99584

Совокупность аппаратных и программных средств, обеспечивающих обмен данными между ПУ и ядром ЭВМ выбранного предприятия

Контрольная

Информатика, кибернетика и программирование

В процессе выполнения контрольной работы выберем исходные данные по двум последним цифрам учебного шифра: Определить совокупность аппаратных и программных средств обеспечивающих обмен данными между ПУ и ядром ЭВМ выбранного предприятия. Описать взаимодействие ПУ с ядром ЭВМ. Большое значение имеет концепция взаимосвязи отдельных частей ЭВМ структура или как это принято называть в информатике архитектура вычислительной системы.

Русский

2016-09-25

340.5 KB

0 чел.

Российский государственный открытый технический университет путей сообщения

Кафедра УПП

Факультет ВТ

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

по дисциплине:

 

«ПЕРИФЕРИЙНЫЕ УСТРОЙСТВА ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ»

                                                                                   ВЫПОЛНИЛ:

   СТУДЕНТ 6 КУРСА

0314П /ЭВМ-1044                                                        ИВАНУШКИН И.В.                                                                     

 

                                          ПРОВЕРИЛ:

                                                                                     ДОЦЕНТ ЛЕГКИЙ Н.М.  

МОСКВА 2007

Задание на контрольную работу.

Требуется подобрать ПУ для выбранного предприятия железнодорожного транспорта. Рекомендуем в качестве предприятия выбрать линейное подразделение — депо, дистанция или опорный центр — линейный район станций или дирекцию по обслуживанию пассажиров или подразделение системы фирменного транспортного обслуживания отделения дороги, службы и т.д.

В процессе выполнения контрольной работы выберем исходные данные, по двум последним цифрам учебного шифра:

1) Определить совокупность аппаратных и программных средств, обеспечивающих обмен данными между ПУ и ядром ЭВМ выбранного предприятия. Описать взаимодействие ПУ с ядром ЭВМ.

2) Разработать структурную схему системы с определением выполняемых функций периферийными устройствами.

3) Для заданного устройства определить область применения, разработать структурную и функциональную схемы для характерных примеров применения.

4) Для заданного вида организации работы ПУ описать организацию работ, определить область применения, проработать блок-схему алгоритма функционирования ПУ при реализации заданной организации работ.

Интерфейсная аппаратура.

Большое значение имеет концепция взаимосвязи отдельных частей ЭВМ, структура или (как это принято называть в информатике) архитектура вычислительной системы. Архитектура ЭВМ значительно влияет на производительность и эффективность использования вычислительных машин.

Термин «архитектура ЭВМ» был введён в начале 60-х годов одной из групп специалистов в области ЭВМ фирмы IBM. Он предназначался для описания общей программной модели семейства IBM 360 на уровне языка Ассемблер, семейств ЭВМ одинаковой архитектуры с точки зрения данного языка.

В современной литературе термин «архитектура» употребляется в различных контекстах, например для теоретической классификации способа обработки данных (архитектура фон Неймана или параллельная архитектура), для определения принципов организации и функционирования вычислительных систем (архитектура IBM EISA, архитектура DEC AXP и т.п.).

Непосредственное присоединение различных функциональных элементов (ПУ и ОП) к центральному процессору осуществляется через определенные точки, именуемые точками сопряжения (стык). Совокупность средств, обеспечивающих логические, электрические и конструктивные условия совместимости ЦП и функциональных устройств в точках сопряжения и их взаимодействия, получила название средств сопряжения, или интерфейса.

В качестве логических условий должны быть заданы виды сигналов (адресные, информационные и управляющие) и их количество, система кодирования и форма передачи данных, функции адресных и управляющих сигналов и т.п.

В качестве электрических условий обеспечения совместимости задаются значение напряжений (логических) двоичных сигналов, временные параметры этих сигналов, нагрузочная способность по входу и выходу сопрягаемых цепей и т.д.

В отечественной практике для описания совокупности схемотехнических средств, обеспечивающих непосредственное взаимодействие составных элементов систем обработки данных (ЭВМ, сетей ЭВМ, систем передачи данных), подсистем периферийного оборудования, используются понятия «интерфейс», «стык» и «протокол».

Под стандартным интерфейсом понимается совокупность унифицированных, аппаратурных, программных и конструктивных средств, необходимых для реализации взаимодействия различных  функциональных элементов в автоматизированных системах сбора и обработки информации при условиях, предписанных стандартом и направленных на обеспечение информационной, электрической и конструктивной совместимости.

Стык — место соединения устройств передачи сигналов данных, входящих в систему передачи данных. Это понятие используется вместо понятия интерфейса для описания функций и средств сопряжения элементов средств связи и систем передачи данных (СПД).

Под протоколом понимается строго заданная процедура или совокупность правил, регламентирующая способ выполнения определенного класса функций. Взаимосвязь понятий интерфейса и протокола не всегда однозначна, так как практически любой интерфейс содержит в большей или меньшей степени элементы протокола, определяемые процедурами и функциональными характеристиками интерфейса.

Различают несколько видов интерфейсов:

- системные (внутрисистемные), которые являются базовой частью архитектуры ЭВМ и представляют собой совокупность унифицированной магистрали, электронных схем, управляющих прохождением сигналов по шинам, и т.п.;

- периферийного оборудования, включающие универсальные (параллельный и последовательный) и специализированные интерфейсы (НМЛ, НМД и т.п.);

- программируемых приборов, служащие для подключения нестандартной аппаратуры, измерительных и управляющих систем;

- магистрально-модульных, микропроцессорных систем;

- локальных вычислительных систем и т.п.

Понятия архитектуры, а также интерфейса связаны со следующими элементами, входящими в состав любой ЭВМ:

- линии интерфейса — электрические цепи, являющиеся составными физическими связями интерфейса;

- шина — совокупность линий, сгруппированных по функциональному назначению (шина адреса, шина команд, шина данных, шина состояния и т.п.);

- магистраль — совокупность всех шин интерфейса.

Конструктивно (как правило) магистраль — это печатная плата, обеспечивающая соединение контактов разъемов, с помощью которых к магистрали подключаются различные устройства ЭВМ (то есть их интерфейсы).

Многошинная организация применяется в больших ЭВМ, а также в указанных выше мини- и микроЭВМ повышенной производительности. Разделение магистралей (например, по скоростям — низкоскоростные, высокоскоростные и т.п.), безусловно, усложняет конструкцию и удорожает ее, однако позволяет повысить производительность и эффективность использования ЭВМ и отдельных ее частей.

Рис.2.

С точки зрения шинной организации можно выделить два типа архитектур ЭВМ: машины с одношинной организацией (UNIBUS), имеющие общую (одну) магистраль для подключения всех устройств ЭВМ, и машины с многошинной организацией (MULTIBUS) и несколькими магистралями, например между ЦП и ОП одна магистраль, а между ПУ и ЦП — другая. Родоначальником промышленного внедрения общей шины является фирма DEC (Digital Eguipment Corporation) и применяется она, как правило, в мини-, микроЭВМ и персональных компьютерах, т.е. недорогих машинах, имеющих невысокую производительность. Такая архитектура очень проста и удобна с точки зрения программирования, так как все устройства ЭВМ напрямую связаны между собой (каждый связан с каждым).

Главным стимулом развития архитектуры ЭВМ является повышение производительности. Один из способов повышения производительности вычислительной техники — специализация (как отдельных элементов ЭВМ, так и создание специализированных вычислительных систем).

Специализация процессоров началась с 60-х годов, когда центральный процессор больших ЭВМ был освобожден от выполнения рутинной операции по вводу-выводу информации. Эта функция была передана процессору ввода-вывода, осуществляющему связь с периферийными устройствами.

Возможны три способа специализации в вычислительных машинах:

- расширение системы команд универсальных ЭВМ общего назначения, включение команд вычисления часто встречаемых функций с возможной аппаратной реализацией;

- использование периферийных процессоров, подключаемых к универсальным ЭВМ и реализующих некоторые вычислительные операции независимо от ЦП, например матричные процессоры, графические шины и т.п.;

- специализированные ЭВМ или процессоры, структура  которых ориентирована на решение узкого класса задач большой сложности.

Дальнейшее увеличение производительности связано с многопроцессорной обработкой.

Поскольку быстродействие однопроцессорных ЭВМ ограничивается физическими возможностями (скоростью распространения электрических сигналов), совершенствование ЭВМ связано и с развитием их архитектуры. Важнейшим направлением развития архитектуры является параллельная обработка. При этом используется два принципа. Если очень большое количество данных требует одинаковой обработки, то можно использовать несколько одинаковых процессоров, равномерно распределив между ними поток данных. Другой способ — распараллеливание — так называемая конвейерная обработка. В таком случае процессор должен состоять из нескольких специализированных процессоров, которые (в значительной степени аппаратно) выполняют элементарные функции центрального процессора. Тогда поступающие на вход данные последовательно проходят все виды необходимой обработки (как на конвейере). При этом виде обработки реализуются те же преимущества, что и на обычном конвейере. За каждый машинный такт на выходе процессора имеется результат обработки, соответствующий выполнению нескольких команд. Такие принципы были использованы при разработке суперЭВМ, а в настоящее время они широко внедряются и в машинах меньшей производительности.

Система ввода  графической информации.

Вводить графическую информацию можно  при помощи мыши и клавиатуры, используя графические редакторы. Можно также воспользоваться готовой  графической информацией на бумажных носителях, и при помощи специальных устройств и программ перенести их в компьютер.

Ввод графической информации в ЭВМ для АСУ производится в три этапа. На первом этапе определяются координаты графических элементов,  на втором - координаты преобразуются в цифровой код, на третьем - они записываются в память ЭВМ и передаются для обработки в арифметическое устройство (АЛУ).

Определение координат графических элементов можно производить автоматическим и полуавтоматическим способами. Преобразование координат графических элементов в цифровой код осуществляется несколькими методами:

- в память ЭВМ записываются значения текущих координат всех элементов;

- графическая информация представляется в аналитическом виде;

- исходные данные описываются на специальном графическом языке.

Все перечисленные методы и способы преобразования и представления в ЭВМ графической информации определяют  требования,  предъявляемые  к техническим средствам преобразования информации для ЭВМ в АСУ.

1.Устройство ввода графической информации  (УВГИ) - это  устройство, преобразующее графические данные в машинные коды.

Любую графическую информацию можно рассматривать как набор  оптических неоднородностей,  отличающихся по яркости и цвету.  Таким образом, любое УВГИ решает следующие задачи:

1. дискретизация изображения на элементы;

2.преобразование оптической информации в электрический аналоговый сигнал;

3. преобразование аналогового сигнала в цифровой код.

Количество дискретных  элементов  определяется заданной точностью представления графической информации. Объемом информации о графическом изображении определяется быстродействие УВГИ.

По методам дискретизации различают УВГИ автоматического и полуавтоматического типов. К автоматическим УВГИ относятся матричные, сканирующие и следящие устройства;  к полуавтоматическим  -  телевизионные, акустические, оптические, электрические и электромеханические устройства.

Вводить изображение в компьютер можно разными способами, например используя видеокамеру или цифровую фотокамеру.  Еще одним  устройством ввода графической информации в компьютер является оптическое сканирующее устройство, которое обычно называют сканером. Сканер позволяет оптическим  путем  вводить  черно-белую или цветную печатную графическую информацию с листа бумаги.  Отсканировав рисунок и сохранив его в виде файла на диске, можно затем вставить его изображение в любое место в документе с помощью программы текстового процессора  или  специальной программы электронной верстки, можно обработать это изображение в программе графического редактора или отослать  изображение через факс-модем на телефакс, находящейся на другом конце света.

Сканер - это глаза компьютера. Первоначально они создавались именно для ввода графических образов, рисунков, фотоснимков, чертежей, схем, графиков, диаграмм. Однако, помимо ввода графики, в настоящее  время они все шире используются в довольно сложных интеллектуальных системах OCD или Optical Character Recognition, то есть оптического распознания символов. Эти " умные " системы позволяют вводить в компьютер и читать текст.

Сначала текст вводится в компьютер с бумаги как графическое изображение. Затем компьютерная программа обрабатывает это изображение по сложным алгоритмам и превращает в обычный текстовый файл, состоящий из символов ASCII. А это значит, что текст книги или газетной статьи можно быстро вводить в компьютер, вовсе не пользуясь клавиатурой!

А если система распознавания OCR соединяется еще и с программой перевода, в компьютер можно вводить страницы текста на иностранном языке и почти мгновенно получать готовый перевод. Конечно литературные качества электронного перевода обычно не слишком высокие, в научно-технических текстах литературные достоинства - не самое главное, зато готовый перевод формально достаточно точен и его можно получить фантастически быстро.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

41978. Исследование объемов передаваемой информации в каналах волоконно-оптических систем связи 15.28 KB
  Целью работы является исследование энергетического потенциала и пропускной способности волоконнооптического канала системы с технологией DWDM. Для предложенной технологии задан набор исходных параметров который включает в себя частотные пространственноэнергетические и технологические параметры системы обозначены зеленым цветом. Задание к лабораторной работе Для предложенной технологии волоконнооптической системы согласно номеру рабочего места исследовать характеристики системы по всем этапам расчета при заданном наборе исходных...
41982. Носоглотка, особенности строения, связь с евстахиевой трубой 15.17 KB
  Засасываемый носом воздух поднимается в носоглотку. Ее купол расположен между висками примерно на уровне корня носа. Стенка носоглотки состоит из расходящихся во все стороны мелких пучков мышечных волокон.
41986. ДОСЛІДЖЕННЯ СХЕМ ГЕНЕРАТОРІВ ЕЛЕКТРИЧНИХ СИГНАЛІВ (ПРЯМОКУТНИХ ІМПУЛЬСІВ) 215 KB
  Мультивібратор автоколивальний генератор прямокутних імпульсів. Тривалість імпульсів Порядок проведения экспериментов Результаты всех измерений и осциллограммы занести в соответствующий раздел Результаты экспериментов. б Вимірити амплітуду длительность і період следования імпульсів.