Тема: Архитектура ЭВМ классическое построение цифровой ЭВМ (Машина фон Неймана) оп icon

Тема: Архитектура ЭВМ классическое построение цифровой ЭВМ (Машина фон Неймана) оп



НазваниеТема: Архитектура ЭВМ классическое построение цифровой ЭВМ (Машина фон Неймана) оп
Дата конвертации10.09.2012
Размер109.63 Kb.
ТипПрограмма
1. /inf-base/Контроль/Задачи (ОТВЕТЫ) к контрольной по базовой информатике.doc
2. /inf-base/Контроль/Задачи к контрольной по базовой информатике.doc
3. /inf-base/Контроль/Контрольная-2006 (ответы).doc
4. /inf-base/Контроль/Контрольная-2006.doc
5. /inf-base/Контроль/Тесты по алгоритмизации для 11 класса.doc
6. /inf-base/Контроль/Тесты по архитектуре ЭВМ.doc
7. /inf-base/Лабы/Lab01-DOS,Windows.doc
8. /inf-base/Лабы/Lab02-Word.doc
9. /inf-base/Лабы/Lab03-Excel.doc
10. /inf-base/Лабы/Lab04-Access.doc
11. /inf-base/Программа/Программа Информатика, часть 4.doc
12. /inf-base/Темы/Внутренние команды DOS.doc
13. /inf-base/Темы/Старые/Тема 4 (полностью из моего пособия).doc
14. /inf-base/Темы/Старые/Тема 9 - Сети.doc
15. /inf-base/Темы/Старые/Тема2.doc
16. /inf-base/Темы/Старые/Тема3.doc
17. /inf-base/Темы/Тема Архитектура ЭВМ - конспект.doc
18. /inf-base/Темы/Тема Основы информатики - набросок.doc
19. /inf-base/Темы/Тема Системное и прикладное ПО.doc
20. /inf-base/Темы/Тема Технология обработки табличной информации.doc
21. /inf-base/Темы/Тема Технология обработки текстовой и графической информации.doc
200 a^b больше в 2 раза
1. Перекодировать число 310 8 в 10-ичную систему счисления
200 a^b 250 байт
1. Перекодировать число 310 8 в 10-ичную систему счисления
Исполнитель
Расписание самолетов из аэропорта Внуково
Лабораторная работа. Тема: Операционные системы dos и Windows
Конспект материала: Документ Word
html">Конспект материала: Документ программы Excel
Цель работы: изучение основ работы с системой управления базами данных Microsoft Access
Рабочая программа курса "Информатика"
Внутренние команды dos
Программное обеспечение персонального компьютера
1 Общая характеристика и классификация компьютерных сетей
2. Поколения ЭВМ
5. Алгоритмические языки
Тема: Архитектура ЭВМ классическое построение цифровой ЭВМ (Машина фон Неймана) оп
Тема Основы информатики Основные понятия информатики Информатика
Тема "Системное и прикладное программное обеспечение" Файл
Технология обработки табличной информации
Тема "Технология обработки текстовой информации" Текстовые форматы и типы файлов

Тема: Архитектура ЭВМ

1. Классическое построение цифровой ЭВМ (Машина фон Неймана)

ОП: состоит из ряда ячеек (регистров), в каждом из которых может храниться 1 машинное слово: число, с которым должна оперировать машина, либо инструкция (команда). В процессоре 8086/88, на котором построены первые компьютеры IBM, размер машинного слова составлял 2 байта. Последовательность инструкций составляет программу работы машины. Все ячейки занумерованы, номер ячейки называется ее адресом.

Программа и исходные данные вводятся с ПУ в ОП, затем оператор производит запуск УУ.

УУ: посылает в ОП сигнал для чтения инструкции по заданному адресу и принимает ее в свой регистр. Далее УУ расшифровывает инструкцию и вырабатывает команды двух видов:

  • ОП для чтения чисел по указанным в инструкции адресам и передачи их в АУ;

  • АУ для приема чисел от ОП, выполнения над ними действий в соответствии с кодом команды и передачи результата в ОП;

  • запоминающему устройству для приема чисел.

Операции УУ состоят также в изменении порядка следования инструкций (безусловный или условный переход).

ВУ выполняют операции ввода-вывода.

Принципы фон Неймана построения цифровой ЭВМ:

Принцип двоичного кодирования. Вся информация, поступающая в ЭВМ, кодируется в двоичной системе счисления.

Принцип программного управления. Программа состоит из набора команд, которые выполняются процессором автоматически друг за другом в определенной последовательности.

Принцип однородности памяти. Программы и данные хранятся в одной и той же памяти, что обеспечивает оперативную перенастройку машины с одной задачи на другую без изменений в ее схеме и делает машину универсальным вычислительным инструментом. Инструкции, составляющие программу, закодированы в виде чисел и ничем не отличаются от чисел, которыми оперирует машина. Это дает возможность прочесть инструкцию как число, переслать ее в АУ, произвести с ней некоторые операции и вернуть ее в ОП. Таким образом, при выполнении программы может происходить ее модификация либо формирование новой программы.

Принцип адресности. Структурно ОП состоит из пронумерованных ячеек; УУ в произвольный момент времени доступна любая ячейка. Отсюда следует возможность давать имена областям памяти, так, чтобы к хранящимся в них значениям можно было бы впоследствии обращаться или менять их в процессе выполнения программы с использованием присвоенных имен.

В современном компьютере к ним следует добавить:

Принцип открытой архитектуры. ЭВМ состоит из отдельных блоков, совмещающихся друг с другом через стандартные разъемы (слоты, порты). Обмен данными происходит по единому каналу – системной шине.

Принцип совместимости "сверху вниз". Новые модели поддерживают и расширяют возможности более старых.


2. Поколения ЭВМ

Поколение

Период появления

Элементная основа

Устройства в/в

Характеристики мощности

Характеристики ПО

1

40-50 гг.

XX в.

электронные лампы

перфоленты, перфокарты, магнитные ленты, печатающие устройства

10-20 тысяч операций в секунду. Высокое энергопотребление. Малый объем ОП

Машинные языки (ассемблеры)

2

1955-65 гг.

электронные лампы, транзисторы. ОП на магнитных сердечниках

Магнитные ленты, магнитные барабаны, первые магнитные диски

Сотни тысяч оп. в сек. ОП до нес-ких десятков тысяч слов

Ассемблеры. Первые языки-трансляторы

3

60-е гг. XX в.

Интегральные схемы. Единая архитектура ЭВМ.

Консольные устройства (монитор+клавиатура) стали стандартом

До миллионов оп. в сек. ОП до сотен тысяч слов

Операционные системы. Развитие языков программирования.

4

С 1970 г.

Сверхбольшие интегральные схемы (СБИС)

Стандартизация требований к интерфейсам устройств в/в, их разнообразие. Дисковые накопители высокой емкости.

Десятки миллионов оп. в сек. Емкость ОП от миллиона слов и выше.

Упрощение процесса программирования. Развитые языки высокого уровня.

3. Архитектура современного ПК.

Системный блок — центральная часть компьютера. Он не является единым целым, но в нем находится ряд взаимосвязанных устройств. Те из них, которые необходимы для функционирования компьютера и составляют его ядро, называются комплектующими.

Основной элемент - системная (материнская) плата, на которой смонтированы все важнейшие микросхемы. На нее устанавливаются процессор, ОП, а также платы (карты) расширения, служащие для подключения всех ос­тальных устройств. Обычно материнские платы рассчитаны на большое разнообразие процессоров. Они содержат на себе специ­альные перемычки — джамперы, позволяющие подстроить мате­ринскую плату под тип процессора и других устанавливаемых на ней устройств.

Важнейшая часть материнской платы — центральный процессор — микросхема, в которой происходит исполнение программ компьютером; ЦП выполняет функции АУ и УУ.

Характеристики: тактовая частота (МГц) - количество элементарных операций (тактов), производимых за секунду; разрядность (бит) – размер регистра в битах.

Шина — схема, обеспечивающая передачу данных между процессо­ром и картами расширения. Характеристики: разрядность (бит) - максимальное количество од­новременно передаваемых бит информации; Частота (Гц) - количество циклов срабатывания шины в единицу времени. При обслуживании ОП перед шиной встает две задачи: поиск нужного участка памяти и обмен информацией с найденным участком. Эти задачи решают две части системной шины: адресная шина и шина данных.

Разъемы, через которые компьютер обменивается данными с ВУ (принтер, "мышь" и т.д.) называют портами. Порты общего назначения бывают двух видов: параллельные (обозначаемые LPT1, LPT2 и т.д.) и последовательные, обозначаемые (COM1, COM2 и т.д.). Параллельные порты выполняют ввод и вывод с большей скоростью, чем последовательные. Через параллельный порт LPT1 к системе обычно подключен принтер, через последовательные порты COM1, COM2 – «мышь» и модем.

Карта расширения, обеспечивающая работу какого-либо уст­ройства, называется контроллером (адаптером). Контроллер предназначен для независимого от процессора управления отдельными процессами в работе ПК. В современные материнские платы некоторые контроллеры встроены (on-board). Для IBM-совместимых ПК важнейшим яв­ляется DMА-контроллер (Direct Memory Access), обеспечивающий прямой доступ к ОП и освобождающий процессор и шину от обмена данными между ОП и диском.

Память делится на несколько видов. Общие характеристики – объем (Мб), время доступа (мс), плотность записи (бит/см2) - количество информации, на единице поверхности носителя.

Оперативная память (RAM — random access memory, ОЗУ) — оперативное запоминающее устройство) содержит команды и дан­ные текущего сеанса работы. Энергозависима. ОП – наиболее быстродействующее устройство хранения данных.

Для ускорения доступа к ОП на быстродей­ствующих ПК используется специальная сверхбыстродей­ствующая кэш-память, которая располагается «между» мик­ропроцессором и оперативной памятью и хранит копии наиболее часто используемых участков ОП.

Постоянная память (ROM - read only memory, ПЗУ) - хра­нят программы для проверки оборудования, начала загрузки операционной системы, выполнения базо­вых функций по обслуживанию устройств. В современном ПК ПЗУ соответствует BIOS (Basic Input-Output System, или базовая система ввода-вывода), в которой содержится также программа настройки конфигурации компью­тера (Setup).

Имеется также небольшой участок полупостоянной па­мяти для хранения параметров конфигурации компьютера. Его называют CMOS-памятью (complementary metal-oxide semiconductor), он обладает низким энергопотреблением и питается от отдельного аккумулятора.

Устройства, используемые для постоянного хранения данных, называют дисковой подсистемой компьютера. К ним относятся флоппи-дисководы, жесткие диски, CD, DVD и другие диски.

Жесткий диск или винчестер, — основное средство постоян­ного хранения данных и программ в компьютере. Характеристики: емкость (Мб); скорость вращения (оборотов в сек.); cкорость передачи данных (transfer rate) - показывает, насколько быстро с диска считываются данные, записанные последовательно (Мб/сек); среднее время поиска (average seek time) —усреднен­ное время, за которое будет найден нужный блок данных, если винчестеру указано его физическое расположение.

Жесткий диск состоит из нескольких магнитных дисков, вращающихся вокруг своей оси с большой скоростью. С обеих сторон каждого магнитного диска расположены магнитные головки. С помощью специального двигателя эти головки могут перемещаться вдоль радиуса диска. Контроллер диска может устанавливать их неподвижно на различном расстоянии от центра диска, соответствующем различным дорожкам диска. Так как диски вращаются, то магнитные головки могут считывать и записывать информацию, расположенную на различных цилиндрах или треках (цилиндр – совокупность дорожек одинакового радиуса).

Запись и считывание информации основано производится отдельными блоками в отдельные сектора, на которые разбита каждая дорожка. Каждый сектор, кроме данных, содержит различную служебную информацию, необходимую для правильного функционирования контроллера дисковода. В частности эта служебная информация включает такие данные, как номер дорожки, номер сектора и контрольную сумму данных, записанных в секторе. Как правило, 1 сектор может вместить 512 байт пользовательской информации.

Процедура форматирования включает в себя разметку диска на отдельные дорожки и сектора. Этот тип форматирования называется низкоуровневым форматированием. Многие диски поступают с заводов уже отформатированными на низком уровне. После форматирования на низком уровне диск еще не готов к использованию. Его надо специально подготовить к хранению файлов в формате используемой операционной системы, для чего требуется выполнить операцию форматирования на высоком уровне.

Так, для подготовки диска к использованию операционной системой MS-DOS или Windows необходимо создать на диске разделы и логические диски, а затем выполнить форматирование на высоком уровне каждого логического диска.

Форматирование на высоком уровне формирует на логическом диске загрузочный сектор, таблицу распределения файлов и корневой каталог. После проведения форматирования на высоком уровне диск полностью подготовлен для использования операционной системой. На него можно установить операционную систему и другие программные продукты.

Видеоподсистема предназначена для оперативного вывода визуальной информации. Включает в себя монитор и видеоадаптер, который преобразует информацию, пред­назначенную для вывода на экран, из внутреннего машинного пред­ставления во внутреннее представление монитора. Основная проблема, стоящая перед видеоподсистемой, заклю­чается в преобразовании временной последовательности сигналов в изображение на плоскости. Для этого используется развертка изоб­ражения. Развертка базируется на инерционности человеческого зрения. Благодаря этой инерционности человек не замечает события, для­щиеся меньше 1/16 секунды.

Развертываемое изображение строится на экране последовательно, слева направа и построчно сверху вниз. При этом изображение состоит из точек (пикселов). Максимально возможное количе­ство пикселов на экране определяет разрешающую способность мо­нитора. Обычно разрешающую способность указывают в виде произведения количества пикселов, укладывающихся по горизонтали и по вертикали монитора.

Мониторы характеризуются цветностью, размером экрана (в дюймах), раз­решающей способностью и частотой обновления информации (в Гц). Цвет­ность определяется конструктивными характеристиками монитора. Различают монохромные и цветные мониторы. Разрешающая способность монитора зависит от его размеров и размеров зерна. Под размером зерна подразумевают ми­нимальный размер пиксела, который может быть получен в дан­ном мониторе (в мм).

Видеоадаптеры включают в себя специальную, весьма быстро­действующую видеопамять, видеоконтроллер и еще несколько мик­росхем специального назначения. Разработка мультимедийных при­ложений потребовала увеличения скорости работы видеоподсисте­мы, поэтому современные видеоадаптеры снабжаются специаль­ными видеопроцессорами и графическими ускорителями.

Ниже приведены стандарты видеоадаптеров в порядке их усложнения, причем видеоадаптер каждого последующего стандарта способен поддерживать режимы работы мониторов, обеспечиваемые всеми предыдущими.


Тип

Характерное графическое разрешение и цветность

MDA

Текстовый, 2 цвета

CGA

640*200, 2 цвета; 320*200, 4 цвета

EGA

640*350, 16 цветов

VGA

640*480, 16 цветов; 320*200, 256 цветов

Super VGA

Минимальный - 640*480, 256 цветов
Существует два режима функционирования монитора: текстовый и графический, которые поддерживают видеоадаптеры всех существующих стандартов, кроме MDA. Характеристики некоторых стандартных видеорежимов приведены в следующей таблице.


Номер

Описание

1

Цветной, текстовый, 40*25 символов

3

Цветной, текстовый, 80*25 символов (стандарт.)

7

Монохромный, текстовый, 80*25 символов

16 (10h)

Цветной, графика, 640*480 пикселов, 16 цветов

19 (13h)

Цветной, графика, 320*200 пикселов, 256 цветов
В зависимости от количества поддерживаемых цветов различают следующие режимы работы видеоадаптеров Super VGA: HiColor, RealColor и TrueColor – в них используется 16, 24 и 32 бита на пиксел соответственно. Таким образом, в этих режимах поддерживается 216, 224 и 232 цветов соответственно.

Среди устройств печати различают принтеры и устройства для чертеж­ных и графических работ — графопостроители, или плоттеры. Ос­новное отличие: принтеры строят изображение из отдельных точек, плоттеры рисуют его при помощи специальных инструмен­тов, способных проводить непрерывные линии. Плоттеры обычно изготовляются для вывода изображения на большие листы (форма­та А1 и больше). Принтеры, как правило, поддержи­вают форматы, не превышающие A3 (297* 420 мм).

В матричных принтерах изобра­жение на бумаге создается при помощи специальных игл, ударя­ющих по ленте, смазанной типографской краской. В струйных принтерах изображение на бумаге создается мелкими капелька­ми специальных чернил, выбрасываемых через микроскопичес­кие сопла. Позволяют вести цветную печать, работают бесшумно, по производительности превосходят мат­ричные в полтора-два раза. Лазерные принтеры представляют со­бой разновидность множительного аппарата (ксерокс), в кото­ром изображение на промежуточном носителе создается лазер­ным лучом. Имеют самую высокую скорость печати (до 12-30 страниц в минуту). Отличаются высоким ка­чеством печати.

Сканер — устройство, позволяющее считывать графические изображения с листа бумаги. Ручные сканеры: чи­тающее устройство перемещают по странице вручнуюИзготавливаются с шири­ной читающего элемента около 150 мм. Удобны для считывания текста из книг. Роликовые сканеры протягивают лист со считываемой инфор­мацией под читающими головками. Удобны для работы с разрозненными листами. Планшетные сканеры: имеют стеклянный план­шет, на который укладывают считываемый лист или раскрытую книгу. Читающие головки перемещаются над планшетом, последо­вательно считывая информацию с листа, лежащего на планшете.

Модемы и факс-модемы — устройства, позволяющие переда­вать текстовую и графическую информацию с одной ЭВМ на дру­гую при помощи телефонной сети. Например, таким образом реализуется доступ клиента к Интернет и электронной почте. Характеристика - ско­рость передачи данных. в бодах (бит/с)







Похожие:

Тема: Архитектура ЭВМ классическое построение цифровой ЭВМ (Машина фон Неймана) оп iconБилет 1 Поколения ЭВМ. Хар-ка ЭВМ различных поколений. Виды ЭВМ и области их применения. Поколения ЭВМ
Одна из них состояла в том, что они могли выполнять определенную последовательность операций по заранее заданной программе или последовательно...
Тема: Архитектура ЭВМ классическое построение цифровой ЭВМ (Машина фон Неймана) оп icon№ п/п Термин
Операция передачи данных между ЭВМ или ЭВМ и человеком вместе с преобразованиями, необходимыми для «понимания» информации другой...
Тема: Архитектура ЭВМ классическое построение цифровой ЭВМ (Машина фон Неймана) оп iconТест по теме «Архитектура эвм»

Тема: Архитектура ЭВМ классическое построение цифровой ЭВМ (Машина фон Неймана) оп iconУстройство компьютера
Компьютер (англ computer ‒ «вычислитель»), электронная вычислительная машина (эвм) ­‒ вычислительная машина, предназначенная для...
Тема: Архитектура ЭВМ классическое построение цифровой ЭВМ (Машина фон Неймана) оп iconРеферат «Истоия вычислительной техники» тема Вычисления в доэлектронную эпоху
Эвм первого поколения; eniak, мэсм, "Стрела", электронные лампы; перфоленты; Джон фон Нейман; С. А. Лебедев
Тема: Архитектура ЭВМ классическое построение цифровой ЭВМ (Машина фон Неймана) оп iconДокументы
1. /Курс_Сети ЭВМ/Лекции/ЛЕКЦИЯ11.DOC
2. /Курс_Сети...

Тема: Архитектура ЭВМ классическое построение цифровой ЭВМ (Машина фон Неймана) оп iconДокументы
1. /Косарев Ю.А. - Естественная форма диалога с ЭВМ. Л. Машиностроение.1989. 143 с. (ЭВМ в...
Тема: Архитектура ЭВМ классическое построение цифровой ЭВМ (Машина фон Неймана) оп iconДокументы
1. /Курс_Сети ЭВМ/Вопросы к КР/В один семестр/Вопросы к контрольной работе1.doc
2....

Тема: Архитектура ЭВМ классическое построение цифровой ЭВМ (Машина фон Неймана) оп iconДокументы
1. /Курс лекций Сети/Курс лекций Сети ЭВМ и ТК/Лекц 6.1 ....doc
2. /Курс...

Тема: Архитектура ЭВМ классическое построение цифровой ЭВМ (Машина фон Неймана) оп iconДокументы
1. /Преснухин Л.Н. Архитектура и проект-е Микро-ЭВМ. Организация вычислительных процессов т.1....
Тема: Архитектура ЭВМ классическое построение цифровой ЭВМ (Машина фон Неймана) оп icon«согласовано» «утверждено»
К работам с персональными ЭВМ и внешними устройствами ЭВМ допускаются лица, прошедшие медицинское освидетельствование, вводный инструктаж,...
Разместите кнопку на своём сайте:
Документы


База данных защищена авторским правом ©podelise.ru 2000-2014
При копировании материала обязательно указание активной ссылки открытой для индексации.
обратиться к администрации
Документы

Разработка сайта — Веб студия Адаманов