Содержание
-
АППАРАТНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
-
Классификации компьютерной техники
по производительности; по этапам развития (по поколениям); по принципу действия; по архитектуре; по условиям эксплуатации; по количеству процессоров; по потребительским свойствам и т.д.
-
Классификация компьютеров по производительности
микрокомпьютеры; мейнфреймы; суперкомпьютеры.
-
Единицы производительности ЭВМ
Такт – время однократного срабатывания логического элемента. Флопс – количество операций с плавающей запятой, выполняемые вычислительной системой за секунду.
-
Компьютер ЭНИАК (1946 г.) при массе 27 т и энергопотреблении 150 кВт, обеспечивал производительность в 300 флопс. БЭСМ-6 (1968) – 1 Мфлопс,Cray-1 (1974) – 160 Мфлопс,Cray Y-MP (1988) – 2,3 Гфлопс,суперкомпьютер СКИФ МГУ (2008) – 60 Тфлопс,суперкомпьютерBlueGene/L (2006) – 478,2 Тфлопс,суперкомпьютер IBM Roadrunner (2008) – 1,105 Пфлопс, суперкомпьютерJaguar (2008) – 1,64 Пфлопс.
-
Классификация ЭВМ по этапам развития
-
Общая структура ЭВМ
Структура ЭВМ – это совокупность элементов компьютера и связей между ними. Под архитектурой ЭВМ понимают её логическую организацию, состав и назначение её функциональных средств, принципы кодирования и т.п. – все то, что однозначно определяет процесс обработки информации.
-
В 1945 г. Джон фон Нейман подготовил научный отчет, где впервые представил логическую организацию ЭВМ независимо от ее элементной базы. Это позволило заложить основы проектирования ЭВМ. Архитектура фон Неймана Джон фон Нейман (1903-1957)
-
Потоки команд и данных в ЭВМ
-
В ЭВМ вводится информация двух типов:
Программа- набор команд, указывающий центральному процессору как нужно осуществлять решение задачи. Программа помещается в памяти ЭВМ и используется только устройством управления. Данные - это определенные факты, цифры, необходимые для решения конкретной задачи. Они направляются к различным устройствам внутри ЭВМ и обрабатываются в АЛУ (арифметико-логическом устройстве). Данные не нужны для устройства управления.
-
Структура ЭВМ состоит из 5 основных функциональных блоков:
Устройство ввода информациислужат для ввода данных и программ в ЭВМ. Здесь осуществляется кодирование информации с языка человека (аналоговый сигнал) на язык двоичных кодов для ЭВМ.
-
Память (внутренняя и внешняя) - хранилище данных и программ.
-
Арифметическое устройство (АЛУ) - складывает, вычитает, сравнивает, выполняет другие логические операции.
-
Устройство управления - последо-вательно считывает содержимое ячеек памяти, где находится программа и организует ее выполнение. Порядок команд может быть изменен с помощью команд передачи управления (перехода) - это позволяет организовать циклы, ветвления и т.д., т.е. выполнять сложные программы.
-
Устройство вывода информации– служит для вывода полученных результатов. Здесь осуществляется дешифрация с языка ЭВМ на язык, понятный человеку (или аналоговый сигнал).
-
Принципы фон Неймана
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. Это обеспечивает оперативную перенастройку машины с одной задачи на другую.
-
Принцип адресности. Структурно основная память состоит из пронумерованных ячеек; процессору в произвольный момент времени доступна любая ячейка.
-
Два принципа архитектуры ЭВМ - последовательная и параллельная
Традиционная архитектура ЭВМ была последовательной. Это означало, что в любой момент времени выполнялась только одна операция и только над одним операндом. Идея новой архитектуры ЭВМ заключалась в параллелизме процесса обработки данных, когда одна и та же операция применяется одновременно к массиву (вектору) значений (операндов). В этом случае можно получить выигрыш в скорости вычислений.
-
По классификации Флинна параллельные архитектуры делятся на четыре категории: SISD – система с одним потоком команд и одним потоком данных; SIMD – система с одним потоком команд и несколькими потоками данных; MISD – система с несколькими потоками команд и одним потоком данных; MIMD – система с несколькими потоками команд и несколькими потоками данных.
-
Состав вычислительной системы называют конфигурацией. Современный компьютер можно пополнять новыми устройствами – это свойство называют открытостью архитектуры. Вычислительная система
-
Пользователь получает возможность: выбрать конфигурацию компьютера; расширить систему, подключив к ней новые устройства; модернизировать систему, заменив любое из устройств более новым. Преимущества открытой архитектуры
-
Магистральный способ обмена данными
Интерфейс – это набор требований, выполнение которых обеспечивает работоспособное сопряжение различных модулей. Шиной (Bus) называется вся совокупность линий (проводников на материнской плате), по которым обмениваются информацией компоненты и устройства ПК.
-
Любая стандартная магистраль содержит следующие основные шины: адресную шину (например, для передачи данных об адресе ячейки ОЗУ из которой следует скопировать информацию в процессор); шину данных (по ней происходит копирование данных из ОЗУ в регистры процессора и обратно); шину команд (линии, по которым передаются сигналы управления обменом, запросы прерывания и др.или для передачи команд процессору из ОЗУ); шину питания, подводящую питающее напряжение ко всем потребителям, подключенным к магистрали.
-
В качестве системной магистрали в современных ПК используются: шины расширений – шины общего назначения, позволяющие подключать большое число самых разнообразных устройств; локальные шины, специализирующиеся на обслуживании устройств определенного типа.
-
Процессор Оперативнаяпамять Шина данных Адресная шина Командная шина
-
Для согласования интерфейсов периферийные устройства подключаются к шине не напрямую, а через свои контроллеры (адаптеры) и порты по такой схеме: Устройство→Контроллер (адаптер)→Порт→Шина
-
Контроллер – устройство, которое связывает периферийное оборудование или каналы связи с центральным процессором, освобождая процессор от непосредственного управления функционированием данного оборудования. Адаптер – устройство, выполняющее согласованный обмен данными между различными каналами передачи данных
-
Порты – это электронные схемы, содержащие один или несколько регистров ввода-вывода и позволяющие подключить периферийные устройства к внешним шинам микропроцессора.
-
Порты
К последовательному порту (COMmunicationport) подсоединяются медленно действующие или достаточно удаленные устройства (мышь, модем, сканер штрих-кодов). Параллельный порт обеспечивает одновременную передачу нескольких битов данных (4 или 8), к нему подсоединяются более «быстрые» устройства – принтер и сканер.
-
Через игровой порт подсоединяется джойстик. Клавиатура и монитор подключаются к своим специализированным портам, представляющим собой простые разъемы. USB-порт – универсальная последовательная шина (UniversalSerialBus)
Нет комментариев для данной презентации
Помогите другим пользователям — будьте первым, кто поделится своим мнением об этой презентации.