8. Назвати форми представлення інформації. Описати яким чином відбувається перетворення інформації з аналогічного в цифрову і навпаки.

За формою подання інформація поділяється на такі види:

• Текстова — що передається у вигляді символів, призначених позначати лексеми мови;

• Числова — у вигляді цифр і знаків, що позначають математичні дії;

• Графічна — у вигляді зображень, подій, предметів, графіків;

• Звукова — усна або у вигляді запису передачі лексем мови аудіальним шляхом.

Ана́лого-цифрови́й перетво́рювач, АЦП (англ. Analog-to-digital converter, ADC) — пристрій, що перетворює вхіднийаналоговий сигнал в дискретний код (цифровий сигнал), який кількісно характеризує амплітуду вхідного сигналу. Зворотне перетворення здійснюється за допомогою цифро-аналогового перетворювача (ЦАП).

Як правило, АЦП — електронний пристрій, що перетворює електричну напругу в двійковий цифровий код. Проте, деякі неелектронні пристрої, такі як перетворювач кут-код, слід також відносити до АЦП.

9. Визначити поняття: система числення, позиційна система числення, основна система числення. Які системи числення використовуються в компютерах? Чому двійкова система найбільш поширена в компютерах?

Системою числення, або нумерацією, називається сукупність правил і знаків, за допомогою яких можна відобразити (кодувати) будь-яке невід'ємне число. До систем числення висуваються певні вимоги, серед яких найбільш важливими є вимоги однозначного кодування невід'ємних чисел 0, 1,… з деякої їх скінченної множини — діапазону Р за скінченне число кроків і можливості виконання щодо чисел арифметичних і логічних операцій. Крім того, системи числення розв'язують задачу нумерації, тобто ефективного переходу від зображень чисел до номерів, які в даному випадку повинні мати мінімальну кількість цифр. Від вдалого чи невдалого вибору системи числення залежить ефективність розв'язання зазначених задач і її використання на практиці.

У позиційних системах числення одна і та ж цифра (числовий знак) у записі числа набуває різних значень залежно від своєї позиції. Таким чином, позиція цифри має вагу у числі. Здебільшого вага кожної позиції кратна деякому натуральному числу, яке називається основою системи числення.

Основні системи числення вказують у вигляді індексу, взятого в дужки. Основний системою числення є двійкова. Основний системою числення в електронних обчислювальних машинах є двійковасистема. У двійковій-десятковому коді основною системою числення є десяткова. Цифри в назві коду виражають ваги одиниць у відповідних двійкових розрядах.

Шістнадцяткова система числення В комп’ютерних технологіях широко використовується шістнадцяткова система числення. Певна річ, що треба мати 16 символів для позначення цифр. Перші десять цифр можна запозичити з десяткової системи числення, а що до решти, то їх домовилися позначати великими латинськими літерами: 10 - A, 11 - B, 12 - C, 13 - D, 14 - E, 15 - F. Таким чином запис (2CF) 16 буде означати вираз 2  16 2 + 12  16 1 + 15  16 0 = (944) 10 Двійкова і вісімкова системи числення Окрім шістнадцяткової системи в комп’ютерних технологіях використовуються двійкова, а також вісімкова системи числення, які як і шістнадцяткова система мають основою степені двійки. Алфавіт двійкової системи складається з двох цифр: 0, 1. Ці цифри мають спеціальну назву біт від англійсь- кого «binary digit». Запис вигляду (101101) 2 означає вираз 1  2 5 + 0  2 4 + 1  2 3 + 1  2 2 + 0  2 1 + 1  2 0 = (45) 10.

Вся справа в тому, що при побудові обчислювальних машин десяткова система виявилася вкрай незручною і невигідною, так як виробництво пристрою, що має десять різних станів, досить дорого, та й займають вони дуже багато місця. От і взяли на озброєння придуману ще інками двійкову систему.

10. Навести правила переведення чисел із системи числення з основою 2 в десяткову і навпаки. Описати представлення чисел зі знаком. Прямий, обернений, доповнювальний код.

Двійкова система числення в ЕОМ є основною системою числення, в якій здійснюються арифметичні і логічні перетворення інформації в пристроях ЕОМ.

Для двійкової системи числення d=2 і аί= 0, 1. Будь-яке число з двійкової системи числення може бути переведено в десяткову за допомогою формули розкладання. Наприклад:

11. Розповісти про формати представлення чисел з фіксованою і рухомою комою в компютері. Як кодуються символи в системі Unicode?

12. Описати склад та основні функції структурних одиниць компютера: елементів, нулів, блоків, пристроїв. Охарактеризувати призначення типових вузлів компютера: регістрів, лічильників, дешифраторів,суматорів.

19. Описати архітектуру мікропроцесора і8086.

Мікропроцесор i8086/i8088 належить до 16-розрядним процесорам першого покоління. Велика інтегральна схема i8086 з геометричними розмірами 5,5 x5, 5 мм має 40 контактів, містить близько 29 000 транзисторів і споживає 1,7 Вт від джерела живлення +5 В, тактова частота становить 5; 8 або 10 МГц.

Мікропроцесор виконує операції над 8 - і 16-розрядними даними, представленими в двійковому або двійково-десятковому вигляді, може обробляти окремі біти, а також рядки або масиви даних. Він має вбудовані апаратні засоби множення і ділення.

Мікропроцесор має внутрішнє сверхоператівное запам'ятовуючий пристрій (СОЗУ) ємністю 14x16 байт. Шина адреси є 20-розрядної, що дозволяє безпосередньо адресувати 220 = 1 048 576 комірок пам'яті (1 Мбайт).

Простір адрес вводу/виводу становить 64 Кбайт. У БІС i8086 реалізована багаторівнева векторна система переривань з кількістю векторів до 256. Передбачена також організація прямого доступу до пам'яті, по якому мікропроцесор припиняє роботу і переводить шини адреси, даних і управління в високоімпедансное стан.

Середній час виконання команди займає 12 тактів. Особливістю i8086 є можливість часткової реконфігурації апаратної частини для забезпечення роботи в двох режимах - мінімальному і максимальному. Режими роботи задаються апаратно. В мінімальному режимі, використовуваному для побудови однопроцесорних систем, мікропроцесор самостійно формує всі сигнали управління внутрішнім системним інтерфейсом. У максимальному режимі, використовуваному для побудови мультипроцесорних систем процесор формує на лініях стану двійковий код, який залежить від типу циклу шини. У відповідності з цим кодом системний контролер К1810ВГ88 формує сигнали управління шиною. Контакти, які звільнилися в результаті кодування інформації, використовуються для управління мультипроцесорних режимом

Структурна схема мікропроцесора i8086. У МП i8086 застосована конвеєрна архітектура, яка дозволяє поєднувати у часі цикли виконання і вибірки з пам'яті кодів подальших команд. Це досягається паралельною роботою двох порівняно незалежних пристроїв - операційного пристрою та шинного інтерфейсу.

Операційне пристрій виконує команду, а шинний інтерфейс здійснює взаємодію із зовнішнім шиною - виставляє адреси, зчитує коди команд і операнди, записує результати обчислень в пам'ять або пристрої введення/виводу. [1,58]

Операційне пристрій складається з РОН, призначених для зберігання проміжних результатів обчислень - даних і адрес; АЛП з буферними регістрами; регістра прапорів; схеми управління та синхронізації, яка дешифрує коди команд і генерує керуючі сигнали для всіх блоків схеми МП. Шинний інтерфейс складається з шестібайтной регістровий пам'яті, яка називається чергою команд, чотирьох сегментних регістрів: CS, DS, ES, SS, покажчика команд IP, суматора, а також допоміжних регістрів зв'язку і буферних схем шин адреси/даних.

Черга команд працює по принципом FIFO (First Input - First Output, тобто В«перший прийшов - перший вийшов В») і зберігає на виході порядок надходження команд. Довжина черги - 6 байт. Якщо операційне пристрій зайнятий виконанням команди, шинний інтерфейс самостійно ініціює випереджаючу вибірку кодів команд з пам'яті в чергу команд.

Вибірка з пам'яті чергового командного слова здійснюється тоді, коли в черзі виявляються два вільних байта. Чергу збільшує швидкодію процесора в разі послідовного виконання команд. При вибірці команд переходів, запитів і повернень з підпрограм, обробки запитів переривань чергу команд скидається, і вибірка починається з нового місця програмної пам'яті.

Ще одним завданням шинного інтерфейсу є формування фізичного 20-розрядної адреси з двох 16-розрядних слів. Першим словом є вміст одного із сегментних регістрів CS, SS, DS, ES, а друге слово залежить від типу адресації операнда або коду команди. Підсумовування 16-розрядних слів відбувається зі зміщенням на 4 розряди і здійснюється за допомогою суматора, який входить до складу шинного інтерфейсу.