования светофильтров.
В мониторах со светодиодной подсветкой применяется светодиодная матрица - каждый пиксел изображения освещается отдельным
Во многих
В настоящее время сенсорные дисплеи применяются во многих моделях карманных и планшетных ПК, а также Sony .
Связь ЭВМ с монитором осуществляется с помощью адаптера - устройства, которое должно обеспечивать совместимость различных мониторов с микропроцессорным комплектом ЭВМ. В начальный период существования персональных компьютеров адаптеры старались стандартизировать, чтобы в полной мере обеспечить совместимость различных по конструкции мониторов с ЭВМ. Было разработано пять стандартов:
MDA CGA MGA EGA VGA Кроме них существовали и другие адаптеры, например, Геркулес,
В последнее время наибольшее распространение получили адаптеры
Широкое распространение режима PlagPlay привело к тому, что в состав операционных систем фирмы Microsoft включено огромное количество постоянно обновляемых фирмой драйверов.
Исторически сложилось, что дисплеи могут работать в одном из двух режимов: символьном или графическом.
В символьном режиме на экран может выводиться ограниченный состав символов, имеющих четко определенный графический образ: буквы, цифры, знаки пунктуации, математические знаки и знаки псевдографики. Состав этих символов IBM PC - кодом ASCII, который в последнее время вытесняется кодом UNICOD.
Для вывода символа на экран дисплея сначала определяется позиция, в которой должен появиться символ (номер символа в строке и порядковый номер строки), а затем по коду символа определяется его форма, которая и высвечивается на экране. Предельное количество символов, одновременно размещаемых на экране, называется информационной емкос-тью экрана. В символьном режиме на экране монитора IBM PC может быть высвечено 40, 80 или 132 (
Форма выводимого символа определяется ASCII или UNICODE.
В графическом режиме изображение на экране формируется из отдельных точек (пиксел), имеющих свои адреса (номер пиксела в строке * номер пиксельной строки). В простейшем случае каждому пикселу экрана соответствует один пиксел видеопамяти, который и определяет, светлым или темным должна быть соответствующая точка на экране. Если кроме этого необходимо указывать цвет пиксела, то количество битов видеопамяти, характеризующих каждый пиксел, приходится увеличивать. Поэтому для графического режима требуется большая память, чем для символьного при той же разрешающей способности экрана.
Основу адаптера любого типа составляет видеопамять.
Начиная с адаптера RGB-монитором). При 8-битовых плоскостях атрибут пиксела обеспечивает кодирование $$2^8=256$$ цветов - такой адаптер эффективно применять только для аналоговых RGB-мониторов, в которых между видеопамятью и управляющими цветом электродами ЭЛТ ставится цифро-аналоговый преобразователь (Digital to ). В
Физически видеопамять может иметь линейную структуру. Разбиение ее на видеоплоскости в этом случае может осуществляться программным путем - с помощью драйвера дисплея. Поэтому есть возможность одну и ту же видеопамять использовать для различной разрешающей способности экрана (изменяя длину битовой плоскости) и для различного количества воспроизводимых на экране цветов (изменяя количество битовых плоскостей). Следовательно, при фиксированном объеме памяти можно увеличить разрешающую способность (но при этом сократится количество воспроизводимых цветов) или увеличить количество воспроизводимых цветов (снизив соответственно разрешающую способность экрана). Если же видеоплоскости реализованы аппаратно, переключение режимов (мод экрана) может в ограниченных пределах эмулироваться драйвером дисплея.
Для воспроизведения динамических (движущихся, анимационных) изображений видеопамять приходится делить на страницы, которые поочередно выводятся на экран при каждой регенерации (пока одна страница выводится на экран, вторая заполняется очередным кадром).
Во всех адаптерах часть видеопамяти отводится под знакогенератор, в котором записаны коды формы выводимых на экран символов. В некоторых случаях в видеопамяти приходится хранить несколько знакогенераторов, например, с национальными шрифтами.
Кроме видеопамяти, в состав адаптера входят блок сопряжения с монитором, блок управления, различные ускорители (графический, Windows-ускоритель, 3D-ускоритель, и др.), которые предназначены для выполнения вычислительных операций без обращения к МП ЭВМ.
Все видеоустройства имеют плоский экран. Естественным для такого экрана является двумерное (плоское) изображение. В то же время для человека более естественным является объемное (трехмерное) изображение. Поэтому разрабатываются устройства и способы создания если не трехмерного изображения, то хотя бы имитирующего его.
Один из способов создания эффекта глубины изображения заключается в использовании декартовой системы координат и нанесения на рисунок только видимых линий.
Другой способ - "перспективу" - используют художники: все параллельные линии, уходящие вглубь экрана, сходятся в одной точке на линии горизонта (условной линии, расположенной в верхней части экрана).
Более сложный метод создания объемного изображения основан на явлении стереоэффекта. Стереоизображение состоит из двух, выполненных для правого и для левого глаза. Но каждое из них должен видеть только тот глаз, для которого оно предназначено. Один из способов достижения этого - выполнение изображений в разных цветах (например, одно - в красном, а другое - в зеленом). Наблюдатель одевает очки, которые содержат стекла разного цвета (одно - красное, второе - зеленое). Через красный светофильтр видно зеленое изображение, а через зеленый - красное. Другой способ разделить изображения - применить не цветные, а поляризационные фильтры.
Еще более сложным способом создания объемного изображения является голография. Голографический метод формирования изображения известен с конца 40-х гг. В начале 60-х гг. Ю. Н. Денисюк изобрел метод формирования голограмм в трехмерных средах при использовании для записи встречных пучков. Этот метод позволял избавиться от фантомов - так назывались сопутствующие основному, лишние (дополнительные) изображения. На основе этого метода разработана цифровая голография, которую можно реализовать с помощью ЭВМ, без задействования дополнительной аппаратуры.
Голография по Денисюку предусматривает наличие когерентного источника света, который излучает свет в виде лучей, выходящих из источника в одной и той же фазе. Это точечный источник света, имеющий достаточно малые размеры. Если на пути световых лучей поставить линзу, лучи преломляются и далее следуют параллельно друг другу. На их пути устанавливается прозрачная стеклянная фотопластинка. Лучи света проходят через нее и освещают какой-либо объемный предмет. Отражаясь от этого предмета, лучи снова попадают на фотопластинку. Но если при движении к объекту лучи проходили сквозь пластинку, находясь в одной и той же фазе и имея одинаковую интенсивность, то возвращаются назад они после отражения от объекта в разных фазах и с разной интенсивностью. Фазы у них разные, так как расстояние от фотопластинки до различных частей отражающего объекта различно, а интенсивность изменилась по сравнению с начальной, поскольку отражающая способность разных частей объекта различна. На фотопластинке прямой и обратный лучи суммируются. Степень засвечивания фотослоя зависит от яркости, которая определяется полученной суммой. На пластинке образуется интерференционная картина. Если пластинку проявить, интерференционная картина становится видимой. При рассматривании ее невооруженным глазом в рассеянном свете видны только темные и светлые пятна различной формы, даже отдаленно не напоминающие объект, который фотографировался. Если теперь в эту установку поместить проявленную пластинку и убрать объект, то при включении когерентного источника света на месте, где раньше находился объект, появится его объемное изображение.
Стеклянная пластинка имеет следующее свойство: если пластинку разбить, то каждый ее кусочек несет полную картину изображения, правда, не такого яркого, как целая пластинка.
Цифровая голография позволяет получать интерференционную картину без использования когерентного источника света и фотопластинок по трем плоским изображениям объекта, сделанным в трех разных взаимно перпендикулярных плоскостях. Интерференционная картина вычисляется на ЭВМ. Если ее вывести на принтер, сфотографировать, а затем полученную фотопластинку поместить в установку Денисюка и осветить
Впоследствии оказалось, что если снятую с принтера распечатку разглядывать, фокусируя по-разному зрение, можно увидеть объемное изображение объекта и без использования дополнительной аппаратуры.
Клавиатура - это одно из основных устройств ввода информации в ЭВМ, позволяющее вводить различные виды информации. Вид вводимой информации определяется программой, интерпретирующей нажатые или отпущенные клавиши. С помощью клавиатуры можно вводить любые символы: от букв и цифр до иероглифов и знаков музыкальной нотации. Клавиатура позволяет управлять курсором на экране дисплея - устанавливать его в нужную точку экрана, перемещать по экрану, "прокручивать" экран в режиме скроллинга, отправлять содержимое экрана на принтер, производить выбор при наличии альтернативных вариантов, и т.д.
В последнее время наблюдаются тенденции отказа от клавиатуры в пользу альтернативных устройств: мыши, речевого ввода, сканеров. Но полностью эти устройства клавиатуру не заменяют.
Стандартная клавиатура IBM PC имеет несколько групп клавиш.
Esc, Tab, Enter, BackSpace .(F1...F10...).Up, Down, Left, Right, клавиши Home, End, PgUp, PgDn и клавиша 5, иногда обозначаемая значком "[]" - в центре дополнительной цифровой клавиатуры).(Ins, Del).(Alt, Ctrl, Shift).(CapsLock, Scroll-Lock, NumLock).(PrtSc, Break, Grey +, Grey -).Если клавиша 1-й, 4-й, а иногда и 5-й группы оказывается нажатой дольше, чем 0,5 сек., начинает генерироваться последовательность ее основных кодов с частотой около 10 раз в сек., что имитирует серию очень быстрых нажатий этой клавиши.
Конструктивно клавиатуры могут быть реализованы по-разному. Есть плоские клавиатуры, на которых руки быстро устают при длительной работе. Есть специальное исполнение клавиатуры - эргономическое, у которых положение рук для работы требуется такое, при котором меньше напряжены
Фирма IBM зарегистрировала
Выпускаемые разными производителями клавиатуры различаются также по расстоянию между клавишами, числу специальных клавиш, способу переключения на цифровой регистр для быстрого ввода числовых данных, углу наклона, форме и текстуре поверхности клавиш, усилию нажима и величине хода клавиш, расположению часто используемых клавиш, способу соединения с ЭВМ (инфракрасная связь, радиоклавиатура), и др.
Принтеры - это внешние устройства ЭВМ, предназначенные для вывода информации на твердый носитель в символьном или графическом виде.
Классификация принтеров может быть проведена по следующим критериям: по способу вывода, по принципу формирования изображения, по способу регистрации, и по принципу управления процессом печати.
По способу вывода изображения принтеры делятся на две группы: символьные и графические. Символьные принтеры могут выводить информацию в виде отдельных символов по мере их поступления в
Графические ПУ выводят информацию не целыми символами, а отдельными точками или линиями. Количество точек на единицу длины определяет разрешающую способность принтера, которая имеет разную величину в зависимости от направления: по горизонтали и по вертикали. В принтерах этого типа каждая точка имеет свои координаты, которые являются адресом этой точки.
По способу регистрации изображения ПУ делятся на ударные и безударные.
ПУ ударного действия формируют изображение на бумаге, сжимая с помощью удара на короткий промежуток времени рельефное изображение символа или его части, красящей ленты и бумаги. Иногда краска наносится на поверхность литеры, красящая лента в этом случае отсутствует.
Существуют принтеры, использующие ударочувствительную бумагу, цвет которой изменяется за счет механического воздействия на нее без дополнительного нанесения краски.
ПУ безударного действия характеризуются тем, что изображение на бумагу наносится через промежуточный носитель, чувствительный к электрическому воздействию, к электростатическому полю, к магнитному полю, и др. Обычно промежуточный носитель исполняется в виде барабана. Изображение на него наносится лазерным лучом, с помощью магнитных головок, и др. Затем изображение на промежуточном носителе проявляется - на поверхность барабана наносится смесь сухого красителя с порошком, "прилипающим" к зафиксированному на барабане изображению (например, если изображение наносилось на барабан магнитным полем, в качестве порошка используются мелкие металлические опилки). После этого к барабану "прикатывается" чистый лист бумаги, на который переносится краситель с барабана. Лист с накатанным на него красителем подвергается термообработке - нагревается до расплавления красителя, который в жидком виде проникает в поры бумаги и хорошо закрепляется на ней. После расплавления красителя отдельные точки сливаются в единое целое, поэтому качество изображения получается высоким. Разрешающая способность таких принтеров очень высока.
К ПУ безударного действия относятся струйные принтеры, у которых жидкий краситель (чернила) находится в
Несмотря на большое разнообразие типов принтеров, различия принципов управления печатью касаются, в основном, способов знакогенерации.
В качестве внешней памяти ПЭВМ используются накопители на магнитных дисках (НМД), накопители на магнитных лентах (НМЛ), или стриммеры, и оптические ЗУ.
НМД бывают двух типов: НГМД - на гибком магнитном диске (с носителем-дискетой) и НМД - на жестком магнитном диске.
НМД имеют значительно больший объем внешней памяти и высокое (почти на порядок) быстродействие, чем НГМД. Но у НГМД есть съемные магнитные носители - дискеты (компактные, на которых легче организовать архивное хранение данных и программ).
НМЛ обычно бывают кассетного типа и используют либо компакт-кассеты для бытовых магнитофонов, либо видеокассеты (для стриммеров) с многодорожечной записью. Емкость их измеряется в гигабайтах.
Контроллер необходим для двух целей:
НМД и оптические ЗУ представляют собой устройства с циклическим доступом к информации. НМЛ представляют собой устройства с
Время доступа к информации в
В накопителе на жестком магнитном диске (НМД) магнитный носитель информации является несъемным и может состоять из нескольких пластин, закрепленных на общей оси и образующих пакет магнитных носителей.
Каждую рабочую поверхность такой конструкции обслуживает своя магнитная головка. В НМД головки во время работы находятся на небольшом расстоянии от поверхности (десятые доли микрона) и во время чтения-записи неподвижны.
Магнитное покрытие каждой поверхности диска во время чтения-записи перемещается относительно головки. Магнитный "след" на поверхности диска, образовавшийся при работе головки на запись, образует кольцевую траекторию - дорожку (trek). Дорожки, расположенные друг под другом на всех рабочих поверхностях магнитного носителя, называются цилиндром (cylinder).
В жестких МД различных фирм используются разные материалы для магнитного покрытия: диски ранних конструкций имели оксидное покрытие (окись железа), более поздние диски - кобальтовое покрытие.
Кобальтовое покрытие наносится на поверхность диска методом напыления. При этом образуется тонкая магнитная пленка, на которую легко воздействовать для образования магнитных следов. Размеры магнитных следов по сравнению с оксидным покрытием уменьшились, что позволило увеличить продольную и поперечную плотности записи. Увеличение продольной плотности записи позволило увеличить емкость дорожки, а увеличение поперечной плотности записи - количество дорожек на поверхности диска.
Стандарт на физическое размещение информации на жестком магнитном диске мягче, чем для НГМД, так как гибкие диски должны читаться одинаково на дисководах разных фирм, в то время как жесткий магнитный диск имеет встроенную в него систему управления. При работе с жестким магнитным диском встроенная система управления решает вопросы физического размещения информации и зачастую недоступна для внешнего вмешательства. Например, наружные и внутренние дорожки магнитного диска имеют разную длину. Если их сделать одинаковой емкости и писать информацию с одинаковой плотностью записи, то на наружных дорожках остается много свободного места. Некоторые фирмы при изготовлении жестких дисков делают дорожки различной емкости. Но для того, чтобы стандартные операционные системы могли работать с такими дисками, встроенный в них контроллер осуществляет пересчет адресов; при этом физически на диске имеется меньшее количество дорожек, чем кажется операционной системе (так как операционная система настроена на работу с дорожками одинаковой емкости).
Количество дисков, каждый из которых имеет по две рабочих поверхности, в накопителе может быть от 1 до 10 и более. В некоторых накопителях две крайние поверхности пакета (верхняя и нижняя) не являются рабочими - при этом сокращается размер дисковода (и емкость тоже). Иногда эти поверхности используются для размещения служебной информации.
Магнитные головки при работе НМД могут перемещаться, настраиваясь на требуемую дорожку.
Перед началом эксплуатации пакет магнитных дисков форматируется: на нем размечаются дорожки (ставится маркер начала дорожки и записывается ее номер), наносятся служебные зоны секторов на дорожках. Для записи-чтения информации контроллеру НМД передается адрес: номер цилиндра, номер рабочей поверхности цилиндра, номер сектора на выбранной дорожке. На основании этого магнитные головки перемещаются к нужному цилиндру, ожидают появления маркера начала дорожки, ожидают появления требуемого сектора, после чего записывают или читают информацию из него. Несмотря на то, что все магнитные головки установлены на требуемый цилиндр, работает в каждый данный момент только одна головка.
Основной характеристикой НМД является их емкость, которая в наибольшей степени зависит от плотности записи, в свою очередь, в значительной степени зависящей от уровня развития технологии.
Классификация оптических накопителей информации приведена на рис.15.6.
Компакт-диск CD-ROM (Compact Disk - Read Only Memory). Диск имеет прозрачную поликарбонатную основу толщиной 1,2 мм и диаметром 8 или 12 см. На одном дюйме по радиусу умещается 16000 дорожек (тогда как на одном дюйме флоппи-диска - всего 96). Емкость компакт-диска составляет 650-700 Мбайт.
(рис 15.6) Классификация оптических накопителей информации
Первые экземпляры содержали информацию только в цифровом виде. Конструкция была аналогична самой простой пластинке - Laservision. Работал такой компакт-диск по принципу CLV - считывания с постоянной линейной скоростью, угловая скорость изменялась от 200 до 500 об/мин.
Впоследствии дисководы для CD-ROM стали выпускаться на двойную (х2), четырехкратную (х4), …, тридцатидвухкратную (х32) и т.д. скорость чтения. Кратность определялась относительно продолжительности воспроизведения звукозаписи с аналогичного аналогового диска.
Компакт-диски CD-WO (в современном представлении - CD-R и CD-RW) позволяют дозаписывать информацию за несколько сеансов. После каждой дозаписи создается оглавление диска. Компакт-диски CD-WO (CD-R, CD-RW) могут изготовляться по различным технологиям: диск может быть покрыт чувствительным фотолаком, в котором лазер прожигает отверстия, испаряя лак; на подложку диска могут быть нанесены два слоя - один из искусственных полимеров (имеющих малую теплоту плавления), другой - металлический. При нагревании металла лазерным лучом находящийся под ним слой полимера испаряется, что приводит к образованию пузырька в металлическом слое, и как следствие - к нетиповому отражению считывающего луча в этом месте; поверхность диска может быть покрыта слоем галий-сурьмы или индий-сурьмы, которые при воздействии на них лазерного луча расплавляются и переходят из кристаллического в аморфное состояние, что сопровождается изменением условий отражения и может быть зафиксировано считывающим лазерным лучом.
DVD - это универсальный диск с высокой плотностью записи информации. По сравнению с обычными компакт-дисками CD и видеодисками VideoCD плотность записи DVD увеличена в 7 раз. На DVD-диске за счет более мелкого микрорельефа информационной дорожки и использования многоуровневой записи удалось значительно увеличить количество записываемой информации по сравнению с VideoCD.
CISK и RISK процессоров.Intel вы знаете, что их характеризует?
Для получения официальных документов о завершении программы дополнительного профессионального образования (удостоверения о повышении квалификации, дипломов о профессиональной переподготовке и MBA) необходимо предоставить:
Внимание! Вы можете не заказывать доставку бумажной версии официального документы, а скачать его в электронном виде и распечатать самостоятельно. Информация о выданном документе в течение 1 месяца загружается в Федеральную информационную систему «Федеральный реестр сведений о документах об образовании и (или) о квалификации, документах об обучении» - ФИС ФРДО.
Доступ на новый сайт осуществляется с использованием адреса электронной почты, который был указан вами при регистрации на "старом". Мы постарались перенести все ваши данные с прежнего ресурса, однако не исключена вероятность потери части информации.
При возникновении проблемы со входом, воспользуйтесь функцией сброса пароля
Если вы обнаружите несоответствия, пожалуйста, сообщите нам.