Компьютеры и периферийные устройства

Автор Паша_Ш

 

 

ЭВМ – это комплекс программных  средств, предназначенных для автоматической обработки информации.

 

 

 

 

 Структура, архитектура  ЭВМ, систем и сетей.

 

Лекции: к.т.н., доц. Шарнов Александр Иванович.

 

Практика: Ивакин Константин Николаевич.

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

 

          Россия стоит на пути исторической  необходимости перехода на новый  уровень общественного и экономического  развития, определяемыми жестокими  требованиями рыночной экономики.  Речь идет о пути формирования  информационного общества. Материальная  база информационного общества  является информационная экономика.  Основы информационной экономики  составляет создание и потребление  информационных ресурсов или  информационных ценностей.

 

          Основные особенности информационной  экономики:

 

1).Главной формой накопления  является накопление знаний и  другой полезной информации.

 

2).Это изменение характера  производства процессов в основных  областях.

 

3).Экономически оправданным  является мелкосерийное и индивидуальное  производство.

 

4).Резкое возрастание скорости  экономических процессов.

 

5).Усиление интеграционных  процессов.

 

          Развитые страны мира стали  на путь информационной экономики  в 70 годах.

 

Такой путь имели следующие  моменты:

 

1).Превышение суммарных  затрат, чисто информационной базы  над другими отраслями.

 

2).Возрастание доли не  вещественных затрат.

 

3).Формирование глобальных  коммуникаций сети общества.

 

4).Увеличение в производстве  до 50% населения занятые информационной  обработкой.

 

 

 

ПРИНЦИПЫ ПОСТОЕНИЯ И  АРХИТЕКТУРА ЭВМ.

 

 

ЭВМ, компьютер – это  комплекс технических средств, предназначенных  для автоматической обработки информации в процессе решения вычислительных и информационных задач.

 

          Требования пользователей к выполнению  вычислительных работ определяется  подбором и настройкой технических  и программных средств объединенных  в одну структуру. 

 

 

Автор Паша_Ш

 

 

          Структура ЭВМ – это совокупность  ее элементов и их связей. Различают  структуры технических, программных  и аппаратурно-программных средств.

 

 

Архитектура ЭВМ – это  многоуровневая иерархия аппаратурно-программных  средств, из которых состоит ЭВМ. Каждый из уровней допускает многовариантное  построение и применение.

 

          Детализацией архитектурного и  структурного построения ЭВМ  занимаются различные категории  специалистов вычислительной техники:

 

1.    

 

2.    

 

3.    

 

4.    

 

 

Содержание знаний и умений специалистов по ПО и его эксплуатации составляют:

 

1) Технические и эксплуатационные  характеристики.

 

2) Производительность ЭВМ  – объем работ осуществляющих  ЭВМ в единицу времени.

 

3) Емкость запоминающих  устройств: ОЗУ и ДЗУ.

 

4) Надежность – это  способность ЭВМ при определенных  условиях выполнять требуемые  функции в течение заданного  периода времени.

 

5) Точность – это возможность  различать почти равные значения.

 

6) Достоверность – это  свойство информации быть правильно  воспринятой.

 

 

Классификация ЭВМ

 

 

          Величина и разнообразие современного  парка ЭВМ потребовали системы  квалификации ЭВМ. Предложено  много принципов классификации:

 

1.     Классификация  ЭВМ по форме представления  величин вычислительной машины  делят на:

 

-         аналоговые (непрерывного действия) АВМ

 

-         цифровые (дискретного действия) ЦВМ

 

-         аналого-цифровые (гибридные) ГВМ

 

В АВМ обрабатываемая информация представляется соответствующими значениями аналоговых вычислений: ток, напряжение угол поворота.

 

 

Автор Паша_Ш

 

 

          В ЦВМ (ЭВМ) информация кодируется  двоичным кодом. Широкое применение получили ЦВМ с электрическим представлением дискретной информации – электронные ЦВМ.

 

 

2.     Классификация  ЭВМ по поколениям (по элементарной  базе):

 

-         Первое поколение (50г.): ЭВМ на  электронных вакуумных лампах.

 

-         Второе поколение (60г.): ЭВМ на  дискретных полупроводниковых приборах (транзисторах).

 

-         Третье поколение (70г.): ЭВМ на  полупроводниковых интегральных  схемах с малой степенью интеграции.

 

-         Четвертое поколение (80г.): ЭВМ  на больших интегральных схемах.

 

-         Пятое поколение (90): ЭВМ на  сверхбольших интегральных схемах.

 

-         Шестое и последующие поколения:  оптоэлектронные ЭВМ с массовым  параллелизмом и нейронной структурой  – с распределенной степенью  большого числа несложных микропроцессоров, моделирующих архитектуру нейронных  биологических систем.

 

Интегральная схема –  электронная схема специального назначения, выполненная в виде единого  полупроводникового кристалла, объединяющего  большое число диодов и транзисторов.

 

3.     Классификация  ЭВМ по мощности (быстродействию):

 

1).Супер-ЭВМ – машины  для крупно-маштабных задач (фирма IBM).

 

2).Большие ЭВМ – машины  для территориальных, региональных  задач.

 

3).Средние ЭВМ – машины  очень широкого распространения.

 

4).Малые ЭВМ.

 

5).ПЭВМ (персональные ЭВМ).

 

6).Микро ЭВМ и микропроцессоры.

 

7).Сети ЭВМ.

 

 

 

Общие принципы построения современных  ЭВМ.

 

 

          Основным принципом построения  ЭВМ является программное управление, в основе которого лежит представление  алгоритма решения любой задачи  в виде программы вычислений.

 

          Алгоритм – это конечный набор  предписаний, определяющий решения  задачи посредством конечного  количества операций (ISO 2382/1-84 международный  стандарт).

 

          Программа – это упорядоченное  последовательность команд подлежащих  обработки.

 

          Принцип программного управления  может быть осуществлен разными  способами. Стандартом для построения  практически всех ЭВМ был представлен  в 1945 году Нейманом. Схема ЭВМ, отвечающая программному принципу управления отражает характер действия человека по алгоритму.

 

УПД

 

УВС

 

ЗУ

 

УВ

 

АЛУ

 

УУ

 

ВЗУ

 

ОЗУ

 

ДЗУ

 

 

Автор Паша_Ш

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

    программы                                                                                                 потоки 

 

    и исходные                                                                                               информации

 

      данные

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Обобщенная структура  ЭВМ Джен Фон Неймана первого и второго поколений

 

 

УПД – устройство подготовки данных.

 

УВС – устройство ввода.

 

АЛУ – арифметико-логическое устройство.

 

УУ – устройство управления.

 

ОЗУ – оперативное запоминающее устройство.

 

ДЗУ – длительно запоминающее устройство

 

ВЗУ – внешнее запоминающее устройство.

 

УВ – устройство вывода.

 

ЗУ+АЛУ+УУ – процессор.

 

 

          Любая ЭВМ имеет устройство  ввода информации, с помощью которого  в ЭВМ вводят программы решения  задач и данные к ним.

 

          ОЗУ – предназначено для оперативного  запоминания программы хранящейся  в исполнении.

 

          ВЗУ – предназначено для долговременного  хранения информации.

 

          Кэш-память – промежуточная память  между ОЗУ и ВЗУ.

 

          УУ – предназначено для автоматического  выполнения программ путем принудительной  координации всех остальных устройств  ЭВМ.

 

 

Автор Паша_Ш