Згадзай О.Э. Информатика для юристов: Под ред. С.Я. Казанцева

Подождите немного. Документ загружается.

• организует взаимосвязь между устройствами;

• определяет местоположение загрузочной части MS DOS и пе-

редает ей управление.

ОЗУ состоит из микросхем, которые временно хранят инфор-

мацию. При отключении питания компьютера информация из нее

пропадает.

ОЗУ делится на логические категории:

• базовую память объемом 640 Кбайт, которая доступна всем

программам, работающим под управлением MS DOS;

• наращенную память за пределами 1 Мбайт, для использова-

ния которой нужны особые программные средства в MS DOS или

другие ОС (например, OS/2);

• расширенную память, выход в которую осуществляется из вер-

хней области памяти (от 640 Кбайт до 1 Мбайт).

Таблица 1.1

Логическая структура основной памяти

Основная память

(Base Memory)

Стандартная

память

640 Кбайт

Верхняя память

(UMB)

384 Кбайт

Расширенная память

(ЕМА)

Высокая память

(НМА)

64 Кбайт

Объем

1024 Кбайт

Сигналы и данные между блоками IBM PC объединяются в

потоки и передаются по шинам. В IBM PC имеются три стандарт-

ные шины:

• шина

данных,

по которой передаются собственно данные («что

передавать»);

• шина адреса, по которой передаются адреса данных («куда и

откуда передавать»);

• шина управления, по которой передаются команды управле-

ния данными («как передавать»).

Большинство устройств ввода/вывода IBM PC содержат устрой-

ства сопряжения сигналов и данных между блоками и собствен-

ные CU, называемые адаптерами и контроллерами, а также соб-

ственную память для хранения данных при обмене (такую память

имеют, например, монитор и принтер).

Дисководы НГМД считывают и записывают информацию на

дискеты. До последнего времени использовались дискеты двух ти-

пов:

диаметром 5,25 дюйма (1 дюйм = 2,54 см) и 3,5 дюйма. На

дискетах обычно указывается следующая маркировка:

• DS, 2S (Double Side) — двусторонние;

• DD, 2D (Double Density) — двойной плотности;

• HD (High Density) — высокой плотности.

Информацию следует записывать на отформатированную дис-

кету. Максимальный объем информации на дискетах двух указанных

выше типов при различном форматировании приведен в табл. 1.2.

Таблица 1.2

Возможность использования дисководов

при работе с различными дискетами

Дискеты

5,25" DD

5,25" HD

3,5"

Дисководы

5,25"

360 Кбайт

5,25"

360 Кбайт

1200 Кбайт

3,5"

720 Кбайт

3,5"

720 Кбайт

1440 Кбайт

Таблица 1.3

Характеристики дисковых накопителей

Тип

накопителя

НГМД

НЖМД

CD-ROM

НМОД

Бернулли

CD-WORM

DVD

Емкость,

Мбайт

1,2; 1,44

250-8000

250-1500

100-1300

20-230

120-1000

4000-16000

Время

доступа, мс

65-100

8-20

15-300

15-150

Скорость

передачи,

Кбайт/с

150

500-5000

150-1500

300-2000

500-2000

150-1500

Вид доступа*

ч/з

ч/з**

* Ч —

чтение; 3

—

запись.

** Запись однократная.

Важнейший принцип построения IBM PC совместимых ПК —

открытость архитектуры — означает модульный принцип пост-

роения и возможность замены блоков на новые по мере развития.

В IBM PC имеются специальные разъемы расширения для подклю-

чения дополнительных устройств, таких, как дополнительная па-

мять,

сопроцессор, джойстик (координатная ручка), мышь (уст-

ройство ввода координат), плоттер (графопостроитель), сканер (уст-

ройство ввода изображений), стример (запоминающее устройство на

магнитной ленте), модем (устройство для подключения к телефон-

ной линии связи и обмена информацией с другими компьютерами).

При разработке hardware и software для IBM PC совместимых

ПК соблюдается принцип

совместимости

«сверху—вниз»,

т.е. улуч-

шенные версии подсистем должны содержать все возможности ста-

рых версий. Например, программы, разработанные на старых вер-

сиях IBM PC, должны работать на новых моделях.

Принципы, заложенные в основу построения IBM PC, приве-

ли к созданию семейства IBM совместимых ПК, которое называ-

ется «клоном» IBM. Первая модель этого семейства появилась в

1983 г. и называлась IBM PCjr. Родословное дерево PC представле-

но на рис. 1.6.

PCjr

DG1

Compaq yS

3270 PC Portable PC PC<"

XT-370

CompaqPJus XT

CompaqDeskPro

AT AT-370

Compaq-286 —— CompaqDeskPro-286

AT-386

AT-486

Pentium PentiumPro

Pentium

Рис.

1.6. Семейство ПК IBM PC

Центральная линия обозначает главную ветвь семейства, на

которой модели располагаются в соответствии с их мощностями:

от наименее мощной PCjr до наиболее мощной Pentium II. Ветви в

стороны

—

это модели со сходными характеристиками:

• IBM PC/XT (IBM PC/eXTended version) - IBM РС/расши-

ренная версия — на основе микропроцессора Intel 8088;

• IBM PC/AT (IBM PC/ Advanced Technology) - IBM PC/yco-

вершенствованная технология

—

на основе микропроцессора Intel

80286;

• IBM PC/AT/386 и IBM PC/AT/486 - ПК на микропроцессо-

рах Intel 80386 и Intel 80486, соответственно.

Возможности ПК, расположенных на главной ветви семейства,

определяются главным образом именно типом используемого мик-

ропроцессора.

Микропроцессор (МП) конструктивно представляет собой кри-

сталл кремния, в котором в результате технологического процес-

са создана электронная схема. Количество электронных компо-

нентов (транзисторов) в этой схеме от десятков тысяч до не-

скольких миллионов. Кристалл помещен в пластиковый корпус,

а выводы выходят наружу, как у типичной микросхемы широко-

го применения.

Стоимость компьютера в значительной степени определяется

стоимостью МП, однако себестоимость производства одного эк-

земпляра очень мала. Основной вклад в стоимость вносит разра-

ботка технологии производства.

Основные характеристики МП:

• максимальная тактовая частота;

• разрядность;

• тип архитектуры.

Тактовая

частота.

Вычислительный процесс представляет со-

бой последовательность элементарных действий, выполнение ко-

торых синхронизируется тактовым генератором. Превышение так-

товой частоты выше некоторого предела может привести к срыву

вычислений или перегреву МП. Таким образом, максимальная

тактовая частота определяет быстродействие процессора. Но она

не равна быстродействию МП, тем более быстродействию ком-

пьютера.

Разрядность

процессора.

Максимальное количество разрядов дво-

ичного кода, которое может обрабатываться и передаваться одно-

временно.

Разрядность определяется тремя параметрами' т/п/к.

• т

—

разрядность внутренних регистров, т.е. количество разря-

дов,

с помощью которых обмениваются информацией внутренние

устройства МП;

• п — разрядность шины данных, которая представляет собой

часть системной шины, показывает количество разрядов, через

которые МП обменивается данными с различными устройствами;

• к — разрядность шины адреса, определяет объем доступной

для МП части ОП.

Архитектура МП. Микропроцессор представляет собой доволь-

но сложное электронное устройство, в котором отдельные части

связаны информационными каналами. Часть из этих каналов фик-

сирована при создании МП, другая может изменяться при про-

граммировании. В целом это образует архитектуру МП.

Более широкое представление об архитектуре МП

—

организа-

ция МП с точки зрения пользователя. Она включает в себя пользо-

вательские возможности программирования, а именно: состав ре-

гистров, система команд, способы адресации, организация памя-

ти,

средства ввода-вывода и типы обрабатываемых данных.

К наиболее важным аспектам архитектуры относятся:

• система команд и способы адресации;

• возможность выполнения тех или иных команд во времени;

• наличие дополнительных узлов и устройств в составе МП,

например, кэш-памяти, устройства для работы с числами с пла-

вающей точкой (сопроцессор математики);

• режим работы.

Основные типы и характеристики микропроцессоров фирмы

Intel, являющейся лидером по производству микропроцессоров для

IBM PC совместимых ПК, приведены в табл. 1.4.

Таблица 1.4

Типы и характеристики МП (Intel)

Тип МП

8086

8088

80286

80386

80486

Pentium

Pentium 11

Марка ПК

PC XT

AT 286

AT 386

AT 486

Pentium

Pentium II

Макси-

мальная

тактовая

частота,

(МГц)

4,77

10-33

33-100

66-150

200-400

Макси-

маль-

объем

ОЗУ

(Мбайт)

4000

Год

созда-

ния

1976

1977

1982

1985

1989

1993

1998

Критерии классификации МП. По

системе

команд.

CISC

{complex

information system command) — сложная система команд, RISC

(reduced information system command) — сокращенная система

команд). При использовании первых число встроенных в МП ко-

манд очень велико, например для 8086 и 8088 оно составляет 134.

Сложные команды выполняются за несколько тактов, вырабаты-

ваемых тактовым генератором, таким образом, как и простые

команды. При использовании RISK количество встроенных ко-

манд невелико, каждая команда выполняется за один или два так-

та. Сложные команды программируются на машинном языке. В це-

лом быстродействие МП при прочих одинаковых характеристи-

ках увеличивается.

По

универсальности.

Универсальные МП выполняют все дей-

ствия, в то время как специализированные предназначены для вы-

полнения только определенного класса задач, при этом их быст-

родействие намного превышает быстродействие универсальных МП.

Очень часто используют математические процессоры, которые могут

дополнять соответствующие универсальные и поэтому называются

сопроцессорами:

8088

—

8087,

80286

—

80287.

В МП, начиная с 80486, встраиваются математические сопро-

цессоры.

Intel 8088 разработан в 1979 i., имеет

8-разрядную

шину данных

и 20-разрядную адресную шину,

т. е.

адресуемый RAM до

Мбайт.

Intel 80286, 1982 г. создания, имеет 16-разрядную шину данных и

24-разрядную адресную шину, т.е. адресуется к RAM до 16 Мбайт.

Intel 80386 и 80486 имеют 32-битные шины данных и адреса,

т.

е.

доступный RAM до 4 Гбайт.

Графические адаптеры, которые используются в ПК, бывают

следующих типов:

• MDA

—

монохромный адаптер, работает в текстовом режиме,

25 строк по 80 символов в строке, с разрешением 720x350 точек и

двумя градациями яркости (черный-белый);

• EGA (Enhanced Graphics Adapter)

—

улучшенный графический

адаптер, работающий в следующих режимах: текстовом (25 или

43 строки на экране по 80 символов в строке, 16 цветов); графи-

ческом (640 точек по горизонтали, 350 по вертикали, 16 цветов и

64 оттенка каждого цвета);

Таблица 1.5

Характеристики видеоконтроллеров

Характеристика

Разрешающая

способность

—

количество

пикселов, по

горизонтали х

по вертикали

Количество

цветов

Число

символов,

строка х

столбец*

Видеопамять,

Кбайт

MDA

720x350

—

80x25

CGA

640x200

320x200

80x25

128

EGA

640x350

720x350

80x25

128/512

VGA

720x350

640x480

256

80x25

80x50

256/512

SVGA

800x600

1024x768

256

80x25

80x50

512/1024

Окончание табл

1.5

Характеристика

Емкость

видеопамяти**

Матрица

символа,

пиксел по

горизонтали х

вертикали

Частота

развертки, Гц

MDA

14x9

GGA

8x8

EGA

4-8

8x8

14x8

VGA

8x8

14x8

SVGA

8x8

14x8

Текстовый режим

** Число страниц в текстовом режиме.

• VGA (Video Graphics Array)

—

видеографическая матрица, гра-

фический режим 640x480 точек, 16 цветов, 4096 оттенков или

320x200 точек, 256 цветов;

• SVGA (Super VGA)

—

до 1024x768 точек при 16 Кбайт цветах

и выше.

1.3. ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ИНФОРМАЦИИ

Информация в ЭВМ хранится в двоичном виде, и объем памя-

ти ЭВМ измеряется в двоичной системе. Основными единицами

измерения информации в ЭВМ являются:

бит — количество информации, которую можно передать, ис-

пользуя одно двоичное число, принимающее значения 0 и 1;

байт — количество информации, которую можно передать,

используя 8 двоичных разрядов, равное 2

= 256. Информация

объемом 1 байт может быть записана одним из 256 двоичных

чисел:

00000000

0000000 1

000000 10

000000

11111110

11111111

Килобайт (Кбайт) = 2

байт = 1024 байт;

Мегабайт (Мбайт) = 2

байт = 1 048 576 байт;

Гигабайт (Гбайт) = 2

байт и т.д.

В стандартном коде обмена информацией (ASCII) любой сим-

вол кодируется одним байтом, что дает возможность использовать

256 различных символов (буквы латинского и русского алфавитов,

цифры, знаки препинания и некоторые специальные символы).

Информация на IBM PC хранится на дисках. Считывание и за-

пись производятся дисководами, которые обозначаются буквой

латинского алфавита с двоеточием. Первый накопитель на ГМД

обозначается А:, второй — В:. Жесткий диск обычно разбивается

на несколько разделов, называемых логическими дисками, кото-

рые обозначаются как С:, D:, Е: и т.д.

Информация на дисках хранится в виде файлов.

Файлом

назы-

вается поименованная область памяти на диске, в которой хранят-

ся программы, данные, тексты, графическая информация и т.д.

Полное имя

файла в MS DOS содержит собственно имя файла

—

от одного до восьми символов, за которым может следовать рас-

ширение.

Расширение

имени начинается после точки и может либо отсут-

ствовать, либо включает от одного до трех символов. В качестве

символов в полном имени файла могут выступать: латинские бук-

вы:

А, В, ... , Z, цифры 0, 1, ... , 9 и некоторые специальные сим-

волы! @#$%

&()

—

{} '. Заглавные и строчные буквы в имени

не различаются между собой. Русские буквы в именах файлов ис-

пользовать не рекомендуется, как и символы " / \ [ ] : = + ; ,

с кодами, меньшими 20Н.

Запрещены и не могут использоваться в качестве имен или ти-

пов файлов некоторые трехбуквенные имена, зарезервированные

в MS DOS как имена устройств. К ним относятся:

AUX

—

имя дополнительного устройства ввода-вывода;

CON — имя клавиатуры при вводе или дисплея при выводе;

LPT1 ...LPT3

—

имена параллельных адаптеров;

СОМ1 ...COM3

—

имена последовательных адаптеров;

PRN — имя печатающего устройства;

NUL — имя фиктивного устройства, эмулирующего операции

вывода без реального вывода.

Расширение имени файла обычно обозначает

тип

файла.

MS DOS

общеприняты следующие стандартные расширения:

asm программа на языке Ассемблера;

bak копия файла, сделанная перед его изменением;

bas программа на языке Бейсик;

bat командный (batch) файл пакетной обработки;

с программа на языке СИ;

com выполняемая программа;

dat файл данных;

doc файл документов;

ехе выполняемая программа;

for программа на языке Фортран;

pas программа на языке Паскаль;

txt текстовый файл.

Команды MS DOS могут оперировать сразу группами файлов,

для обозначения которых используются

шаблоны

имен файлов, назы-

ваемые также глобальными или групповыми именами файлов. В шаб-

лонах используются символы * и ?. Символ * обозначает любое

число любых символов в имени или расширении файла. Например:

*.bas обозначает все файлы с расширением bas;

POPOV.* обозначает все файлы с именем POPOV;

*.* обозначает все файлы с любыми именами и расширениями.

Символ ? в шаблонах обозначает один произвольный символ

или его отсутствие, если ? находится после значащих символов.

Например, шаблон PETR77.txt обозначает все файлы с расши-

рением .txt, именем, начинающимся на PETR и содержащим от

четырех до шести символов.

Важным при работе в MS DOS является понятие спецификация

файла. Этот термин используется для обозначения имени файла в

формате:

[имя диска:] имя файла [.тип файла]

В квадратных скобках содержатся необязательные элементы. На

дисках файлы объединяются в каталоги (директории). Главный или

корневой каталог на каждом диске обозначается наклонной чер-

той «\». Этот каталог создается автоматически при форматирова-

нии диска. В корневом каталоге могут находиться файлы и другие

каталоги. Имена каталогов не содержат расширений и образуются

по тем же правилам, что и имена файлов. Каждый каталог может

содержать файлы и другие каталоги, называемые подкаталогами.

Тот каталог, который содержит подкаталоги, является надкатало-

гом или родительским каталогом. Такой способ организации и пред-

ставления информации называется иерархической файловой струк-

турой, которая представляет из себя «дерево». Например, эта струк-

тура может иметь следующий вид (рис. 1.7):

-GAMES-

tetris exe

USER-

-MARY-

TANYA-

PROGRAMS

lexicon exe

lexicon doc

- BASIC-

• autoexec bat

- command.com

text txt

• urok doc

doc txt

•DELO

• qbasic exe

basica.exe

-urok.bas

Рис.

1.7. Пример древовидной файловой структуры

В древовидной файловой структуре принято заглавными буква-

ми записывать имена каталогов, а строчными

—

имена файлов.

При использовании иерархической структуры MS DOS необхо-

димо указывать местоположение файлов в этой структуре. Для это-

го файлу дается подимя, или полная спецификация файла.

Формат подимени:

[имя диска:] [имя каталога]\[имя подкаталога]\имя файла[.тип]

Здесь необязательные элементы заключены в квадратные скобки.

Для некоторых файлов из приведенного выше дерева укажем их

подимена:

Имя файла Подимя

doc.txt C:\USER\TANYA\doc.txt

basica.exe C:\PROGRAMS\BASIC\basica.exe

Каталогу в иерархической структуре дается полное имя каталога,

которое содержит имена всех надкаталогов с указанием имени диска.

Для каждого файла хранится также информация о его размере

(длине) в байтах, о дате и времени создания.

Таким образом, с каждым файлом в DOS связываются:

• составное имя файла;

• дополнительные атрибуты файла;

• дата создания или изменения файла;

• время создания или изменения файла;

• длина файла.

Эти характеристики файла называются

атрибутами

файла. Дата

создания и время создания файла при его создании или обновле-

нии берутся из системных часов. Для изменения показания си-

стемных часов используются команды DOS: Data и Time. Размер

(size) файла указывается в байтах. У каждого файла имеются также

дополнительные атрибуты файла:

• R (read only) — только для чтения;

• A (archive) — архивный;

• Н (hidden) — скрытый;

• S (system) — системный.

Файловая структура усложняется по мере создания новых ката-

логов. В каждый новый каталог могут быть добавлены файлы, а

также новые подкаталоги. Любой файл можно найти путем пере-

мещения по какой-либо ветви дерева, начиная от корня, или, на-

оборот, поднятием по ветви дерева по направлению к корню. Суще-

ствуют определенные правила

формирования файловой

структуры

• каталог или файл может входить только в один каталог;

• на порядок следования файлов в каталоге никаких ограниче-

ний не налагается;

• допускается вхождение в разные каталоги файлов с одинако-

выми именами;

• глубина вложенности каталогов не ограничивается.