Скачать презентацию Информатика I часть Эволюция ли это Скачать презентацию Информатика I часть Эволюция ли это

Информатика_глава_1_1.ppt

  • Количество слайдов: 60

Информатика I часть Информатика I часть

Эволюция ли это? Эволюция ли это?

Темы • Архитектура персонального компьютера (3) • Системное и прикладное программное обеспечение (3) • Темы • Архитектура персонального компьютера (3) • Системное и прикладное программное обеспечение (3) • Файловая система (1) • Компьютерные сети (1) • Основы технологии работы с электронными текстами(1)

О тестировании О тестировании

Глава 1. Архитектура персонального компьютера Глава 1. Архитектура персонального компьютера

 • В настоящее время наибольшее распространение в ЭВМ получили 2 типа архитектуры: принстонская(фон • В настоящее время наибольшее распространение в ЭВМ получили 2 типа архитектуры: принстонская(фон Неймана) и гарвардская. • Обе они выделяют 2 основных узла ЭВМ: центральный процессор и память компьютера.

В основу построения большинства ЭВМ положены принципы, сформулированные в 1945 г. Джоном фон Нейманом: В основу построения большинства ЭВМ положены принципы, сформулированные в 1945 г. Джоном фон Нейманом: • Принцип программного управления - программа состоит из набора команд, которые выполняются процессором автоматически друг за другом в определённой последовательности; • Принцип однородности памяти - программы и данные хранятся в одной и той же памяти, над командами можно выполнять такие же действия, как и над данными; • Принцип адресности - основная память структурно состоит из нумерованных ячеек.

Любой компьютер представляет собой неразрывное единство аппаратного(Hard. Ware) и программного обеспечения (Soft. Ware) Любой компьютер представляет собой неразрывное единство аппаратного(Hard. Ware) и программного обеспечения (Soft. Ware)

Компьютеры классифицируют по следующим критериям: • • • по этапам развития (по поколениям); по Компьютеры классифицируют по следующим критериям: • • • по этапам развития (по поколениям); по архитектуре; по производительности; по условиям эксплуатации; по типу используемого и количеству процессоров; по потребительским свойствам; по назначению; по уровню специализации; по размерам.

Классификация по поколениям Идея делить машины на поколения вызвана к жизни тем, что за Классификация по поколениям Идея делить машины на поколения вызвана к жизни тем, что за время короткой истории своего развития компьютерная техника проделала большую эволюцию как в смысле элементной базы (лампы, транзисторы, микросхемы и др. ), так и в смысле изменения её структуры, появления новых возможностей, расширения областей применения и характера использования.

1. В 1943 году была создана вычислительных машин ЭВМ первого поколения на базе электронных 1. В 1943 году была создана вычислительных машин ЭВМ первого поколения на базе электронных ламп. 2. Второе поколение (50 – 60 г. г. ) компьютеров построено на базе полупроводниковых элементов (транзисторах). 3. Основная элементная база компьютеров третьего поколения (60 – 70 г. г. ) - интегральные схемы малой и средней интеграции. 4. В компьютерах четвертого поколения (70 – по н/в) применены больших интегральных схемах БИС (микропроцессоры). Применение микропроцессоров в ЭВМ позволило создать персональный компьютер (ПК), отличительной особенностью которого является небольшие размеры и низкая стоимость. 5. В настоящее время ведутся работы по созданию ЭВМ пятого поколения, которые разрабатываются на сверхбольших интегральных схемах.

Черты компьютера 5 поколения • Разработка производится на основе больших интегральных схем повышенной степени Черты компьютера 5 поколения • Разработка производится на основе больших интегральных схем повышенной степени интеграции, использования оптоэлектронных принципов (лазеры, голография). • Развитие идет также по пути "интеллектуализации" компьютеров, устранения барьера между человеком и компьютером. • В компьютерах пятого поколения произойдёт качественный переход от обработки данных к обработке знаний. • Архитектура компьютеров будущего поколения будет содержать два основных блока. Один из них — это традиционный компьютер. Но теперь он лишён связи с пользователем. Эту связь осуществляет блок, называемый термином "интеллектуальный интерфейс". Его задача — понять текст, написанный на естественном языке и содержащий условие задачи, и перевести его в работающую программу для компьютера.

Микрокомпьютеры • Laptop- (наколенник, от lap> — колено и top — поверх). По размерам Микрокомпьютеры • Laptop- (наколенник, от lap> — колено и top — поверх). По размерам • • близок к обычному портфелю. По основным характеристикам (быстродействие, память) примерно соответствует настольным ПК. Сейчас компьютеры этого типа уступают место ещё меньшим. Notebook- (блокнот, записная книжка). По размерам он ближе к книге крупного формата. Имеет вес около 3 кг. Помещается в портфельдипломат. Для связи с офисом его обычно комплектуют модемом. Palmtop - (наладонник) — самые маленькие современные персональные компьютеры. Умещаются на ладони. Магнитные диски в них заменяет энергонезависимая электронная память. Нет и накопителей на дисках — обмен информацией с обычными компьютерами идет линиям связи. Если Palmtop дополнить набором деловых программ, записанных в его постоянную память, получится персональный цифровой помощник (Personal Digital Assistant).

Сравнение ноутбуков и настольных компьютеров Преимущества ноутбуков Мобильность • Малый вес и габариты. • Сравнение ноутбуков и настольных компьютеров Преимущества ноутбуков Мобильность • Малый вес и габариты. • Для работы не обязательно подключать внешние устройства. Возможность автономной работы. • Возможность подключения к беспроводным сетям. . Недостатки: • Высокая цена. • Низкая максимальная производительность. • Ограниченность модернизации. • Проблемы совместимости с различными операционными системами. Качество встроенных компонентов. • Повышенная вероятность поломки. • Сложность ремонта.

Характеристики многоцелевого массовопараллельного суперкомпьютера среднего класса Intel Pentium Pro 200. Этот компьютер содержит 9200 Характеристики многоцелевого массовопараллельного суперкомпьютера среднего класса Intel Pentium Pro 200. Этот компьютер содержит 9200 процессоров Pentium Pro на 200 Мгц, в сумме (теоретически) обеспечивающих производительность 1, 34 Терафлоп (1 Терафлоп равен 1012 операций с плавающей точкой в секунду), имеет 537 Гбайт памяти и диски ёмкостью 2, 25 Терабайт. Система весит 44 тонны (кондиционеры для неё — целых 300 тонн) и потребляет мощность 850 к. Вт.

Lap. Top Notebook Palmtop Lap. Top Notebook Palmtop

Персональный компьютер, как промышленное изделие, состоит из нескольких блоков, связанных соединительными кабелями Минимальный блоков: Персональный компьютер, как промышленное изделие, состоит из нескольких блоков, связанных соединительными кабелями Минимальный блоков: комплект Дополнительные блоки: Системный блок + Клавиатура Монитор Мышь + Соединительные кабели Принтер (плоттер) Сканер Цифровая фото- или видеокамера Трекбол, джойстик, тачпад Микрофон , акустические системы Модем UPS ( источник бесперебойного питания) Графический планшет и т. д.

1. 1. Структурная схема персонального компьютера 1. 1. Структурная схема персонального компьютера

1. 2. Компоненты ПК Компьютер – это единая система, представляющая собой набор сменных компонентов, 1. 2. Компоненты ПК Компьютер – это единая система, представляющая собой набор сменных компонентов, связанных между собой стандартными интерфейсами. Архитектура компьютера – совокупность реализованных в нем интерфейсов.

Компонентом здесь выступает отдельный узел (устройство), выполняющий определенную функцию в составе системы. Интерфейсом называют Компонентом здесь выступает отдельный узел (устройство), выполняющий определенную функцию в составе системы. Интерфейсом называют стандарт присоединения компонентов к системе. В качестве такового служат разъемы, наборы микросхем, генерирующих стандартные сигналы, стандартный программный код.

Компоненты, выполняющие одинаковые функции, могут сильно отличаться друг от друга по характеристикам. Компоненты производятся Компоненты, выполняющие одинаковые функции, могут сильно отличаться друг от друга по характеристикам. Компоненты производятся десятками конкурирующих фирм. РАЗНООБРАЗИЕ

Архитектура ПК • Определяет принцип действия, информационные связи и взаимное соединение основных логических узлов Архитектура ПК • Определяет принцип действия, информационные связи и взаимное соединение основных логических узлов компьютера

 • Электронные элементы ПК (процессор, память, контроллеры) электрически взаимосвязаны посредством шин. Все взаимодействия • Электронные элементы ПК (процессор, память, контроллеры) электрически взаимосвязаны посредством шин. Все взаимодействия между устройствами осуществляются при помощи нескольких групп шин различных типов и назначения. • Шины — линии связи между различными элементами компьютера существенным образом определяют показатели быстродействия ПК. • Группы шин ПК объединены в системную шину определенной стандартной архитектуры (например, шины ISA или PCI), а также периферийные шины, например AGP.

1. 2. 1. Системная плата Служит для размещения остальных компонентов и организации взаимодействия между 1. 2. 1. Системная плата Служит для размещения остальных компонентов и организации взаимодействия между ними. Встроенные (интегрированные) компоненты. Системная (материнская) плата (карта) Магистраль передачи информации

 • Основные электронные компоненты, определяющие архитектуру процессора, размещаются на основной плате компьютера, которая • Основные электронные компоненты, определяющие архитектуру процессора, размещаются на основной плате компьютера, которая называется системной или материнской Mother. Board. • Контроллеры и адаптеры дополнительных устройств, либо сами эти устройства, выполняются в виде плат расширения (Dаughter. Board — дочерняя плата) и подключаются к шине с помощью разъёмов расширения, называемых также слотами расширения (англ. slot — щель, паз).

Материнская плата NVIDIA n. Force 680 i SLI – Elite. Group PN 2 SLI Материнская плата NVIDIA n. Force 680 i SLI – Elite. Group PN 2 SLI 2+.

Материнская плата Epox EP-5 EDAI Материнская плата Epox EP-5 EDAI

Материнская плата M/B ASUSTe. K M 3 A 78 -EH производитель модель Материнская плата M/B ASUSTe. K M 3 A 78 -EH производитель модель

Материнская плата M/B Super. Micro X 7 DB 8+ Материнская плата M/B Super. Micro X 7 DB 8+

Основой любой материнской платы является набор ключевых микросхем, также называемый набором логики или чипсетом Основой любой материнской платы является набор ключевых микросхем, также называемый набором логики или чипсетом (англ. chipset). Как правило, современные наборы системной логики строятся на базе двух СБИС: «северного» и «южного мостов» . Разработкой таких наборов занимаются несколько крупнейших мировых компаний: • • • Intel NVIDIA AMD VIA SIS То, какой чипсет положен в основу материнской платы, определяет, какой процессор, какую оперативную память и в каком объёме можно установить, сколько устройств можно подключить и как быстро всё это будет работать.

1. Процессорное гнездо. 2. Разъемы для оперативной памяти. 3. Интерфейсы шины PCI. 4. Микросхема 1. Процессорное гнездо. 2. Разъемы для оперативной памяти. 3. Интерфейсы шины PCI. 4. Микросхема системной логики (чипсет). 5. Интерфейсы для подключения жестких дисков и накопителей CD или DVD дисков 6. Интерфейсы для подключения FDD. 7. Блок портов ввода/вывода.

 Важным элементом платы является BIOS- базовая система ввода/вывода. Это программное обеспечение, позволяющее выполнять Важным элементом платы является BIOS- базовая система ввода/вывода. Это программное обеспечение, позволяющее выполнять стандартное управление стандартными компонентами системы. BIOS - (Basic Input-Output System), - энергонезависимое постоянное запоминающее устройство, в которое записаны программы, реализующие функции ввода-вывода, тестирования компьютера в момент включения и др.

1. 2. 2. Центральный процессор Кэш ЦП Выполнение команд программы (чтение команды из памяти, 1. 2. 2. Центральный процессор Кэш ЦП Выполнение команд программы (чтение команды из памяти, запись результата в память) Набор команд Быстродействие Тактовая частота ГГц 3. 2 ГГц Кремниевая пластина Технологическая норма Ядро 10 -ки млн транзисторов 45 нм Intel Celeron Pentium Core 2 Duo Xeon AMD ATHLON SEMPRON Opteron

 Важнейшим разъемом на плате является сокет процессора. Он представляет собой специальное устройство, состоящее Важнейшим разъемом на плате является сокет процессора. Он представляет собой специальное устройство, состоящее из большого количества контактов, расположенных в определённом порядке, определяющем правильное расположение процессора. Ниже процессорного сокета чаще всего расположен один или два специализированных разъёма для установки видеокарты.

Основные характеристики процессора • Быстродействие – число выполняемых операций в единицу времени. Каждый процессор Основные характеристики процессора • Быстродействие – число выполняемых операций в единицу времени. Каждый процессор работает с определенной тактовой частотой (МГц или ГГц), причем на выполнение команды может потребоваться до несколько десятков тактов. Например, тактовая частота одного из первых процессоров Intel 8088 составляла 4, 77 МГц, а тактовая частота современного процессора Pentium 3, 2 - 4 —ГГц.

 • Разрядность — максимальное количество разрядов двоичного числа, над которыми одновременно может выполняться • Разрядность — максимальное количество разрядов двоичного числа, над которыми одновременно может выполняться машинная операция.

 • Первый процессор был 4 -разрядным, то есть работал с числами, представляемыми 4 • Первый процессор был 4 -разрядным, то есть работал с числами, представляемыми 4 двоичными разрядами - 24= 16 чисел, 16 адресов. • 16 -разрядный процессор одновременно может работать с 216=б 5536 числами и адресами. • 32 -разрядный - 232=4 294 967 296. чисел. • При тактовой частоте 33 МГц обеспечивается выполнение 7 млн. коротких машинных операций (+, *, пересылка информации); при частоте 100 МГц -20 млн. аналогичных операций.

Процессор CPU AMD Opteron 2. 8 ГГц Процессор CPU AMD Opteron 2. 8 ГГц

Микропроцессор Atlon XP Основными производителями процессоров в настоящее время являются корпорации INTEL(Pentium, Celeron) и Микропроцессор Atlon XP Основными производителями процессоров в настоящее время являются корпорации INTEL(Pentium, Celeron) и AMD(Duron, Athlon). Сейчас сменилась архитектура процессоров – они становятся многоядерными - двух и более. Эта тенденция позволит разработать в скорое время настольный компьютер по мощности равный суперкомпьютерам. Intel Core 2 Duo, Athlon 64 X 2 - двухядерные процессоры AMD Quad-Core Opteron, AMD Quad-Core Phenom - четырехядерные процессоры

Устройство процессора • Основными блоками процессора являются арифметико-логическое устройство(АЛУ), устройство управления(УУ) и несколько ячеек Устройство процессора • Основными блоками процессора являются арифметико-логическое устройство(АЛУ), устройство управления(УУ) и несколько ячеек внутренней памяти – регистров. В регистрах хранятся команды, данные и адреса. АЛУ выполняет числовые и логические операции с данными в соответствии с кодом команды, хранящимся в регистре команд(сложение, сравнение и т. п. ) • УУ с помощью набора управляющих сигналов организует согласованную работу всех блоков процессора и управляет как передачей адресов, команд и данных в процессоре по внутренней шине, так и взаимодействием процессора с “внешнем миром”.

1. 2. 3. Системная память Оперативная + Кэш ОП Программы, исполняемые в настоящий момент 1. 2. 3. Системная память Оперативная + Кэш ОП Программы, исполняемые в настоящий момент Данные Двоичная бит, байт = 8 бит Адресуемая – номер байта Емкость: 1 Кб = 210 б = 1024 б, Мб, Гб 4 Гб ФОРМАТ внутреннего представления информации Модуль памяти 512 Мб, 1 Гб, 2 Гб Тип памяти DIMM, DDR 2 Кэш

 • Оперативная память RAM (Random Access Memory) — оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) хранятся • Оперативная память RAM (Random Access Memory) — оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) хранятся ПРОГРАММЫ, которые выполняются на компьютере в данный момент, и данные • ROM (Read Only Memory) — постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) и кэш.

 При работе на компьютере важны две характеристики памяти – емкость и скорость чтения/записи При работе на компьютере важны две характеристики памяти – емкость и скорость чтения/записи информации. В современных условиях минимальной считается емкость 32 Мб, а для работы с 3 -мерной графикой, видео и т. п. требуется 1000 Мб и выше. ОЗУ монтируется из отдельных модулей стандартной емкости 64 Мб, 128 Мб, 256 Мб. Чем больше у вас оперативной памяти – тем быстрее и легче работать программам.

Скорость чтения/записи данных • от 1 Гбайт/с для DRAM • до 2, 4 Гбайт/с Скорость чтения/записи данных • от 1 Гбайт/с для DRAM • до 2, 4 Гбайт/с для DDR SDRAM DIMM, DRAM, DDR SDRAM – различные модели работы памяти

Представление информации в компьютере Вся информация, поступающая в оперативную память компьютера с устройств ввода/вывода, Представление информации в компьютере Вся информация, поступающая в оперативную память компьютера с устройств ввода/вывода, кодируется и представляется в двоичном виде (0/1) 0 1 1 0 0 1 28=256 Минимальная единица измерения информации - 1 бит Бит может принимать значения 0 или 1 Объем хранящейся в компьютере информации измеряется в байтах (byte) В 1 байте записывается 256 комбинаций из 0 и 1 для представления различной информации 1 байт = 8 бит, 1 Кб = 210 байт = 1024 б, 1 Мб = 1024 Кб, . . .

Пример: формат данных 11000111 • • • число -57 буква «З» или символ «╟» Пример: формат данных 11000111 • • • число -57 буква «З» или символ «╟» код команды пересылки данного в память точка светло-серого цвета адрес 199

Модуль памяти Patriot DDR-II DIMM 2 Gb производитель Модуль памяти Patriot DDR-II DIMM 2 Gb производитель

ЦП и ОП – внутренний мир компьютера. Остальные компоненты – для долговременного хранения информации ЦП и ОП – внутренний мир компьютера. Остальные компоненты – для долговременного хранения информации и общения с внешним миром. Подключение к системе производится через АДАПТЕР (КОНТРОЛЛЕР).