Учебное пособие – Саратов : Научная книга, 2009. – 212 стр.: ил. ISBN 978-5-9758-1140-0Учебное пособие дает целостное представление о структуре и взаимодействии основных узлов современного компьютера, о работе некоторых периферийных устройств. Предназначено для студентов направлений 210100 «Электроника и микроэлектроника» и 200300 «Биомедицинская инженерия», а также специальностей 200104 «Микроэлектроника и твердотельная электроника», 220501 «Управление качеством», 210601 «Нанотехнологии в электронике», 150601 «Материаловедение и технология новых материалов», обучающихся на факультете нано- и биомедицинских технологий Саратовского государственного университета им. Н.Г. Чернышевского и других вузов.
Может быть полезно для начинающих и опытных программистов, а также для школьников старших классов.Содержание учебного пособия:
История и развитие вычислительной техники.
Развитие электронной и вычислительной техники. Классификация компьютеров. Пути решения стоящих проблем.
Архитектура фон Неймана
Машина фон Неймана. Основные блоки машины фон Неймана. Система счисления. Принцип хранимой программы. Выполнение программы машиной фон Неймана.
Системы счисления
Понятие системы счисления. Позиционный принцип в системе счисления. Связь между системами счисления. Выбор оптимальной системы счисления. Взаимосвязь между системами счисления с основаниями «2», «8» и «16». Двоичная арифметика. Другие системы счисления. Представление отрицательных чисел в троичной уравновешенной системе счисления. Перевод целых десятичных чисел в троичную уравновешенную систему счисления.
Представление чисел в компьютере
Представление целых чисел. Сложение знаковых целых чисел. Умножение целых чисел. Представление вещественных чисел. Вещественная арифметика. Запись чисел в файле данных.
Алгебра логики и логические функции
Основные положения алгебры логики. Законы логики. Упрощение логических выражений. Представление логических функций. Запись логической функции по таблице.
Способ записи СДНФ по СКНФ и обратно.
Логические сигналы и логические микросхемы
Сферы применения компьютера. Компьютер как средство обработки информации. Логические микросхемы. Параметры цифрового сигнала. Потенциальные и импульсные сигналы. Базовые логические элементы. Схемотехника логических элементов. Построение логической схемы.
Комбинационные логические схемы. Часть 1
Дешифратор. Демультиплексоры. Мультиплексоры. Шифратор. Сумматор.
Комбинационные логические схемы. Часть 2
Схемы контроля четности. Передача данных по линии связи. Схемы равнозначности кодов. Арифметико-логические устройства (АЛУ). Знакогенераторы и индикаторные устройства. Шинная структура ЭВМ. Буферные усилители и приемопередатчики.
Схемы с памятью
RS-триггер. Применение RS-триггера. Синхронный RS-триггер. D-триггер. JK-триггер.
Регистры и запоминающие устройства
Регистры. Регистры для хранения данных. Регистры сдвига. Двоичный счет. Запоминающие устройства.
Постоянные запоминающие устройства
Простейшие ПЗУ. EPROM. EEPROM. Флэш-память. Организация flash-памяти. Многоуровневые ячейки.
Особенности архитектуры современных ЭВМ
Блок-схема современной однопроцессорной ЭВМ. Развитие архитектуры вычислительных машин. Отличия современного компьютера. Конвейерная обработка данных. Организация прерываний. Hyper Threading Technology. MMX. SSE. Другие технологии.
Интерфейсы вычислительных систем
Организация ввода-вывода информации в ЭВМ. Организация последовательной передачи информации. Стандарт RS232C. Структура интерфейса принтера (стандарт Centronics). Стандарт USB. Подключение устройств USB1.1
Передача сигналов данных при обмене информацией по USB1.1
Периферийные устройства
Устройства ввода. Устройства вывода. Представления о цвете и цветовом зрении. Теория цветового зрения. Представление цвета в пространстве RGB и отображение информации на экране монитора. Представление цвета при печати и цветной принтер.
Устройство и работа сканера
История сканера. Классификация сканеров. Программное обеспечение для сканирования. Основные принципы работы сканера. Физика приборов с зарядовой связью. Трехтактный регистр сдвига на ПЗС. Двухтактный регистр сдвига на ПЗС. Формирователь сигналов изображения при сканировании. Параметры сканеров.
