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Buscando preguntas y respuestas sobre los principios de la organización informática.

1. En el proceso de desarrollo de las computadoras modernas, ¿cuáles son las computadoras más representativas?

Respuesta: Antiguas máquinas chinas de Jacquard y jacquard, la máquina analítica de Babbage, la máquina sumadora de Pascal, el multiplicador de Leibniz

2 ¿Qué función se debe poseer para convertirse en una computadora moderna? P5-9, P32-33.

Respuesta: (1) Tener una potencia interna adecuada al original de trabajo (potencia interna) (2) Tener un mecanismo interno de ejecución de programa (programa interno) (3) Tener un programa interno El almacenamiento y representación adecuados de datos y programas (almacenamiento) (4) puede realizar la autogestión durante el funcionamiento del sistema ()

3. Describa brevemente las funciones de la interfaz de E/S

<. p> 1. Selección de dispositivo 2. Almacenamiento en búfer y bloqueo de datos para lograr una coincidencia de velocidad entre dispositivos externos y computadoras 3. Conversión de formato de datos. Como conversión de serie a paralelo, conversión de ancho de datos, etc. 4. Coincidir con las características de la señal 5. Recibir comandos de control de la CPU y monitorear el estado de funcionamiento de los periféricos

4. interfaz de bus;

Caché de datos, conversión de datos, configuración de estado, control, interrupción del programa

5. ¿autobuses? Tomando como ejemplo el bus serie USB, ¿qué medidas técnicas se han adoptado?

Respuesta: Cada bit de datos del bus paralelo requiere una línea de transmisión separada. Todos los bits de datos se transmiten al mismo tiempo, lo que provocará interferencias y los datos se perderán fácilmente durante la transmisión de datos en serie. el bus está en una línea, fuerte antiinterferencia, los datos no se pierden fácilmente; para evitar problemas de diafonía y sincronización de los buses paralelos a altas velocidades, los buses de E/S adoptan la forma de buses en serie. USB: transmisión de señal diferencial, intercambiable en caliente y par trenzado

6. Según el principio de tres colores primarios, se puede crear cualquier color a partir de tres colores de pigmentos. ¿Por qué una impresora de inyección de tinta en color necesita 6 colores? de cartuchos de tinta?

Aunque los tres colores se pueden mezclar para producir la mayoría de los colores, su rendimiento cromático es muy pobre y la amplitud de su gama de colores está lejos de los requisitos del ojo humano, por ejemplo, mezclando estos tres colores. El negro que sale es en realidad un color más oscuro, no un negro puro, por lo que la gente agrega cartuchos de tinta negra a los cartuchos de tinta de 3 colores, lo que lo convierte en un cartucho de tinta de 4 colores. mercado La impresora utiliza estos 4 tipos de cartuchos de tinta. Sin embargo, los colores que muestran las impresoras de cuatro colores no son lo suficientemente ricos y sus capacidades de reproducción del color aún no se pueden comparar con las fotografías impresas y no pueden satisfacer los requisitos de las personas en cuanto a fotografías en color. Entonces, la gente agregó cartuchos de tinta magenta claro y cian claro a los cartuchos de tinta de 4 colores, convirtiendo la impresora en una impresora de seis colores.

7. Describa brevemente las características y deficiencias del método de control de consultas del programa en el proceso de E / S.

(1) Control directo del programa del proceso de E/S. Características: El proceso de E/S está completamente bajo el control de las instrucciones de la CPU, es decir, las operaciones relevantes de los dispositivos externos se especifican directamente mediante las instrucciones de la CPU. En circunstancias típicas, las operaciones de E/S se realizan entre los registros de la CPU y los registros del búfer de datos de dispositivos externos, y los dispositivos de E/S no acceden directamente a la memoria principal. Hay dos métodos, a saber, control de transmisión incondicional y control de programa. Desventajas: La eficiencia del control de E/S de CUP es muy baja. Este método de control sólo es adecuado para eventos de E/S previstos y preestimados, pero en realidad, la mayoría de las familias son inusuales e inesperadas. No se pueden detectar ni manejar algunos eventos impredecibles y anomalías del sistema. Además, este método de consulta solo puede permitir que la CPU y los periféricos funcionen en serie. Habrá dos situaciones en las que los recursos de la CPU no se podrán utilizar por completo y los eventos de emergencia no se podrán procesar de manera oportuna.

(2) Control de interrupción del programa del proceso de E/S. Características, mejoran la eficiencia de la computadora. Desventajas: posible pérdida de datos.

(3) Control DMA de la transferencia de datos de E/S. Adecuado para la transmisión de datos de gran volumen y alta velocidad, puede garantizar que no se pierdan datos durante la transmisión de alta velocidad. Características: Utilización mejorada de la CPU, la respuesta DMA se puede realizar al final de cualquier ciclo de máquina del ciclo de instrucción. DMA se utiliza principalmente en sistemas que requieren grandes lotes de transferencia de datos para mejorar el rendimiento de los datos. Desventajas: solo puede realizar una transferencia de datos simple a medida que la cantidad de dispositivos de E/S configurados en el sistema continúa aumentando, las operaciones de entrada y salida se vuelven cada vez más ocupadas. Por lo tanto, se requiere que la CPU preestablezca continuamente cada DMA, lo que aumenta la carga. en la CPU.

(4) Control de canales del proceso de E/S.

Para reducir la carga de la CPU, el componente de control de E/S también asume funciones como selección de dispositivo, conmutación, inicio, terminación y verificación digital, formando así un canal de E/S para lograr una gestión más completa de entrada y salida. operaciones. Los canales tienen una función más potente de procesar de forma independiente la entrada y salida de datos. Con instrucciones de canal simples, los programas de canal se pueden usar para controlar las E/S en función de cierto hardware, lo que elimina la necesidad de una mayor intervención de la CPU y pueden controlar simultáneamente varios dispositivos del mismo. tipo o diferentes tipos para hacer el sistema más paralelo. La estructura del canal es relativamente flexible y puede simplificarse o mejorarse según sea necesario. Características: Tiene instrucciones de lectura y escritura y puede ejecutar programas de canal. El canal de controles de la CPU funciona mediante instrucciones simples de entrada y salida. Los canales y dispositivos se comunican con la CPU mediante interrupciones. Desventajas: Altos requisitos de hardware y gastos generales elevados.

8. ¿Cuál es el número de máquinas? ¿Cuáles son sus formas de representación? ¿Por qué necesitamos tantas formas?

Respuesta: La representación de un número en una máquina se llama número de máquina, y el valor del número en sí se llama valor verdadero del número de máquina. Sus formas de representación incluyen: código original, código inverso, código complementario y código marco. Para solucionar el problema del bit de signo de números negativos que participan en la operación en la máquina.

9. ¿Cuáles son las ventajas y desventajas relativas de los discos magnéticos y los discos ópticos? ¿Cómo sintetizan los discos magnetoópticos sus ventajas y desventajas?

Respuesta: El disco magnético es un tipo de memoria auxiliar con las características de gran capacidad de almacenamiento, largo tiempo de retención de información y sin necesidad de regeneración durante la lectura. La ventaja de los discos magnéticos sobre los discos ópticos es que se pueden leer y escribir. La desventaja es que la densidad de grabación es baja. Los discos ópticos tienen características técnicas como alta densidad de grabación, bajo costo, gran capacidad de almacenamiento y tamaño pequeño. La ventaja de los discos ópticos sobre los discos magnéticos es su alta densidad de grabación, pero la desventaja es que sólo se pueden leer pero no escribir. El medio de almacenamiento del disco magnetoóptico es una película magnética hecha de materiales optomagnéticos que se magnetiza fácilmente perpendicularmente. Tiene las ventajas tanto de los discos magnéticos como de los discos ópticos. El disco magnetoóptico se puede leer y escribir. La densidad de grabación es muy alta.

10. ¿Cuáles son las funciones del controlador del ordenador? ¿Qué componentes correspondientes implementa cada uno?

Secuenciación, (timing) y envío de señales de control de operación. Correspondiente al contador de instrucciones, el generador de tiempos y el componente de control de operación, respectivamente

11. Describa brevemente los métodos de control de tiempo entre el maestro y el esclavo en la comunicación del bus. ¿A qué situaciones son aplicables?

(1) Comunicación sincrónica. La característica es que la cooperación entre módulos es simple y consistente, y cada componente tiene regulaciones de reloj unificadas sobre cuándo enviar o recibir información, por lo que tiene una alta eficiencia de transmisión.

(2) Comunicación asincrónica. Las operaciones de ambas partes no dependen del estándar de tiempo basado en el reloj independiente, sino que la operación de una parte depende de la operación de la otra parte, formando un método de "solicitud-respuesta". El protocolo de comunicación utilizado se denomina protocolo de enlace. protocolo.

(3) Comunicación semisincrónica. La característica es utilizar el reloj del sistema para sincronizar, pero para dispositivos lentos, el ciclo de transmisión de datos se puede extender. Es adecuado para sistemas simples donde la velocidad de trabajo del sistema no es alta pero contiene muchos dispositivos con grandes diferencias de velocidad.

(4) Comunicación separada. La idea básica es descomponer un ciclo de transmisión en dos subciclos. La característica es que cada módulo debe solicitar el derecho a utilizar el autobús. Cada módulo no ocupa el bus durante el proceso de preparación de datos y el bus puede aceptar solicitudes de otros módulos. Cuando el bus está ocupado, realiza un trabajo eficaz, logrando así una transmisión paralela superpuesta entre múltiples módulos maestro y esclavo. Este método de control es relativamente complejo y rara vez se utiliza en sistemas de microcomputadoras comunes.

12. ¿Cuál es el objetivo del desarrollo de la arquitectura informática? ¿Cuál es el camino técnico seguido? ¿Cuáles son las medidas específicas para mejorar la arquitectura de la computadora von Neumann? P67-69

Respuesta: El objetivo del desarrollo de la arquitectura informática es el paralelismo y el intercambio. La ruta técnica adoptada es: en el proceso de implementar la memoria como centro, formar un sistema operativo de tiempo compartido, tecnología de control de interrupciones, tecnología de control DMA, etc., utilizar la canalización de instrucciones para realizar el paralelismo y compartir la ejecución de instrucciones; -Técnicas de Paralelismo a nivel. Las mejoras a la arquitectura de von Neumann incluyen: (1) De la aritmética centrada en la unidad a la centrada en la memoria. (2) Ejecución paralela y uso compartido de instrucciones. (3) Paralelismo y uso compartido del procesador.

13. ¿Cuáles son las principales diferencias entre los ábacos y chips de cálculo y los ordenadores modernos? En el proceso de desarrollo de las computadoras modernas, ¿cuáles son las computadoras más representativas? ¿Cuáles son las diferencias entre los Peugeot progresistas? ¿Qué funciones debe tener una computadora moderna? P5-9, P32-33.

Respuesta: El ábaco y el ábaco son impulsados principalmente por personas: energía externa para mover las cuentas y organizar las fichas, y no tienen energía interna ni procedimientos de cálculo; el ábaco y el ábaco están controlados por personas. Se emite desde el cerebro, no se puede calcular automáticamente y no tiene un programa interno. Entre los ordenadores más representativos se encuentran el motor analítico de Babbage, la máquina sumadora de Pascal, el ordenador de Turing, el ordenador digital electrónico de Atanasov, el ordenador electrónico de von Neumann, etc. Los signos de progreso son la posesión de programas internos; la posesión de poder interno; descomponer el proceso de cálculo en acciones simples y mecanizarlo; utilizar computadoras digitales electrónicas de tubo de vacío y proponer cuatro principios de computación que utilizan la unidad aritmética como núcleo y uso; binario para representar datos e instrucciones, que se almacenan en la memoria en orden de ejecución. Qué funciones debe tener una computadora moderna: (1) Tiene potencia interna adecuada para trabajar originales (2) Tiene un mecanismo interno de ejecución de programas, tiene formatos de almacenamiento y representación de datos y programas adecuados para programas internos (4) Puede lograr el autocontrol en la operación del sistema

14.1 ¿Qué equipo se requiere para la tecnología de interfaz multimedia?

Imágenes de vídeo en pantalla completa y en movimiento, señales de TV completas de alta definición y equipos de visualización de gráficos en color verdadero de alta velocidad y equipos de cámara, audio de alta fidelidad y reconocedores de voz, sintetizadores de lenguaje, etc.

14.2. Con el avance de los dispositivos de entrada y salida de computadora, se han desarrollado una serie de tecnologías de interfaz de interacción persona-computadora. Describa brevemente qué dispositivos de entrada y salida correspondientes se requieren para diferentes interfaces de interacción persona-computadora. por realizarse?

1. Interfaz simbólica: dispositivo de entrada: teclado. Dispositivos de salida: impresora, monitor.

2. Interfaz gráfica: dispositivos de entrada: lápiz óptico, tableta gráfica, ratón, escáner, joystick, tracker. Dispositivos de salida: monitores de pantalla plana, monitores de escáner.

3. Interfaz multimedia: dispositivos de entrada: micrófono, escáner, cámara digital. Dispositivos de salida: parlantes, proyectores, monitores.

4. Tecnología de realidad virtual: dispositivo de entrada: guante de datos. Dispositivo de salida: pantalla montada en el casco.

15. ¿Por qué la memoria de la computadora implementa el almacenamiento jerárquico? ¿En cuántos niveles se divide generalmente? ¿Cuál es la relación entre los niveles? P60, P136-137.

Respuesta: La forma en que la memoria implementa el almacenamiento jerárquico es resolver los problemas de desajuste de velocidad y capacidad insuficiente de la memoria principal. Generalmente se divide en tres niveles: memoria auxiliar,

memoria principal y registro de caché. La relación entre los distintos niveles es: la memoria auxiliar sirve como respaldo de la memoria principal; la memoria principal puede comunicarse con la CPU y también puede servir como respaldo para el caché. El caché almacena la información más utilizada por la CPU.

16. ¿Por qué la memoria de la computadora implementa almacenamiento jerárquico? ¿En cuántos niveles se divide generalmente? ¿Cuál es la relación entre los niveles? P60, P136-137.

17. En el proceso de procesamiento de interrupciones, ¿por qué necesitamos proteger y restaurar la escena y el punto de interrupción antes y después de ejecutar el servicio de interrupción? ¿Dónde se almacena? ¿Qué comando se utilizó?

Porque una vez que la CPU ha terminado de ejecutar la rutina del servicio de interrupción, necesita un entorno de ejecución original para volver a la ejecución del punto de interrupción original. Por esta razón, al guardar el punto de interrupción, la escena también debe protegerse; al regresar al punto de interrupción, primero restaure la escena;

La escena se refiere al estado actual y a los resultados intermedios del programa ejecutado por la CPU al responder a la interrupción.

El punto de interrupción se refiere a la dirección de la instrucción que se ejecutará antes de la respuesta a la interrupción, es decir, el contenido del contador del programa de la PC.

Los puntos de interrupción se almacenan en el contador del programa. El estado del campo se almacena en una unidad designada fija en la memoria.

Llame a la instrucción CALL y a la instrucción PUSH para insertar la dirección de la siguiente instrucción en la pila.

18. Describir brevemente las funciones de la interfaz I/O. P201-203.

(1) Selección de dispositivo, es decir, seleccionar el dispositivo a operar mediante decodificación de dirección.

(2) Almacenamiento en búfer y bloqueo de datos para lograr una coincidencia de velocidad entre dispositivos externos y computadoras.

(3) Conversión de formato de datos. Como la conversión de serie a paralelo y la conversión de ancho de datos.

(4) Coincidencia de características de señal. La transformación coincidente se implementa cuando el nivel de señal de la computadora es diferente del nivel de señal del dispositivo externo.

(5) Recibir comandos de control de la CPU y monitorear el estado de funcionamiento de los periféricos.

19. ¿Por qué la interfaz de E/S necesita tener funciones de conversión de formato de datos y coincidencia de características de señal? P203

Respuesta: Debido a que la transmisión paralela tiene poca antiinterferencia y es propensa a errores, el bus de E/S usa el modo serie, mientras que el bus del sistema usa el modo paralelo, por lo que la interfaz de E/S debe ser Conversión de formato de datos. El bus de E/S utiliza un modo serie Cuando la información se transmite a larga distancia, la velocidad de atenuación de la señal será muy rápida y es susceptible a interferencias. El nivel de señal de la computadora es diferente del nivel de señal del periférico. por lo que la interfaz de E/S debe tener características de señal.

20. ¿Quién resolvió por primera vez la potencia interna y el programa interno de la computadora? ¿Qué método se utilizó para resolverlo?

Respuesta: Pascal resolvió por primera vez la potencia interna; Pascal inventó la máquina sumadora Pascal, que es un dispositivo compuesto por una serie de engranajes. La potencia interna es muy simple, utiliza el resorte del reloj. El programa interno fue resuelto por primera vez por Babbage; Babbage se inspiró en la máquina Jacquard e inventó el motor diferencial, y luego propuso el motor analítico de Babbage. Según el modelo de fábrica, el motor analítico se dividió en 5 partes: almacén, taller y control. agencias, imprentas, tarjetas perforadas.

21. ¿Para qué tipos de periféricos son adecuados los métodos de interrupción y DMA?

Respuesta: Las interrupciones son adecuadas para periféricos que requieren que la CPU y los periféricos funcionen en paralelo la mayor parte del tiempo, y solo se utiliza una pequeña cantidad de tiempo para intercambiar información entre sí, mejorando así la utilización de recursos de la CPU. , como teclados, impresoras, etc. El método DMA solo puede controlar periféricos con velocidades más rápidas y de un solo tipo. Es adecuado para periféricos que transfieren datos directamente entre memorias.

22. ¿Cuáles son los principales pasos en el proceso de trabajo de una impresora láser? P246

Respuesta: El primer paso: el patrón a imprimir se "expone" para formar una imagen electrostática latente.

Paso 2: El tóner cargado negativamente se adsorbe en el área cargada positivamente del tambor de tóner bajo la acción del voltaje. Este proceso se llama "revelado".

Paso 3: Aplicar una carga electrostática inversa para adsorber el tóner en el papel. Este proceso se llama "transferencia".

Paso 4: El rodillo electrizante derrite el tóner y solidifica el tóner en el papel. Este proceso se llama "fijación".

Ambas son estructuras de tres buses. sus principales características. ¿Cuál es la diferencia?

Respuesta: (1) Las estructuras de bus de tres niveles son bus local, bus de sistema y bus de expansión. Generalmente se utiliza cuando el rendimiento de los dispositivos de E/S no es muy diferente.

(2) La estructura del bus de tres niveles es el bus de memoria principal, el bus de E/S y el bus DMA. Hay un bus DMA entre la memoria principal y la interfaz de E/S conectada a periféricos de alta velocidad, lo que mejora la transmisión de datos entre dispositivos de alta velocidad y la memoria principal.

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