Курсова робота
ЗАВДАННЯ ДО КУРОСОВОЇ РОБОТИ
Варіант 3
Згідно з номером свого варіанта виконати курсову роботу у слідкуючій послідовності:
1. Розкрити тему - динамічна пам'ять, принципи її організації і роботи.
2. Розкрити тему «Представлення даних в ЕОМ».
3. Використовуючи таблицю ASCII кодів перекладіть своє прізвище або ім’я (але менш чим 5 літер) у послідовність цифр 16-річної системи числення, а потім у послідовність двійкових біт.
4. Користуючись викладеним теоретичним матеріалом доповніть послідовність двійкових біт бітами коду Хемінга.
5. Змініть значення N-ного біту отриманої послідовності на протилежне та покажіть можливість його відновлення (де N – це ваш номер за журналом академічної групи). У доповнення до N-того біту також змініть на протилежне значення (35 – N) біту. Чи є можливість тепер відновити інформацію? Наведіть пояснення.
6. Написати програму, яка дозволяє кодувати слова довжиною до 10 літер за схемою «ASCII-код → двійковий код → код Хемінга».
7. Написати програму, яка дозволяє знаходити одну помилку в двійковій послідовності коду Хемінга та відновлювати її. Програма також має бути спроможною робити перетворення за схемою «код Хемінга → двійковий код → ASCII-код». Перевірте її роботу, застосовуючи результати з попереднього завдання.
РЕФЕРАТ
Помилки у збережених даних можуть виникати з різних причин. Наприклад, сплеск напруги електроживлення обумовлює помилки в оперативній пам'яті, а порушення властивостей магнітного носія при нагріванні, електромагнітному або механічному впливі веде до зміни збереженої інформації на дисках, дискетах і магнітній стрічці. Для захисту від таких помилок використовуються коди, що можуть виявляти та виправляти помилки. При цьому кожному слову в пам'яті особливим образом додаються додаткові біти. Коли слово зчитується додаткові біти застосовуються для перевірки наявності помилок. Такі коди використовують збереження цілісності даних.
Для практичного застосування і розуміння суті збереження даних в пам’ті комп’ютера необхідне усвідомлення кола завдань, які можуть бути вирішені за допомогою кодів Хемінга. Для цього необхідним є розуміння базових принципів побудови та функціонування алгоритмів розпізнавання та виправлення помилок в кодових послідовностях.
Предметом розгляду даної курсової роботи є коди Хемінга – принципи функціонування у поєднанні з функціональними можливостями на прикладі простих кодів Хемінга.
Курсова робота містить 47 сторінок друкованого тексту, 10 малюнків, 12 таблиць, 3 формули, та 1 додаток. Використано 12 літературних джерел.
Текст документу набрано та відформатовано за допомогою текстового процесора Word 2007 фірми Microsoft.
Ключові слова: запам’ятовуючий пристрій, нагромаджувач, елемент пам’яті, кеш-пам’ять, пам’ять з прямою адресною вибіркою, субмікронна технологія, швидкодія.
ЗМІСТ
ПЕРЕЛІК УМОВНИХ ПОЗНАЧЕНЬ, СИМВОЛІВ І НЕСТАНДАРТНИХ СКОРОЧЕНЬ
ВСТУП
1 ТЕОРЕТИЧНА ЧАСТИНА.
1.1 Динамічна памя'ть, принципи її організації і роботи
1.2 Представлення даних в ЕОМ
2 ПРАКТИЧНА ЧАСТИНА
2.1 Переклад символів імені у послідовність цифр 16-річної системи числення
2.2 Доповнення послідовності двійковими бітами коду Хемінга
2.3 Заміна на протилежне значення біту і можливість його виправлення
2.4 Написання програми кодування слова
ВИСНОВКИ
ЛІТЕРАТУРНІ ДЖЕРЕЛА
ДОДАТОК А. Текст програми
ПЕРЕЛІК УМОВНИХ ПОЗНАЧЕНЬ, СИМВОЛІВ І НЕСТАНДАРТНИХ СКОРОЧЕНЬ
АЛП – арифметико-логічний пристрій
ASCII – American Standard Code for Information Interchange – американський стандартний код для обміну інформацією
ВІС – висока ступінь інтеграції
ДШу – дешифратор
DRAM – Dynamic Random Access Memory – динамічна пам’ять із довільним доступом.
ЗП – запам’ятовуючий пристрій
ЕОМ – електронно-обчислювальна машина
ЕП – елемент пам’яті
ЛЗЗ – лінії запису-зчитування
ОЗП – оперативний запам’ятовуючий пристрій
ППЗП – перепрограмованою запам’ятовуючий пристрій
ПК – персональний комп’ютер
ША – шина адреси (адресна шина)
ШД – шина даних
ШК – шина керування
КП – кеш-пам’ять
РПЗП – репрограмований запам’ятовуючий пристрій
ФЗЗ – формувачів сигналу запису-зчитування
CPU – Central Processing Unit – центральний процесор.
RAM – Random Access Mеmory – пам’ять із довільним доступом.
ROM – Read-Only Memory – пам’ять тільки для читання.
SDRAM – Synchronous Dynamic Random Access Memory – синхронна динамічна пам’ять з довільним доступом.
SRAM – Static Random Access Memory – статична пам’ять із довільним доступом.
ВСТУП
Інформація як відомості про об’єкт або явище відображається у вигляді конкретних даних, що представлені у буквенно-цифровій, числовій, текстовій, звуковій, графічній або іншій зафіксованій формі. Дані можуть передаватися, оброблятися, зберігатися.
Інформацію (повідомлення) можна виразити в різноманітних формах: від природних для людини сигналів (звуків, жестів) до їх письмових позначень. Наочним прикладом перетворення форми подання інформації може бути переклад з однієї природної мови спілкування на іншу.Для запису слів використовується алфавіт – набір символів, що дозволяє кожному слову поставити у відповідність визначену послідовність символів – літер, тобто можна сказати, що кожне слово кодується.
Залежно від того, де і яким чином представляється інформація, використовується відповідне кодування. Так для запису (кодування) чисел в десятковій системі числення використовуються 10 символів. Для запису слів літери.
Для кодування інформації в комп’ютері найзручніше (з технічних причин) використовувати мову, алфавіт якої містить всього два символи. Їх умовно позначають нулем та одиницею, а мову цю називають мовою двійкових кодів. За допомогою цих символів можна представити все розмаїття інформації. Одиницею виміру інформації є біт – він позначає «місце», на яке можна „записати” 0 або 1.
В комп’ютерах інформація кодується відповідно до алфавіту двійкових чисел – кодової таблиці. За загальноприйнятим стандартом ASCII (американський стандарт для обміну інформацією) кодами від 32 до 127 записуються цифри та літери англійського алфавіту, з 128 символу – кодування символів національних алфавітів, деяких математичних знаків тощо.
При кодуванні відбувається перетворення елементів даних у відповідні їм числа – кодові символи. Кожному елементу відповідає унікальна сукупність кодових символів, яка називається кодовою комбінацією. Множина можливих кодових символів називається кодовим алфавітом, а їхня кількість m – є основою коду.
Щоб із закодованої послідовності символів отримати інформацію, треба знати принцип кодування алфавіту, тобто знати, що означає кожен символ. І якщо ми маємо такий алфавіт, то процес отримання інформації із закодованої називається декодуванням.
У сучасному світі збереження інформації відіграє дуже важливу роль. Методи кодування і декодування являють собою інструменти, за допомогою яких інформація перетинає кілометри різної відстані, не втрачаючи первинний образ. Таким чином, на даному етапі розвитку сучасних технологій у сфері збереження інформації,на перший план виходять методи і принципи підвищення конфіденційність і збереження даних.
У даній курсовій роботі розглядаються питання, що до основних принципів і методів організації пам'ті комп'ютера та представлення в ній даних. Також піднімаються питання практичного усвідомлення процесів кодування, декодування та виправлення помилок у кодах даних.
1 ТЕОРЕТИЧНА ЧАСТИНА
1.1 Динамічна пам’ять, принципи її організації і роботи
Однією з головних задач субмікронної технології ВІС є формування структур швидкодіючих запам’ятовуючих пристроїв (ЗП) з інформаційною ємністю більше 1 М на кристалі. Саме підвищення ступені інтеграції ВІС супроводжується зменшенням площі комірки пам’яті та споживаної потужності. Проведене моделювання дозволяє зробити висновок, що при зменшенні розмірів елементів в 1/n раз, степінь інтеграції зростає в n2 разів. Мінімальним елементом для формування структур ЗП ємністю 1М є розмір 0,8-1 мкм. Подальше зменшення розмірів елементів обмежується наступними факторами:
1) при рівності нулю напруги на затворі ключового транзистора повної відсічки не проходить, бо це вимагає подачі нульової порогової напруги (UT 0), яка залежить тільки від ступені легування підкладки і температури;
2) при зниженні напруги живлення виникають проблеми, зв’язані з явищем „короткого” каналу і інжекції гарячих електронів в під затворний діелектрик;
3) рівень порогової напруги обмежується напругою плоских зон UFB, величина якої визначається матеріалом електрода затвора та постійним зарядом в підзатворному діелектрику транзистора;
4) при співударі однієї α- частинки заряд на затворі змінюється на 0,03 пКл і для того, щоб цей заряд не змінював потенціала динамічних конденсаторів пам’яті більше, ніж на 1 В, необхідно ємність такого конденсатора зробити не меншою 0,03 пФ. Тому для подальшого підвищення ступені інтеграції ВІС простого зменшення елементів недостатньо і треба також удосконалювати як технологію формування елементів структур пам’яті, так і конструкцію самої комірки структури. Проте дане питання недостатньо висвітлене в літературі і потребує певних уточнень.
Відомо, що важливі параметри ЗП - швидкодія і споживана потужність визначаються часом доступу до даних, а в більшості ЗП використовується тільки адресний доступ. Такі ЗП є найбільш проробленими і широко використовуються в мікропроцесорних системах управління. Тому в даній статті розглянемо їх конструкторсько-технологічні особливості в рамках субмікронної технології формування їх структур. Всі адресні ЗП діляться на RAM i ROM або їх ще називають оперативними ЗП (ОЗП) і постійними ЗП (ПЗП). Оперативні ЗП зберігають дані, які приймають участь в обміні при виконанні текучої програми, і можуть бути змінені в любий момент часу. В ПЗП така вже зміна не передбачається і її використовують як пам’ять для читання. Якщо такі дані в ПЗП міняються, то її вже називають репрограмованою (РПЗП) або перепрограмованою ППЗП.