Шпаргалка по Цифровому устройству (стр. 6 из 9)

Оптические накопители

В 1972 г. компания Phllips продемонстрировала систему Video Long Play. В ней был использован для записи данных принцип "засечек". Он стал началом развития CD-, а в дальнейшем и DVD-технологий. Первый стандарт оптических накопителей CD-ROM, включающий систему записи на компакт-диск произвольных цифровых данных, разработан в 1984 г. фирмами Philips и Sony.

Массово компакт-диск постоянной памяти СD-RОМ выпускается с 1988 г. как накопитель информации емкостью 650 Мб. Эта информация соответствует примерно 330 000 страницам текста или 74 минутам высококачественного звучания.

На данный момент существует несколько стандартов CD-ROM – это AAD, DDD, ADD. Буквы этой аббревиатуры отражают формы звукового сигнала, использованные при создании диска: первая – при исходной записи, вторая – при обработке и сведении, третья – конечный мастер-сигнал, с которого формируется диск. "A" обозначает аналоговую (Analog) форму, "D" – цифровую (Digital). Мастер-сигнал для CD всегда существует только в цифровой форме, поэтому третья буква аббревиатуры всегда "D". При записи и обработке сигнала в аналоговой форме сохраняются высшие гармоники, но возрастает уровень шума. При обработке в цифровой форме высшие гармоники принудительно обрезаются на половине частоты дискретизации.

Компакт - диски CD-ROM изготавливаются толщиной 1.2 мм с внешним диаметром 12 см, с внутренним отверстием 15 мм из полимерного материала, который покрыт с нижней стороны пленкой из сплава алюминия (рис. 4.7.).

Эта пленка является носителем информации, которая после записи защищается дополнительным слоем лака. Верхний слой является нерабочим, и на него наносятся этикетки и надписи.

. Перезаписываемые оптические накопители

Перезаписываемые диски CD-RW имеют семислойную структуру, отличающуюся от дисков CD-R, которые содержат пять слоев, как показано на рис. 4.9. В CD-RW используется промежуточный слой из металлопластика, изменяющий под воздействием луча свое фазовое состояние с аморфного на кристаллическое и обратно. В результате чего меняется прозрачность слоя. Фиксация изменений состояния происходит благодаря тому, что материал регистрирующего слоя при нагреве свыше критической температуры переходит в аморфное состояние и остается в нем после остывания, а при нагреве до температуры значительно ниже критической восстанавливает кристаллическое состояние. Такие диски выдерживают от тысяч до десятков тысяч циклов перезаписи. Однако их отражающая способность существенно ниже однократных CD, что затрудняет их считывание в обычных приводах. Для чтения CD-RW необходим привод с автоматической регулировкой усиления фотоприемника (Auto Gain Control), хотя некоторые обычные приводы CD-ROM и бытовые проигрыватели способны читать их наравне с обычными дисками. Способность привода читать CD-RW носит название Multiread.

ВОПРОС 25

Микропроцессор (МП) ‑ это программно-управляемое устройство обработки информации, выполненное в виде одной или нескольких БИС.

Запоминающее устройство, которое на рис. 1а было показано в виде одного блока, на рис. 1б представлено двумя блоками: постоянным запоминающим устройством (ПЗУ) и оперативным запоминающим устройством (ОЗУ). ПЗУ служит для хранения неизменяемой части программы и может работать только в режиме выдачи информации. ОЗУ используется для хранения промежуточных данных и может не только принимать на хранение, но и выдавать записанную ранее информацию. В микропроцессорной технике приняты термины “запись” и “чтение” информации. Процессы чтения и записи всегда сопровождают друг друга. Например, информация читается из ОЗУ и записывается в буферный регистр ЦПУ.

Шина данных в МП-системе ‑ двунаправленная. Информация по ней может передаваться как в ЦПУ, так и из ЦПУ. Направление передачи по ШД устанавливает ЦПУ.

Шина управления в рассматриваемой системе состоит из набора отдельных проводников, каждый из которых предназначен для передачи определенного сигнала в определенном направлении. МП 8080 выполнен в корпусе, имеющим 40 выводов. Это оказывается недостаточным для того, чтобы предоставить каждому сигналу управления отдельный вывод.

Поэтому часть сигналов управления передается по выводам шины данных в режиме разделения времени. Этим объясняется соединение на схеме рис. 2 буфера шины управления как с внутренним устройством управления (УУ), так и с шиной данных.

Разрядностью шины адреса (ША) определяется предельно возможный объем памяти, которой может быть укомплектована МП-система. Чем больше объем памяти, тем более сложные программы может реализовать система и тем мощнее ее вычислительные и управляющие возможности. МП типа 8080 имеют 16-разрядную адресную шину. Это означает, что ЦПУ может адресоваться к 216 = 65536 ячейкам памяти. Учитывая, что по каждому адресу может храниться 8-разрядное слово (1 байт), получаем, что предельный объем памяти составляет в данном случае 64 КБайт (1 Кбайт = 1024 байт). Шина адреса ‑ однонаправленная, код адреса из ЦПУ поступает на ПЗУ, ОЗУ и АВВ.

В состав МП входит арифметико-логическое устройство (АЛУ), способное выполнять простейшие арифметические и логические операции с одним или двумя кодовыми словами. Один из операндов (или единственный операнд), над которыми производится действие в АЛУ, как правило, хранится в регистре-аккумуляторе (RG A). В этот же регистр передается результат выполнения операции. В АЛУ имеются также регистры временного хранения операндов, которые на рис. 2 не показаны.

Непосредственно к АЛУ примыкает регистр флажков (RG F), в котором хранится информация (5 разрядов) о признаках, характеризующих результат, полученный в АЛУ после выполнения очередной операции. Эти признаки представлены следующими битами: битом переноса (С), битом дополнительного переноса (ас), битом знака (S), битом нулевого признака (Z), битом четности (P). Бит переноса устанавливается равным 1 при переносе из старшего разряда (переполнение разрядной сетки). Дополнительный перенос ‑ это перенос из младшего полубайта в старший. Информация об этом переносе нужна при переводе двоичных чисел в двоично-десятичные. Бит знака равен 1 тогда, когда в 7-м (старшем) разряде результата операции присутствует единица (отрицательные числа в ЦПУ представлены в дополнительном коде). Если Z = 1, то это означает, что получен нулевой результат. И, наконец, бит четности, равный единице, указывает на то, что в полученном результате содержится четное число кодовых единиц.

ВОПРОС 26

Не все операции, выполняемые в АЛУ, воздействуют на содержание регистра флажков. Этот факт следует учитывать при программировании условных переходов по состоянию отдельных разрядов регистра F. Содержание регистра F дополняется до стандартного 8-разрядного размера тремя постоянными нулями.

Входящие в МП восьмиразрядные регистры общего назначения B, C, D, E, H, L играют роль сверхоперативного запоминающего устройства. Эти регистры могут использоваться отдельно и в виде 16-разрядных регистровых пар BC, DE, HL, называемых в командах по имени первых регистров B, D, H, содержащих старшие байты чисел.

Шестнадцатиразрядный регистр SP (stack pointer) ‑это указатель стека, т.е. регистр, информация в котором указывает адрес очередной свободной ячейки стековой памяти. Стековая, или магазинная, память работает по принципу ”последний вошел, первый вышел”. Программист выделяет область ОЗУ, отводимую под стек, и помещает в регистр SP адрес последней ячейки этой области (в рассматриваемом МП стек заполняется с конца). Затем при необходимости по ходу выполнения программы на хранение в стек могут быть отправлены 16-разрядные кодовые слова из регистровых пар AF, BC, DE, HL . Каждое такое слово занимает две восьмиразрядные ячейки памяти с адресами (SP) и (SP) ‑ 1, где (SP) ‑ содержимое регистра SP.