Файл: Основы автоматизации производства.doc

Программное обеспечение микроЭВМ по многим характеристикам напоминает программное обеспечение обычных ЭВМ и мини-ЭВМ, но имеет специфические особенности, которые обусловлены их архитектурой.

Программирование можно осуществить на машинном языке, языке ассемблера и языке высокого уровня.

Для небольших задач используется ручное программирование в машинных командах.

Программирование на языке ассемблера применяется для программирования на уровне команд. К достоинствам программирования на языке ассемблера можно отнести то, что символические коды легче воспринимаются и в них легко вносить изменения, а к недостаткам – то, что требуется специальная аппаратура проектирования, терминал и знание языка ассемблера.

Программирование на языке высокого уровня применяется для крупных программ. Такой язык легко адаптируется к различным ЭВМ.

На базе языка PL/1 для микроЭВМ разработан специальный язык PL/М, представляющий собой проблемно-ориентированный язык для описания прикладных задач и программирования микропроцессоров.

Контрольные вопросы и задания

1. Чем отличаются позиционные системы счисления от непозициоиных?

2. Дайте сравнительную оценку систем счисления, применяемых в ЭВМ.

3. Какие достоинства и недостатки характерны для двоичной системы счисления?

4. Перечислите общие правила перевода чисел из одной системы счисления в другую.

5. Преобразуйте число 135₁₀ по схеме (135)₁₀ → (135)₂ → (135)₈ → (135)₁₈ → (135)₁₀.

6. Дайте сравнительную оценку естественной и нормальной формам представления чисел.

7. Как производится нормализация числа?

8. Представьте десятично число 99 в двоичной системе счисления в прямом, обратном и дополнительном кодах.

9. Что называется алгоритмом решения задачи? Расскажите о формах записи алгоритмов.

10. Дайте сравнительную оценку уровней различия языков программирования.

11. Перечислите основные современные проблемно-ориентированные языки и дайте им характеристики.

12. На каких языках осуществляется программирование микроЭВМ?

13. Какие языки используют для программирования управляющих ЭВМ?

Глава 20. Внешние устройства микроЭвм

1. Классификация внешних устройств

По своему назначению внешние устройства подразделяются на устройства подготовки машиночитаемых носителей информации, устройства ввода-вывода информации, а также носители больших объемов данных (внешние накопители). Все перечисленные устройства могут использовать различные носители информации: перфокарты, перфоленты, бумажные рулоны, магнитные ленты и т. д.

К устройствам подготовки данных относятся перфоратор (карточный), ленточный перфоратор, а также различные виды счетно-перфорационных машин.

Устройства ввода-вывода информации могут быть однофункциональными и многофункциональными. Однофункциональные устройства используют либо на ввод информации, либо только на вывод. В многофункциональных устройствах функции ввода и вывода информации совмещены, т. е. они используются как для ввода информации, так и для ее вывода.

К внешним накопителям относятся накопитель на магнитной ленте, накопитель на магнитном диске, накопитель на магнитных картах.

В зависимости от способа обмена информации с ЭВМ внешние устройства различаются на дискретные и непрерывные.

Дискретные, или стартстопные, устройства после каждого запроса ввода-вывода передают определенную часть информации и возвращаются в исходное состояние. Так, например, работает телетайп.

Непрерывные устройства по одному запросу на ввод-вывод передает или принимает большой массив информации. Типичными представителями непрерывных устройств являются накопители на магнитных лентах или дисках.

2. Внешние запоминающие устройства

Для запоминания и хранения больших массивов данных в ЭВМ используются запоминающие устройства, основанные на принципе записи на движущийся магнитный носитель. Среди них наибольшее распространение получили накопители на магнитных лентах, дисках и картах.

Накопитель на магнитной ленте представляет собой устройство с последовательным доступом. Информация записывается при движении магнитной ленты под головкой, в обмотку которой поступает ток, сила которого достаточна для насыщения магнитного материала в том или ином направлении. Во время считывания изменение магнитного потока индуцирует в обмотке воспроизводящей головки электрический ток, соответствующий записанной информации.

Согласно международному стандарту в накопителях используют девятидорожечные магнитные ленты шириной 12,7 мм и длиной 750 м.

Накопители на магнитной ленте при наличии сменных кассет обладают практически неограниченной емкостью памяти, обеспечивают возможность обмена носителей между вычислительными центрами и высокую скорость обмена информации, имеют наиболее низкое отношение стоимости к информационному объему. Недостатками накопителей на магнитной ленте является малая надежность из-за возможности нарушений покрытий ленты и износа головок.

Устройства на магнитных дисках предназначены для хранения больших массивов информации. На дисках записывается операционная система вычислительной машины, библиотека программ, программы и т. п.

Носители информации – магнитные диски – обычно изготовляются из алюминия и имеют ферролаковое или кобальтвольфрамовое покрытие толщиной 2 мкм. Сам диск имеет толщину 1,27 мм. На обеих сторонах диска информация записывается по концентрическим магнитным дорожкам. Из дисков набираются пакеты.

В отличие от накопителей на магнитной ленте запись на диске осуществляется бесконтактным способом. Магнитные головки как бы «плавают» на воздушной подушке на расстоянии 2,5 ... 3 мкм от поверхности диска. Воздушная подушка создается потоком воздуха, увлекаемого поверхностью диска.

В мини- и микроЭВМ используются как стационарные дисковые пакеты, так и накопители на съемных и гибких дисках. В настоящее время разработан большой набор дисковых устройств с емкостью до 100 Мбайт для съемных и до 500 Мбайт – для стационарных дисковых накопителей. Различают гибкие магнитные диски размером 5 дюймов (диаметр диска 130 мм) и 8 дюймов (диаметр диска 200 мм).

В последние годы был разработан новый тип внешних запоминающих устройств большой емкостью с высокой экономичностью, т. е. накопитель на магнитной карте.

Магнитная карта представляет собой пластину из трехслойной композиции на основе пластмассы. Карта размером 356x83 мм изготовляется из полиэфирной смолы и имеет толщину 120 мкм. На пластину в виде узких полосок наносится магнитный слой толщиной 12 мкм. Затем пластина покрывается защитной полиэфирной пленкой, наличие которой предохраняет магнитную карту от механического изнашивания и позволяет использовать ее до 20 тыс. раз. Запись и считывание информации осуществляются магнитными головками. Информация на карте записывается на 56 дорожках, расположенных по ширине карты.

3. Устройства для связи эвм – оператор

Для организации оперативного взаимодействия оператор – машина используются дисплеи, устройства посимвольной и построчной печати, телетайпы, устройства считывания с перфолент и перфокарт, графопостроители и т. п.

Дисплей – устройство отображения информации на экране электронно-лучевой трубки. По способу представления информации на экране дисплеи подразделяются на алфавитно-цифровые и графические. Алфавитно-цифровые дисплеи используют для вывода текстовой и цифровой информации, а графические – для представления на экране сложных графических форм.

Устройство отображения, т. е. терминалы, построенные на основе дисплеев, позволяют оперативно выводить алфавитно-цифровую и графическую информацию в ЭВМ с помощью клавиатуры или светового пера. Его работой управляет микропроцессор.

Устройства построчной и посимвольной печати используются для вывода информации. Непосредственное нанесение символьной и числовой информации на бумажный носитель позволяет оператору легко воспринимать результаты работы ЭВМ без каких-либо преобразователей.

По методу нанесения печатных знаков на носитель информации печатающие устройства делятся на устройства ударного действия и регистрирующие устройства безударного действия.

В печатающих устройствах ударного действия изображение символа цифровой или символьной информации формируется в результате механического удара печатающего молоточка по шрифтоносителю с одновременным нанесением красящего вещества, например ударом через красящую ленту. В безударных печатающих устройствах для нанесения символьной и цифровой информации используют фотографические, фототермические, электрохимические и другие методы регистрации.

По принципу работы печатающие устройства подразделяются на два типа: построчные печатающие устройства и печатающие устройства с последовательной печатью каждого символу.

Принцип построения построчного печатающего устройства с непрерывно вращающимся шрифтоносителем в виде совокупности печатающих колес 4 показан на рис. 154, а. По окружности колеса нанесены все символы, выполненные в виде выпуклых фигур. Отпечатки символов остаются на носителе информации 2 при ударе печатающего молоточка 1 через бумагу и красящую ленту 3 по какой-либо фигуре (символу) на печатающем колесе. За один оборот печатающего колеса можно напечатать всю строку. Бумажный носитель останавливается во время нанесения символов строки.