Архитектура ЭВМ Лекция № 2 © Бауров А. Ю. , 2010 г.
Что понимают под архитектурой? Логическая и Конструктивная организация ресурсов, которые могут быть выделены процессу обработки данных в определенный момент времени. Включает в себя методы преобразования информации в данные, методы их хранения и обработки, а также принципы взаимодействия технических средств и программного обеспечения.
Конструктивная архитектура • Открытая – все устройства преимущественно выпускаются отдельно, разными фирмами ( «открытые спецификации» IBM PC) • Закрытая - все устройства преимущественно выпускаются одной фирмой по «закрытым спецификациям» (пример, Apple Macintosh)
Сравнение архитектур Закрытая Открытая • Все устройства • Стандарты разрабатываются по вырабатываются в одним (единым) результате стандартам конкуренции и интерфейсов одной соглашений на фирмы открытом рынке Интерфейс (hardware interface) – способ взаимодействия устройства с устройством и соответствующие ему стандарты
Сравнение архитектур Закрытая • Компьютер собирается • по единым требованиям производителя (готовая модель) под конкретные цели покупателя (обработка графики, звука, видео и т. д. ) Открытая Пользователь сам выбирает конфигурацию сборки компьютера для своих задач (офисных, учебных, игровых и т. д. ) и из своих финансовых возможностей
Сравнение архитектур Закрытая Открытая • ПО (ОС) должно поставляется вместе адаптироваться к с компьютером и различным оптимизировано для конфигурациям работы на данном компьютера компьютере Примерами таких ОС могут служить: Mac OS и Windows
Сравнение архитектур Закрытая Открытая • Нет конфликтов • Возможны конфликты устройств • Для модернизации • Возможна необходима покупка модернизация с нового компьютера ориентацией на • Цена новинки от новинки (до 1, 5 лет) 2 -3 тысяч долларов • Цена новинки 1000$ Интерфейс (hardware interface) – способ взаимодействия устройства с устройством и соответствующие ему стандарты
Первые ПК (PC) Альтаир 8800 • разработан компанией MITS (Micro Instrumentation and Telemetry Systems), в Альбукерке (Нью-Мексико, США), в 1975 году на основе микропроцессора Intel 8080 • компьютер продавался в сборе за 621$ либо в виде набора деталей для сборки через журнал Popular Electronics за 439$
Первые ПК (PC) Apple I • Был разработан Стивом Возняком для личного использования. У друга Возняка Стива Джобса появилась идея продавать компьютер. • Компьютер появился в продаже в июле 1976 г. по цене в 666, 66 доллара! Apple I стал первым продуктом компании Apple Computer (теперь Apple Inc. ), продемонстрированом в апреле 1976 года в «клубе самодельных компьютеров» в Пало-Альто, Калифорния
Логическая архитектура Принципы Дж. фон Неймана – двоичная система счисления для представления данных и команд – последовательное программное управление – однородность и адресуемость памяти Артур Беркс, Герман Голдстайн, Джон фон Нейман «Предварительное рассмотрение логического конструирования электронного вычислительного устройства» Burks A. W. , Goldstine H. H. , Neumann J. Preliminary Discussion of the Logical Design of an Electronic Computing Instrument. Institute for Advanced Study, Princeton, N. J. , July 1946
Логическая архитектура Магистрально-модульный принцип Все отдельные устройства в компьютере связаны единой системной шиной (System Bus) – набором электронных линий относительно: - Передачи данных (Data Bus) - Адресации памяти (Address Bus) - Сигналов управления (Control Bus)
Логическая архитектура Характеристики электронных устройств Разрядность – количество бит, обрабатываемых (передаваемых) устройством одновременно, например, разрядности шин: 8, 16, 32, 64 бита. Частота – число операций ввода-вывода (тактов) в единицу времени, измеряется в Герцах (Гц), кило (103) Гц, мега (106) Гц и гига (109) Гц.
Логическая архитектура Характеристики электронных устройств Полоса пропускания (Bandwidths or bit rate) = Разрядность × Частота (биты/сек, кб/сек, Мб/сек, Гб/сек) Пример: USB 2. 0: Released in April 2000, Added higher maximum bandwidth of 480 Mbit/s (now called "Hi-Speed")
Конструктивная архитектура Системная плата – печатная плата, содержащая системную шину и устройство её управления – системный контроллер (микросхемы с программой управления шиной). Контроллер – устройство (или программа), осуществляющее управление потоками цифровой информации. Адаптер – устройство, осуществляющее перекодирование цифровой информации.
Логическая и конструктивная Архитектура ПК
Конструктивная архитектура Открытая архитектура: • Системная плата (System or Motherboard) • Платы расширения (Daughterboard) • Процессор и память Закрытая архитектура: Платы All-in-One – все устройства смонтированы в одну плату. Принцип All-in-One используется и в открытой архитектуре для дешёвых ПК.
IBM PC IBM 5150 $2880 ($1565 - $3005 ) разработан примерно за год c июля 1980 г и был представлен 12 августа 1981 г Процессор Intel 8088 с частотой 4. 77 МГц, емкость ОЗУ от 16 до 256 Кбайт. Флоппи-дисководы емкостью 160 Кбайт приобретались за отдельную плату в количестве 1 или 2 шт. Винчестера не было.
Производители и поставка • Комплектующие (OEM 1 и Box Retail) • Компьютеры: – Самосборка (Hand Made) – Дешевая сборка (магазин, рынок) – Brand Name Computers (HP/Compaq, Acer etc. ) 1 Original equipment manufacturer
