Датчики давления разряженных газов.
Выделяют:
1. Электронный (ионизационный) монометрический преобразователь
2. Магнитный электроразрядный монометрический преобразователь
ü см.: Розанов Л.Н.// «Вакуумная техника» /Москва/1990
Фоточувствительные датчики используются также для измерения несветовых величин:
1. для бесконтактного измерения высоких температур
2. для измерения частоты вращения объекта
3. для измерения концентрации различных растворов
Глава 7: Структура ЭВМ.
В этом разделе будут рассмотрены принципы работы и состав компьютера. Впервые принципы организации вычислительных машин были основаны в 1948 году Фон- Нейманом.
7.1. 5 принципов:
1. Принцип программного управления работы компьютера.
ü программа состоит из определённых команд, каждая из которых осуществляет единичный акт преобразования информации
2. Принцип условного перехода.
ü здесь имеется ввиду возможность перехода на тот или иной участок программы в зависимости от результата выполнения команды
ü позволяет организовать циклы с автоматическим завершением и различные итерационные процессы
ü реализация этого принципа позволяет существенно сократить количество команд программы
3. Принцип хранимой программы.
ü т.е. команды представляются в числовой форме и хранятся в оперативной памяти вместе с данными
ü этот принцип позволяет модифицировать программу в процессе её выполнения, а также использовать различные режимы адресации
ü в архиваторе Фон-Неймана команды и данные выбираются последовательно (сейчас существуют и другие, например Гарвардская)
4. Принцип использования двоичной системы исчисления.
ü позволяет существенно упростить структуру компьютера
5. Принцип иерархического построения запоминающего устройства.
ü т.е. память компьютера состоит из быстродействующей оперативной памяти малой ёмкости и из медленнодействующей внешней памяти большей ёмкости
· первый ламповый компьютер – 1939 г. США – Джон Атаносов
· 1945 г. США ENIAC
Компьютер, построенный на принципах Фон-Неймана, обязательно содержит:
1. АЛУ – арифметико-логическое устройство
2. УУ – устройство управления
3. ЗУ = ОЗУ + ВЗУ – запоминающее устройство
4. УВ – устройство ввода
5. УВ – устройство вывода
· АЛУ и УУ вместе с дополнительными регистрами и соединяющими их информативными шинами образуют процессор компьютера; обычно его называют центральным процессором для того, чтобы отличить от процессоров, используемых в котроллерах внешних устройств (к примеру)
· под регистром понимают блок памяти малой ёмкости (статическая, триерная памяти)
· изобразим структуру компьютера на базе магистральной шины – магистрально-шинная структура; её суть заключается в том, что все основные устройства компьютера включая процессор, оперативную и постоянную памяти, внешние устройства подключаются к единой многопроводной шине, которую они используют для обмена информацией
· каждое устройство подсоединяется к магистральной шине с помощью контролера
АЛУ – предназначено для выполнения арифметических, логических операций и операций сдвига
· к логическим операциям относят операции поразрядного логического умножения/сложения/отрицания, исключающее «или»
· к операциям сдвига относятся операции логического и арифметического сдвига
· процессор способен выполнять операции циклического сдвига
УУ – организует автоматическое управление программы; его главная функция – перевод первичной командной информации (заданной в программе) в управляющие импульсы или микрокоманды
· УУ обеспечивает загрузку программ и данных в память компьютера; выборку команд из памяти компьютера и их дешифровку/декодирование; выборку операндов из памяти и выполнение над ними операций и запись результатов в регистр процессора или ячейку оперативной памяти (минимально возможная единица, к которой может обратиться процессор – 1 байт)
· УУ подразделяют на:
o специализированные
o универсальные
· в специализированных устройствах (устройствах с жёсткой логикой) логика работы реализована аппаратно на логических схемах, соответствующих системе связи
· в универсальных устройствах логика работы содержится в микропрограмме, которая сохранена в памяти микрокоманд (ПЗУ) и может быть изменена
· УУ простейшего процессора обязательно содержит 2 регистра:
1. РК – регистр команд
2. СК – счётчик команд
· в РК сохранены команды, непосредственно выполняемые процессором
· в СК сохранен адрес следующей команды программы
· машинная команда сохраняет информацию о коде операций, определяющем
выполняемое действие (сложение, ссылка, переход и т.д.); о режимах адресации; адреса операндов; возможно, сам операнд; и код анализируемых признаков для команд условного перехода
· вся эта информация сохраняется в соответствующих полях команды
В большинстве случаев операнды в командах задаются их адресами, но могут быть указаны и непосредственно.
- если в адресном поле команды находится сам операнд, то это режим непосредственных адресаций
- если в адресном поле команды указан адрес ячейки, в которой содержится операнд, то это прямая, абсолютная адресация
- если в адресном поле находится адрес регистра процессора – регистровая адресация
- также используется косвенная адресация, если в адресном поле команды находится адрес
- если в адресном поле команды находится номер регистра процессора, в котором содержится действительный адрес операнда – регистрово-косвенная адресация
- возможна и неявная адресация, при которой один или несколько операндов находятся в фиксированном для данной команды месте и поэтому не требуется явных указателей
- при относительной адресации действительный адрес вычисляется как Σ содержимого адресного поля команды и содержимого счётчика команды
Основные режимы адресации типа Pentium:
- непосредственная адресация
- регистровая адресация
- прямая или абсолютная адресация
- регистровокосвенная (базовая) адресация
- базовая со смещением и индексная со смещением
- индексная с масштабированием и смещением
- базовая индексная со смещением
- базовая индексная с масштабированием
- базовая индексная с масштабированием и смещением
- относительная (команды передачи управления)
Зачем нужно столько режимов?
- для того чтобы гибко использовать регистры процессоров и тем самым существенно сократить число обращений к операндам
- чтобы уменьшить длину команды и тем самым сократить время её пересылки в процессорах
Первые команды были 4-х адресными, их команда содержала: код операций, адрес первого и второго операндов; адрес, по которому засылался результат, адрес следующей программы команды. С появлением счётчика команд стали возможны 3-х адресные команды. С появлением операндов с произвольным доступом или с произвольной выборкой стали возможны 2-х адресные команды, у которых результат выполнения команды засылался по адресу одного из операндов. Выполнялись эти команды очень медленно → введение в процессор регистров для временного хранения операндов и промежуточных результатов (удалось значительно сократить число обращений).
С введением РОНа стали возможны более быстрые команды (регистр – память и регистр - регистр). Современные компьютеры включают команды с неявной адресацией, 1 -адресные и 2-х адресные команды, причём у 2хх адресных команд, нет – адрес-адрес.