Файл: Цель занятия закрепление знаний о технических средствах информационных технологий, формирование умения применять их. Задания для самостоятельной работы Задание 1.docx

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 19.03.2024

Просмотров: 22

Скачиваний: 3

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Самостоятельная работа по теме 2.3

Цель занятия: закрепление знаний о технических средствах информационных технологий, формирование умения применять их.

Задания для самостоятельной работы:

Задание 1. Опишите достоинства и недостатки фоннеймановской архитектуры. Опишите алгоритм решения проблем фоннеймановской архитектуры ЭВМ. 

Принстонская также называется архитектурой фон Неймана. Современные процессоры общего назначения используют достоинства обеих архитектур. Для высокоскоростной работы с данными используется кэш память процессора, делящаяся на память команд и память данных. Большие массивы данных и программ перекачиваются для хранения в кэши последующих уровней и в конце концов в оперативную память, расположенную отдельно от процессора на материнской плате компьютера.

В качестве недостатка архитектуры фон Неймана можно назвать возможность непреднамеренного нарушения работоспособности системы (программные ошибки) и преднамеренное уничтожение ее работы (вирусные атаки).

Совместное использование шины для памяти программ и памяти данных приводит к узкому месту архитектуры фон Неймана, а именно ограничению пропускной способности между процессором и памятью по сравнению с объёмом памяти. Из-за того, что память программ и память данных не могут быть доступны в одно и то же время, пропускная способность канала «процессор-память» и скорость работы памяти существенно ограничивают скорость работы процессора — гораздо сильнее, чем если бы программы и данные хранились в разных местах.

Данная проблема решается совершенствованием систем кэширования, что в свою очередь усложняет архитектуру систем и увеличивает риск возникновения побочных ошибок (например, в 2017 году были обнаружены уязвимости Meltdown и Spectre, присутствовавшие в современных процессорах в течение десятилетий, но не обнаруженные ранее из-за сложности современных вычислительных систем и, в частности, их взаимодействия с кэш-памятью).

Задание 2. Составьте и заполните таблицу «Типы SIMD».   

№№
Типы SIMD
Характеристики

1
DEC Alpha — Motion Video Instructions (MVI)

 
4-разрядный RISC микропроцессор, первоначально разработанный и произведённый компанией DEC, которая использовала его в собственной линейке рабочих станций и серверов. Микропроцессор был создан для компьютеров, которые планировались на смену серии VAX и изначально поддерживался операционными системами VMS и DEC OSF/1 AXP (в 1995 году переименована в Digital UNIX, после покупки DEC компанией Compaq переименована в Tru64 UNIX) 

2
IBM PowerPC: AltiVec
набор SIMD (векторных) инструкций для работы с числами одинарной точности с плавающей запятой и целочисленной арифметикой, разработанный и принадлежащий Apple Computer, IBM и Motorola (известных, как AIM). AltiVec реализован в различных версиях процессоров PowerPC, как производства Motorola (G4), так и производства IBM (G5). 

3
 HP's PA-RISC Multimedia Acceleration eXtensions (MAX)
набор процессорных инструкций, расширение системы команд Hewlett-Packard PA-RISC. Разработан для улучшения производительности в мультимедийных приложениях, которые начали преобладать в 1990-х годах. Команды MAX оперируют 32-х или 64-битными SIMD типами данных, состоящими из множества 16-битных значений, которые был упакованы и находились в регистрах общего назначения. Набор функциональных возможностей включал различные виды сложения, вычитания и сдвигов. 

4
 Intel: MMX, iwMMXt, SSE, SSE2, SSE3, SSSE3, SSE4.x, AVX, 
 MMX (Multimedia Extensions — мультимедийные расширения) — коммерческое название дополнительного SIMD-набора инструкций, разработанного компанией Intel и впервые представленного в 1997 году одновременно с линией процессоров Pentium MMX. Набор инструкций был предназначен для ускорения процессов кодирования/декодирования потоковых аудио- и видеоданных. Является развитием технологий, предложенных в микропроцессоре i860[1]. Разработан в лаборатории Intel в Хайфе, Израиль, в первой половине 1990-х

5
AMD: 3DNow!

 
дополнительное расширение MMX для процессоров AMD, начиная с AMD K6 3D. Причиной создания 3DNow! послужило стремление завоевать превосходство над процессорами производства компании Intel в области обработки мультимедийных данных. 

 

6
ARC: ARC Video subsystem
ARC – является функцией HDMI, которая встроена во многие виды электроники. Использует одно соединение HDMI для того, чтобы отправлять аудио с телевизора на колонки или ресивер.

7
SPARC: VIS, VIS2
система команд SIMD для микропроцессоров SPARC V9, VIS повторно использует существующие 64-битные регистры с плавающей точкой для хранения 8, 16 и 32-битных целочисленных значений. В этом смысле VIS более похожа на MMX, чем на другие SIMD-архитектуры, такие как SSE/SSE2/AltiVec. Однако MMX от Intel разделяет только 8 регистров с устройством с плавающей точкой, тогда как процессоры SPARC обычно имеют значительно большее количество регистров (одна из характеристик RISC архитектуры).

8
Sun: MAJC
MAJC (Microprocessor Architecture for Java Computing)-это многоядерный, многопоточный, очень длинный микропроцессор Sun Microsystems, разработанный в середине-конце 1990-х годов. Первоначально названный процессором UltraJava, процессор MAJC был ориентирован на запуск Java-программ, "поздняя компиляция" которых позволила Sun принять несколько благоприятных проектных решений.

9
ARM: NEON
ARM NEON также называется Advanced SIMD или «  МЭП  » (от английского обработки медиа двигатель , буквально «медиа - вычислений двигатель») представляет собой тип вычислительного блока SIMD , ускорения расчетов типа DSP , появилась в 2009 году , и интегрированы в ARM Cortex-A серия микропроцессоров , архитектура ARMv7A . Он включает в себя определенные принципы предыдущих ARM SIMD, но обеспечивает в 3 раза большую производительность, чем у процессора VFP (что означает «вектор с плавающей запятой» для векторной плавающей запятой), представленного в ARMv5 (VFPv2), и в два раза больше, чем у SIMD, реализованного в ARMv6 в дополнение к модулю VFP. В архитектуре ARMv7 VFP заменен на VFPv3 (VFPlite для версии Cortex-A8 r1p1), а SIMD - на Advanced SIMD или NEON.

10
MIPS: MDMX (MaDMaX), MIPS-3D
MIPS (сокращение от названия соответствующего проекта Стэнфордского университета англ. Microprocessor without Interlocked Pipeline Stages[1]) — система команд и микропроцессорных архитектур, разработанных компанией MIPS Computer Systems (в настоящее время Wave Computing[2]) в соответствии с концепцией проектирования процессоров RISC (то есть для процессоров с упрощенным набором команд). Ранние модели процессора имели 32-битную структуру, позднее появились его 64-битные версии. Существует множество модификаций процессора, включая MIPS I, MIPS II, MIPS III, MIPS IV, MIPS V, MIPS32 и MIPS64, из них действующими являются MIPS32 (для 32-битной реализации) и MIPS64 (для 64-битной реализации). MIPS32 и MIPS64 определяют как набор регистров управления, так и набор команд.

11
RISC-V: P-extension
открытая и свободная система команд и процессорная архитектура на основе концепции RISC[1] для микропроцессоров и микроконтроллеров. Спецификация доступна для свободного и бесплатного использования, включая коммерческие реализации непосредственно в кремнии или конфигурировании ПЛИС. Имеет встроенные возможности для расширения списка команд и подходит для широкого круга применений.

Задание 3. Опишите назначение и виды манипулятора мышь. 

Манипуля́тор «мышь» (в обиходе просто «мышь» или «мышка») — одно из указательных устройств ввода (англ. pointing device), обеспечивающих интерфейс пользователя с компьютером.

Мышь воспринимает своё перемещение в рабочей плоскости (обычно — на участке поверхности стола) и передаёт эту информацию компьютеру. Программа, работающая на компьютере, в ответ на перемещение мыши производит на экране действие, отвечающее направлению и расстоянию этого перемещения. В универсальных интерфейсах (например, в оконных) с помощью мыши пользователь управляет специальным курсором — указателем — манипулятором элементами интерфейса. Иногда используется ввод команд мышью без участия видимых элементов интерфейса программы: при помощи анализа движений мыши. Такой способ получил название «жесты мышью» (англ. mouse gestures).

В дополнение к детектору перемещения, мышь имеет от одной до трёх и более кнопок, а также дополнительные элементы управления (колёса прокрутки, потенциометры, джойстики, трекболы, клавиши и т. п.), действие которых обычно связывается с текущим положением курсора (или составляющих специфического интерфейса).

По способу считывания информации:

•Оптико-механические – шарик передает команды роликам тем самым управляет курсором.

•Оптические – основаны на светодиоде

По способу соединения:

•Проводные

•Беспроводные

Задание 4. Составьте таблицу «Виды и основные характеристики мониторов». 

№№
Виды мониторов
Характеристики

1
ЭЛТ-МОНИТОРЫ

 
 В этих мониторах используют электронно-лучевые трубки (кинескопы). Технология была запатентована в 1897 году, а в 1906 она помогла впервые вывести изображение на экран. Как это работает:

  1. Заднюю стенку экрана покрывают люминофором — веществом, начинающим светиться после попадания на него электронов.

  2. Электроны формируют 3 пушки, установленные в вакуумной колбе, расположенной в основании дисплея.

  3. Каждая пушка выстреливает определенным цветом: красным, зеленым, синим (RGB). Они проходят через теневую маску, которая не дает одному цвету засветить другой. Направление “выстрелов” корректируют магниты, установленные вокруг пушек.

  4. Поскольку условный луч один, изображение формируется построчно сверху вниз и слева направо.

ЭЛТ-мониторы с высокой частотой развертки (Гц), ценятся среди геймеров и киноманов за счет минимальной задержки.

2
ЖК-МОНИТОРЫ (LCD)

 
 В основе этой технологии лежат жидкие кристаллы, открытые в 1888 году. Первые попытки с их помощью вывести изображение были приняты в 1960-ых, но получалось добиться только монохромной картины. В 1987 компания Sharp выпустила первый цветной экран с использованием LCD. Об особенностях работы:

  1. Жидкокристаллические экраны состоят из нескольких слоев, основными из них являются 2 стекла (поляризаторы), между которыми нанесен слой жидких кристаллов.

  2. В экране размещают люминесцентную лампу, свет от который с помощью световода равномерно распределяется по всей диагонали монитора и направляет лучи в сторону пользователя.

  3. Свет проходит через первый становясь поляризованным.

  4. Далее, свет проходит через слой жидких кристаллов, которые направляют его на второй поляризатор. Оттуда он попадает на цветной фильтр красного, зеленого или синего цвета, создавая соответствующее изображение для 1 пикселя.

Положение жидких кристаллов определяют транзисторы, ток на которые подает специальная микросхема — все это для каждого из миллионов пикселей на мониторе. Является основным видом мониторов, но с разными типами матриц.

3
ПЛАЗМЕННЫЕ-МОНИТОРЫ (PDP)

 
 Внешне, плазменные мониторы не отличаются от жидкокристаллических, но используют совершенно другую технологию воспроизведения картинки:

  1. Основной модуль экрана состоит из двух стекол, наполненных пикселями.

  2. Пиксели делятся на 3 субпикселя: красный, зеленый, синий. Все они заполнены газом, которые при подаче на него электрического тока запускают движение свободных электронов, образуя плазму.

  3. Остывая, плазма возвращается в газообразное состояние. Вместе с ней это делают электроны, которые излишек полученной энергии преобразуют в ультрафиолетовые лучи.

  4. Ультрафиолетовые лучи возбуждают субпиксели, на стенки которых нанесен специальный раствор. Из-за этого они начинают светиться, образуя изображение.

4
LED-МОНИТОРЫ

 
Это прямое развитие ЖК-панелей, где вместо люминесцентных ламп используют светодиоды. Источники света могут располагать как по краям панели, так и по всей ее площади, избегая засветов. 

5
OLED-МОНИТОРЫ

 
 Технология кардинально отличается от конкурирующей ЖК/LED и имеет больше общего с плазменной панелью. Принцип работы следующий:

  1. Органическую пленку на углеродной основе вставляют между двумя панелями, проводящими электрический ток.

  2. При подаче электричества на пиксель, тот источает красное, зеленое или синее свечение.

Главное отличие от других технологий в том, что все пиксели излучают свет независимо друг от друга. Проблемы с такими панелями в неравномерной работе пикселей: один может оказаться ярче второго, третий темнее и подобное. Это заставляет производителей добавлять субпиксели или расставлять пиксели в особом порядке.

6
QLED-МОНИТОРЫ
Это вариация ранее упомянутых LED-мониторов. Все отличие сводится к установке дополнительного слоя — представляет собой металлический нанофильтр на основе квантовых точек. Последние, поглощают излучение светодиодов и транслируют его с четко выверенной длиной волны, которую определяет размер точки, и цвета не смешиваются.

Как итог, пользователи получают более насыщенные и яркие цвета. Относительно названия — его придумала и запатентовала Samsung, хотя у LG есть аналог названный NanoCell.

 

Задание 5. Изучите свой ПК. Опишите вид монитора и его характеристики.

ЖК-экран; Тип экрана - TN+film; Диагональ экрана - 17.3"; Разрешение экрана -
1600x900; Название формата - HD+; Плотность пикселей - 106.1 PPI; Покрытие экрана - глянцевое.

Смотрите также файлы