Тема 2. Техническое обеспечение КИТ

План лекции:

2.1. Электронно-вычислительные машины (ЭВМ). Принципы организации и функционирования ЭВМ Джона фон Неймана. Обобщенная структура ЭВМ, характеристика и назначение основных устройств. Классификация ЭВМ по назначению, производительности и др.

2.2. Типы архитектур вычислительных систем (ВС): однопроцессорные, многопроцессорные и многомашинные ВС.

2.3. Процессоры. Назначение, характеристика, компоненты процессоров. Типы архитектур процессоров: CISC, RISC, VLIW. Модели выполнения команд процессором: последовательная, конвейерная и суперскалярная. Семейства процессоров.

2.4. Структурная схема ПК. Принцип «открытой архитектуры». Назначение и характеристики основных устройств. Типовой комплект ПК, назначение и характеристика всех компонентов (самостоятельное изучение).

2.5. Память ПК. Внутренняя память: оперативная, постоянная, полупостоянная, кэш-память. Внешняя память: виды носителей информации и их характеристики. Логическая структура диска. Физическая организация данных на машинных носителях.

2.6. Устройства ввода/вывода и их подключение к компьютеру; контроллеры, порты, шины; виды и стандарты системных шин (самостоятельное изучение).

2.7. Производительность ПК. Параметры, влияющие на производительность. Пути повышения производительности.

2.8. Персональные компьютеры (ПК). Классификация ПК по назначению, габаритам, производителям и др.

Тенденции развития технических средств КИТ.

Литература для подготовки:

1. Фигурнов, В.Э. IBM PC для пользователя / В.Э. Фигурнов. – Изд. 6-е, перераб. и доп. – М.: ИНФОРА-М, 1995. – 432 с.
2. Компьютерные информационные технологии: учеб.-практ. пособие / А.Н. Морозевич, Л.К. Голенда, Б.А. Железко и др. // Под ред. А.Н. Морозевича. – Мн.: БГЭУ, 2003. – 128 с.
3. Бройдо, В.Л. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации / В.Л. Бройдо, О.П. Ильина // 3-е изд. – СПб.: Питер, 2008, 766 с.

Содержание лекции.

Электронно-вычислительные машины (ЭВМ). Принципы организации и функционирования ЭВМ Джона фон Неймана. Обобщенная структура ЭВМ, характеристика и назначение основных устройств. Классификация ЭВМ по назначению, производительности и др.

Схема устройства компьютера по фон Нейману [1, с.13]:

Принципы организации и функционирования ЭВМ Джона фон Неймана [1, с.13–14] описывают работу компьютера в общих чертах:

1. Сначала с помощью какого-либо внешнего устройства в память компьютера вводится программа.

2. Устройство управления считывает содержимое ячейки памяти, где находится первая инструкция (команда) программы, и организует ее выполнение.

3. После выполнения одной команды устройство управления, как правило, начинает выполнять команду из ячейки памяти, которая находиться непосредственно за только что выполненной командой. Этот порядок может быть изменен с помощью команд передачи управления (перехода). Команды передачи управления указывают устройству управления, что ему следует продолжить выполнение программы, начиная с команды, содержащейся в некоторой другой ячейке памяти.

Отличие устройства современных компьютеров от схемы Джона фон Неймана [1, с.14]:

1. Арифметико-логическое устройство и устройство управления, как правило, объединены в единое устройство – центральный процессор.

2. Процесс выполнения программ может прерываться для выполнения неотложных действий, связанных с поступившими сигналами от внешних устройств компьютера – прерываний.

3. Многие быстродействующие компьютеры осуществляют параллельную обработку данных на нескольких процессорах.

Основные принципы организации ЭВМ Джона фон Неймана [3, с.57]:

1. Принцип двоичного кодирования.

2. Принцип программного управления.

3. Принцип хранимой программы.

4. Принцип однотипности представления чисел и команд.

5. Принцип иерархичности памяти.

6. Принцип адресности основной памяти.

Блок-схема компьютера [3, с.48, рисунок 2.3]:

Характеристика и назначение основных устройств ЭВМ [3, с.48–49]:

1. Процессор

2. Оперативная память

3. Каналы связи (внутримашинный интерфейс)

4. Внешние устройства

Классификация ЭВМ может быть произведена по разным признакам [3, с.71–84]:

1. по назначению:

- универсальные (общего назначения);

- проблемно-ориентированные;

- специализированные;

2. по принципу действия (правильнее сказать, по форме представления информации) [3, с.55–56]:

- цифровые вычислительные машины (ЦВМ;

- аналоговые вычислительные машины (АВМ);

- гибридные вычислительные машины (ГВМ);

3. по размерам и вычислительной мощности:

- сверхбольшие (суперкомпьютеры, суперЭВМ);

- большие (мэйнфреймы - mainframe);

- малые (миникомпьютеры, или миниЭВМ);

- сверхмалые (микрокомпьютеры или микроЭВМ).

В свою очередь, персональные компьютеры по конструктивным особенностям подразделяются на стационарные (настольные) и переносные (портативные ПК, ПК-блокноты, карманные ПК, электронные секретари, электронные записные книжки). По поколениям персональные компьютеры подразделяются на 1-го поколения (используют 8-битовые микропроцессоры), 2-го поколения (используют 16-битовые микропроцессоры), 3-го поколения (используют 32-битовые микропроцессоры), 4-го поколения (используют 64-битовые микропроцессоры);

А также возможна классификация ЭВМ по таким признакам, как функциональные возможности, способность к параллельному выполнению программ и т.д.

Дата добавления: 2015-10-21