ЭВМ-основы построения.PPT
- Количество слайдов: 42
ЛК «ЭВМ: основы построения, классификация» 1. Этапы развития вычислительной техники. 2. Основные понятия. 3. Устройства ЭВМ и их взаимодействие. 4. Классификация ЭВМ. 5. Структурные схемы ЭВМ различных поколений.
Письменность4, 5 тыс. лет. Печать РЕЧЬ(язык) тыс. лет 10 400 лет Лазер 7 лет Радио 30 лет Телевидение ИС Транзистор 5 лет 3 года Скорость внедрения «информационных» открытий
. История развития ВТ Самый древний инструмент для счета — человеческая рука. Самый первый механизм — абак - перемещение камешков по желобу (500 г до нашей эры). В V—VII вв. укрепляется десятичная система; счеты. 1620 г. – счетная линейка 1642 г. - Паскаль изобрел механическое устройство, позволяющее складывать и вычитать числа. 1671 г. - Лейбниц изобрел устройство для выполнения четырех арифметических действий. В XIX в. Чарльз Беббидж соединяет идею механической машины с программным управлением.
Основные этапы развития ВТ 16 век – пальцы рук, камешки, кости, абак 1642 г. – появление СМ (Б. Паскаль) 1673 г. – арифмометр (Р. Лейбниц) 1925 г. – первая ВМ на электрическом реле Первая половина 19 века – универсальная «Аналитическая машина» (Ч. Беббидж) 1941 г. – ВМ на электромеханических реле ( Цузе) 1943 г. – «Марк-1» (Г. Эйкен) 1943 г. - 1946 – «ENIAC» на основе электронных ламп (Д. Маучли, Д. Эккерт) 1947 г. – транзистор ( Бардин, Браттейн, Шокли) 1949 г. – первая ЭВМ с архитектурой фон Неймана
1904 г. – диод (Флеминг) 1907 г. – термоэлектронный триод (Форест) 1918 г. – электронный тригер (Бонч-Бруевич) 1940 -1950 гг – ЭВМ на электронных лампах 1948 г. - транзистор 1959 г. – ИС (Роберт Нойс, основатель ф. Intel) 1968 г. – первый компьютер на ИС 1970 г. – микропроцессор Intel-4004 (Э. Хофф) 1974 г. – Intel-8080 – стандартная ИС 1975 г. – ПК Альтаир-8800 1975 г. – интерпретатор языка Basic (Пол Аллен, Билл Гейтс) 1981 г. – IBM PC. 1983 г. - IBM PC XT. 1984 г. - IBM PC AT. 1986 г. - IBM PC RT…INTEL PENTIUM 4
Развитие отечественных ЭВМ 1946 -1950 гг. - малая электронносчетная машина МЭСМ (С. А. Лебедев) 1952 г. – большая электронносчетная машина БЭСМ 1953 г. – Стрела 1955 г. – Урал-1 1975 г. – Эльбрус, Минск-22, Минск 32, …; ЕС(единой серии)ЭВМ: ЕС 1022, ……. ЕС-1040, …. ЕС-1060; СМ(семейство малых) СМ-2, СМ-4 и
КОМПЬЮТЕР ~ computer – (вычислитель) совокупность взаимосвязанных устройств, выполняющих заданную программой последовательность операций с данными, представленными в двоичных кодах.
Электронная вычислительная машина (ЭВМ) комплекс аппаратных и программных средств для обработки информации с помощью программ.
Структура компьютера — это: некоторая модель, устанавливающая состав, порядок и принципы взаимодействия входящих в нее компонентов.
Основные принципы архитектуры фон Неймана: 1. ЭВМ состоит из процессора(ЦП), памяти(ОП), внешних устройств(ВУ). 2. Единственным источником активности является процессор, который управляется программой, находящейся в ОП ЭВМ. 3. ОП состоит из ячеек, имеющих каждая свой адрес. В ячейке в виде машинных слов хранятся команды(операторы) или данные(операнды). 4. Обработка данных происходит в АЛУ. 5. Информация в ЦП поступает из ОП или ВУ и наоборот, может направляться из ЦП в ОП и ВУ.
Взаимодействие устройств ЭВМ АЛУ УУ ОП управляющие связи информационные связи ВУ
Основные блоки IBM PC: ®системный блок; ®клавиатура; ®монитор (дисплей).
Системный блок включает: § системную (материнскую) плату с электронными схемами, управляющими работой компьютера ( МП, ОП, кэш-память, BIOS, разъемы, шины, контроллеры и т. д. ); § § § блок питания; НЖМД; НГМД; устройства, обслуживающие CD ROM и другие ВЗУ; токоподводящие и интерфейсные кабели; вентилятор и т. д.
Микропроцессор электронная схема, выполняющая все вычисления и обработку информации, а также управление устройствами ЭВМ. Микропроцессор состоит из: АЛУ(арифметико -логического устройства); УУ (устройства управления)
Разрядность микропроцессора — это: количество битов информации, воспринимаемых как единое целое. От разрядности микропроцессора зависит максимальный объем внутренней памяти и производительность компьютера. Тактовая частота микропроцессора измеряется в мегагерцах (MHz).
Оперативная память(ОП) предназначена для: кратковременного хранения информации в текущий момент времени. ОП - это совокупность специальных электронных ячеек.
Внешняя память (ВЗУ) предназначена для длительного (долговременного) хранения информации. ВЗУ: накопители на гибких магнитных дисках (НГМД); накопители на жестких магнитных дисках (НЖМД); Флеш – накопители; CD-ROM и др.
В зависимости от типа носителя накопители подразделяются на: сменные носители; несменные носители; кассетные носители. Жесткие диски получили название: винчестер
ВЗУ предназначены для: а) временного хранения б) обмена программами и данными между различными ПК; в) хранения архивной информации; д) хранения запасных копий программ.
Информация на магнитных дисках записывается по концентрическим дорожкам и секторам. Информация на магнитных дисках представляется в форме файлов.
К устройствам ввода информации относятся: а) клавиатура; б) диджитайзер; в) мышь; г) сенсорный экран.
Клавиатура ПК является устройством для ввода данных, команд и управляющих воздействий в персональном компьютере.
Контролер клавиатуры осуществляет: 1) сканирование состояния клавиш; 2) временное запоминание отдельных кодов клавиш; 3) преобразование в коды АSСII; 4) тестирование клавиатуры.
К манипуляторам (устройствам указания) относятся: а) джойстик; б) мышь; в) трекбол; г) сетевое перо.
К устройствам вывода (УВыв) информации относятся: плоттеры; принтеры; мониторы.
Плоттеры – устройства для вывода чертежей на бумагу. Принтеры - устройства для вывода информации на бумагу. Вывод цветного изображения обеспечивают матричные, струйные и лазерные принтеры. Мониторы - устройства для вывода на экран текстовой и графической информации.
Видеомонитор может работать в режимах: текстовом; графическом. Характеристиками монитора для изображения в графическом режиме являются количество точек, выводимых по горизонтали и вертикали. Минимальный элемент изображения на экране пиксель.
Клавиатура предназначена для вывода информации в ПК и управления работой ПК. Для ввода текста и чисел предназначены буквенно-цифровые клавиши. Для прерывания программ и других функций управления работой ПК предназначены функциональные клавиши.
Системная шина обеспечивает передачу информации (данных, команд, адресов) между микропроцессором и устройствами ПК.
Мультимедиа – система устройств для объединения текста, графики со звуком и движущимся изображением. К средствам мультимедиа относятся : а) устройства речевого ввода-вывода информации; б) видео и звуковые платы; в) акустические колонки; г) устройства на оптических дисках.
Классификация ВМ по принципу действия ВМ АВМ ЦВМ АВМ – Аналоговые ВМ ЦВМ – Цифровые ВМ ГВМ – Гибридные ВМ
Классификация ВМ по назначению ВМ Универсальные Проблемно – ориентированные Специализированные
Классификация ВМ по мощности ВМ Супер ЭВМ Большие ЭВМ Малые ЭВМ Микро ЭВМ
Классификация ЭВМ по месту и роли в компьютерных сетях ЭВМ Супер. ЭВМ сетевых банков данных и банков знаний Кластерные структуры Серверы Сетевые компьютеры Рабочие станции
Структурная схема ЭВМ первого и второго поколений Программы и исходные данные УВв ОЗУ АЛУ УУ УВвыв ВЗУ Результаты
Структурная схема ЭВМ третьего поколения Процессор УВВ АЛУ ……. КВВ ОЗУ УУ КВВ ……. ВЗУ
Структурная схема ЭВМ четвертого поколения Вн. У Процессор ……. . Вн. У ОП Контроллер …. . ШИНА Контроллер прямого доступа Таймер Адаптер
Традиционные признаки структуры ЭВМ : ядро ЭВМ – процессор; ® линейная организация ячеек всех видов памяти; ® одноуровневая адресация ячеек памяти; ® внутренний машинный язык низкого уровня; ® последовательное централизованное управление вычислениями; ® достаточно примитивные набор и возможности устройств ввода-вывода. ®
Характеристики структур современных ЭВМ: модульность построения; ® открытость; ® стандартизация и унификация оборудования, программных средств, средств сопряжения - интерфейсов; ® магистральность (системные, локальные; периферийные шины); ® иерархичность построения и управления. ®
Норберт Винер: «Оставим же машине – машинное; человеку – человеческое»