Н.П. Полякова

1. Ермолов В.А. Геология. Часть 2. Разведка и геолого-промышленная оценка месторождений полезных ископаемых. – М.: Изд. МГГУ, 2005.

2. Месторождения полезных ископаемых / Под ред. проф. Ермолова В.А. – М.: Изд. МГГУ, 2001.

3 Ершов В.В., Еремин И.В. и др. Геология и разведка месторождений полезных ископаемых. - М.: Недра, 1989.

4. Ершов В.В., Еремин И.В., Тихомиров Е.М. Геология и разведка месторождений полезных ископаемых. - М., "Недра", 1989

5. Неметаллические полезные ископаемые СССР. Справочное пособие. /Под ред. д-ра геол.-минер. наук В.П.Петрова. - М., "Недра", 1984

6. Базанов А.Ф. Методические указания по разделу "Структурная геология". – М.:МГГУ, 1994

Н.П. Полякова

А.І. Веселов

ОРГАНІЗАЦІЯ І ФУНКЦІОНУВАННЯ
ІНФОРМАЦІЙНО-ОБЧИСЛЮВАЛЬНИХ
КОМПЛЕКСІВ

Навчально-методичний посібник

для студентів ЗДІА

напряму 6.050103 „ Програмна інженерія ”

денної та заочної форм навчання

Запоріжжя

Міністерство освіти і науки України

Запорізька державна інженерна академія

ОРГАНІЗАЦІЯ І ФУНКЦІОНУВАННЯ
ІНФОРМАЦІЙНО-ОБЧИСЛЮВАЛЬНИХ
КОМПЛЕКСІВ

Навчально-методичний посібник

для студентів ЗДІА

напряму 6.050103 „ Програмна інженерія ”

денної та заочної форм навчання

Рекомендовано до видання

на засіданні кафедри ПЗАС,

протокол №17 від 06.05.2008 р.

Організація і функціонування інформаційно-обчислювальних комплексів. Навчально-методичний посібник для студентів ЗДІА напряму 6.050103 „Програмна інженерія ” /Укл.: Н.П. Полякова, А.І. Веселов – Запоріжжя, 2008. – 93 с.

Навчально-методичний посібник призначено для студентів напряму 6.050103 „Програмна інженерія”, що навчаються за планом підготовки освітньо-кваліфікаційного рівня бакалавр. Методичне видання містить навчальний матеріал з курсу “Організація і функціонування інформаційно-обчислювальних комплексів”, вказівки до виконання лабораторних робіт, матеріал для самостійної роботи, базові питання з підготовки до тестування.

Укладачі: Н.П.Полякова, доцент

А.І. Веселов, асистент

Відповідальний за випуск: зав. кафедрою ПЗАС

професор В.І. Пожуєв

ЗМІСТ

Вступ....................................................
МОДУЛЬ 1: АРИФМЕТИЧНІ І ЛОГІЧНІ ОСНОВИ ЕОМ...........
1.1 Термінологія одиниць вимірювання..........................
1.2 Аналогові та цифрові системи...............................
1.3 Логічні булеві вентилі.....................................
1.4 Системи числення.........................................
1.5 Десяткова та двійкова системи числення......................
1.6 Десятково-двійкова конвертація.............................
1.7 Шістнадцяткова система числення...........................
1.8 Конвертація з двійкової до шістнадцяткової системи числення...
1.9 Конвертація з шістнадцяткової до двійкової системи числення...
1.10 Конвертація у систему числення з будь яким базисом..........
1.11 Прямий, зворотний і додатковий коди.......................
1.12 Признак переповнення розрядної сітки......................
1.13 Лабораторна робота 1: «Системи числення»..................
1.14 Питання з підготовки до модульного контролю...............
МОДУЛЬ 2: КЛАСИЧНА СТРУКТУРА ЕОМ.....................
2.1 Комп’ютерні системи і програми............................
2.2 Типи комп’ютерів.........................................
2.3 З’єднання комп’ютерних систем.............................
2.4 Поява Internet............................................
2.5 Вартість технологій.......................................
2.6 Основні пристрої ЕОМ.....................................
2.7 Структурна схема ЕОМ....................................
2.8 Структура і типи команд...................................
2.9 14 регістрів мікропроцесора Intel 8086........................
2.10 Лабораторна робота 2: «Основні команди операційної системи MS DOS»...................................................
2.11 Лабораторна робота 3: «Утиліта налагоджувача DEBUG: дамп пам’яті»...................................................
2.12 Лабораторна робота 4: «Команди зсуву та циклічного зсуву»..
2.13 Питання з підготовки до модульного контролю...............
МОДУЛЬ 3: ПОБУДОВА ОСНОВНОЇ ПАМ’ЯТІ..................
3.1 Класифікація пристроїв пам’яті. Основні характеристики.........
3.2 Типи запам’ятовуючих елементів ОЗП.........................
3.3 Організація основної пам’яті ЕОМ – стекова пам’ять.............
3.4. Сегментна адресація INTEL 8086.............................
3.5 Лабораторна робота 5: «Безпосередня, регістрова і непряма адресації операндів у команді пересилки даних».........................
3.6 Питання з підготовки до модульного контролю.................
МОДУЛЬ 4: ОРГАНІЗАЦІЯ СИСТЕМ ПЕРЕРИВАНЬ ПРОГРАМ....
4.1 Стан процесора. Вектор стану...............................
4.2 Принципи організації систем переривання програм.............
4.3Організація переходу до програми оброблення переривання.....
4.4Пріоритети...............................................
4.5 Лабораторна робота 6: «Стек і його використання для виклику процедур»..................................................
4.6 Еволюція операційних систем...............................
4.7 Архітектура операційних систем.............................
4.8 Координація дій машини...................................
4.9 Питання з підготовки до модульного контролю................
ЛІТЕРАТУРА................................................

ВСТУП

Методичний посібник відображає матеріал для вивчення чотирьох змістовних модулів дисципліни „Організація і функціонування інформаційно-обчислювальних комплексів”. У посібнику частково використовуються матеріали навчального курсу “IT Essentials I” мережної академії CISCO.

В першому модулі розглядаються арифметичні і логічні основи функціонування ЕОМ. Студент вивчить кілька важливих термінів, випробує методи, що використовуються при конвертаціях чисел у різних системах числення. Надається як теоретичний матеріал, так і матеріал для виконання лабораторних робіт, а також для самостійної роботи.

До модуля 2 «Класична структура ЕОМ» включено як матеріал теоретичний, так і матеріал для виконання лабораторних робіт. Оскільки знання студента з матеріалу другого модулю контролюються за допомогою комп’ютерного тестування, до посібника включено також питання з підготовки до тестування.

Модулі третій «Побудова основної пам’яті» і четвертий «Організація систем переривання програм» мають структуру, що аналогічна структурі другого модуля.

Модуль 1: АРИФМЕТИЧНІ І ЛОГІЧНІ ОСНОВИ ЕОМ

1.1 Термінологія одиниць вимірювання

Людині, що працює у галузі інформаційних технологій важливо розуміти терміни, що використовуються. При читанні специфікацій, або під час спілкування з іншими фахівцями, використовується великий словник термінів. Кожному повинні бути відомі наступні терміни:

· bit – Найменша одиниця даних в комп’ютері. Біт може набувати значення нуль чи одиниця. Біт – це двійковий формат, в якому комп’ютери обробляють дані.

· byte – Одиниця вимірювання, що використовується для опису розміру фала даних, кількості місця на диску, або на іншому носії даних, або кількості даних, що посилаються по мережі. Один байт складається з восьми бітів даних.

· nibble – Половина байта, або 4 біта.

· kilobyte (KB) – 1024, приблизно 1000 байт.

· kilobytes per second (kBps) – Вимірювання кількості даних, що передані через підключення. Це швидкість передачі приблизно 1000 байт за секунду.

· kilobit (Kb) – 1024, приблизно 1000 біт.

· kilobits per second (kbps) – Вимірювання кількості даних, що передані через підключення. Це швидкість передачі приблизно 1000 біт за секунду.

· megabyte (MB) – 1048576 байт, або приблизно 1000000 байт.

· megabytes per second (MBps) – Загальне вимірювання кількості даних, що передані через підключення. Це швидкість передачі даних приблизно 1000000 байтів або 106 кілобайт за секунду.

· megabits per second (Mbps) – Загальне вимірювання кількості даних, що передані через підключення. Це швидкість передачі даних приблизно 1000000 бітів або 106 кілобіт за секунду.

Примітка: Дуже часто плутають КВ та Кb і MB та Mb. Велика літера B указує на байти, а маленька b – на біти. Треба це пам’ятати, коли виконуєш обчислення для порівняння швидкостей передачі, що обчислюються в КВ з тими, що обчислюються в Kb. Наприклад програмне забезпечення модему звичайно показує швидкість з’єднання у кілобітах за секунду, наприклад 45 kbps. Однак, сучасні браузери відображають швидкість завантаження файла у кілобайтах за секунду. Тому, швидкість завантаження з підключенням 45 kbps буде максимум 5,76 kBps.

Також, потрібно знати наступну термінологію:

· hertz (Hz) – Одиниця вимірювання частоти. Герц – це один цикл за секунду, використовується щоб описати швидкість комп’ютерного мікропроцесора.

· megahertz (MHz) – Один мільйон циклів за секунду. Загальна одиниця вимірювання швидкості процесорного чіпа.

· gigahertz (GHz) – Один мільярд циклів за секунду. Загальна одиниця вимірювання швидкості процесорного чіпа.

Примітка: Процесори персональних комп’ютерів стають все швидшими. Мікропроцесори, що використовувалися у персональних комп’ютерах у 1980-х роках звичайно працювали на швидкості до 10 MHz, оригінальна IBM PC - 4,77 MHz. На початку 2000 року процесори наблизилися до швидкості 1 GHz, і до 3,0 GHz у 2002 році.

1.2 Аналогові та цифрові системи

Змінні, що характеризують аналогову систему, можуть приймати не скінчений ряд значень. Наприклад, стрілки на аналоговому годиннику можуть показувати нескінчену кількість різних годин упродовж дня. Рисунок 1.1 ілюструє аналоговий сигнал. Змінні, що характеризують цифрові системи, можуть приймати тільки фіксовану кількість дискретних значень. У двійковій арифметиці, що використовується у комп’ютерах, дозволяється тільки два значення – 0 або 1. Комп’ютери і кабельні модеми – це приклади цифрових пристроїв. На рис. 1.2 показано цифровий сигнал.

Рисунок 1.1 – Аналоговий сигнал

Рисунок 1.2 – Цифровий сигнал

1.3 Логічні булеві вентилі

Комп’ютери складаються з різних видів електронних схем. Ці схеми залежать від так званих логічних вентилів AND, OR, NOT, NOR. Ці вентилі характеризуються тим, якій відгук вони видають залежно від вхідних сигналів. На рис. 1.3, 1.4, 1.5 показані логічні вентилі. “x” і“y” представляють входи, а “f” представляє результат. 0 представляється як “off”, і 1 представляється як “on”.

Рисунок 1.3 – логічні вентилі AND і OR

Рисунок 1.4 – Логічний вентиль NOT

Рисунок 1.5 – Логічний вентиль NOR

Є тільки три основні логічні функції: AND, OR, NOT:

· AND – Якщо на будь якому вході off, то і результат off.

· OR - Якщо на будь якому вході on, то і результат on.

· NOT – Якщо на вході on, результат off. Також вірне протилежне.

NOR – це комбінація OR та NOT і не є основним вентилем. NOR діє таким чином, якщо на будь якому вході on, результат off.

На рис. 1.6 відображені таблиці істинності, тобто ті самі інструкції у компактній формі.

Рисунок 1.6 – Таблиці істинності