Организация с общей шиной (Unibus)

Здесь через МЛТП обозначен мультиплексор, К1- К3 - контроллеры ВУ, Арбитр - аппаратная система приоритетов, разрешающая конфликты при одновременном обращении к Общей шине.

Используется единое адресное пространство ячеек памяти и внешних устройств. Следовательно, все команды обработки данных процессора могут быть применены и к регистрам внешних устройств. Общая шина является «узким местом» и снижает производительность и надежность машины.

Структура ЭВМ с непосредственными связями – 1)ЦП – центральный процессор; 2)ОП – оперативная память; 3)ВУ - внешнее устройство. Каждое устройство может связываться с любым другим.

 

9) Структура ЭВМ с канальной организацией – Центральным элементом машины является память ОП, которая хранит программы центрального процессора и каждого из каналов. Различают каналы: Селекторный - управляет только одним устройством и применяется для подключения быстрых устройств; Мультиплексный - управляет несколькими более медленными внешними устройствами.

10) Структура ЭВМ с магистральной организацией по типу общая шина – используется единое адресное пространство ячеек памяти и внешних устройств. Все команды обработки данных процессора могут быть применены и к регистрам внешних устройств. Общая шина является «узким местом» и снижает производительность и надежность машины.

11) Структура ЭВМ с шинной организацией – Используются различные адресные пространства для обращения к памяти и устройствам ввода -вывода. Это требует выделения специальной группы команд ввода- вывода в системе команд процессора. Шина прямого доступа к памяти (ПДП) используется для связи ВУ и памяти без участия процессора.

12) Информационная модель ЭВМ - Обработка чисел, символьной информации, логическая обработ­ка, обработка сигналов — это все частные случаи общего понятия под названием «обработка информации». Дня ЭВМ характерен при­знак: информация представляется с помощью двоичных целых чисел. Какие характеристики позволяет определить информационная модель ЭВМ – узлы хранения имеют: 1)вместимость (максимальную, среднюю или минимальную); скорость выборки; разрядность выборки. 2) Преобразующие узлы имеют скорость преобразования; 3) каналы определяются: скоростью передачи информации (пропускная способность); разрядностью передачи.

Классификация ЭВМ

Класс ЭВМ по принципу действия – вычислительные машины: АВМ(работают с инфо, представленной в непрерывной форме), ГВМ (работают с инф, представленной как в непрерывной, так и в дискретной форме), ЦВМ (работают с информацией, представленной в дискретной форме)

Класс ЭВМ по этапам создания – 1-е поколение (ЭВМ на электронный вакуумных лампах), 2-е поколение (ЭВМ на дискретных полупроводниковых приборах), 3-е поколение (ЭВМ на полупроводниковых интегральных схемах с малой и средней степенью интеграции), 4-е поколение (ЭВМ на больших и сверхбольших интегральных схемах-микропроцессорах), 5-е поколение (ЭВМ на сверхсложных микропроцессорах с параллельно-векторной структурой, одновременно выполняющих десятки команд программы), 6-е поколение (оптоэлектронные ЭВМ с массовым параллелизмом и нейронной структурой)

Класс ЭВМ по назначению – вычислительные машины: универсальные, проблемо-ориентированные, специализированные

Класс ЭВМ по размерам – 1) супер ЭВМ, 2) Большие ЭВМ, 3) малые ЭВМ, 4) Микро ЭВМ

Особенности мэйнфреймов - Большие эвм за рубежом называют майнфреймами, предназначены для решения научно-технических задач, работа в вычислительных системах с большими базами данных, управление вычислительными сетями и их ресурсами. Использование майнфреймов в качестве больших сетей является наиболее актуально.

Особенности малых ЭВМ – 1) Широкий диапазон производительности, 2) Аппаратная реализация большинства системных функций ввода-вывода инф., 3) Простая реализация микропроцессорных и многомашинных систем, 4) Высокая скорость обработки прерываний, 5) Возможность работы с форматами данных различной длинны.

14) ПК. Классификация ПК. Ноутбук

· Какими качествами должен обладать ПК – 1) Автономность эксплуатации, 2) Надежность работы, 3) «Дружественность» операционной системы и ПО, 4) Малая стоимость, 5) Гибкость архитектуры

· Класс ПК по конструктивным особенностям – стационарные и переносные (портативные и портативные рабочие станции)

· Преимущества и недостатки ноутбуков – преимущества: 1) малый вес и габариты, 2) не обязательны внешние устройства, 3) возможность автономной работы, 4) возможн. Подключения к беспроводным сетям. Недостатки: 1) Качество встроенных компонентов, 2) Повышенная вероятность поломки, 3) Сложность ремонта.

· Класс ноутбука на основе назначения и тех. характеристик – 1) Бюджетные, 2) Ноуты среднего класса, 3) Бизнес-ноутбуки, 4) Мультимедийные. 5)Игровые, 6)Мобильная рабочая станция, 7) Имиджевые, 8) Защищённые, 9) С сенсорным дисплеем

· Класс на основе размера диагонали –

1) 17 дюймов и более

2) 14-16 дюймов – массовые,

3) 11-13,3 дюйма – субноутбуки,

4) 9-11 дюйма – ультрапортативные,

5) 7-12, дюйма – нетбуки,

6) менее 7 дюймов- наладонные компьютеры.

15) Информационно – логические основы построения ПК. Основы алгебры логики. Логический синтез вычислительных схем.

Алгебра логики – это раздел математической логики, значения всех элементов (функций и аргументов) которой определены в двухэлементном множестве: 0 и 1. Алгебра логики оперирует с логическими высказываниями.

Высказывание – это любое предложение, в отношении которого имеет смысл утверждение о его истинности или ложности. При этом считается, что высказывание удовлетворяет закону исключенного третьего, т.е. каждое высказывание или истинно, или ложно и не может быть одновременно и истинным, и ложным. В алгебре логики все высказывания обозначают буквами а, b, с и т.д.

Алгоритм - это точно определенная последовательность действий, которые необходимо выполнить над исходной информацией, чтобы получить решение задачи.

Свойства алгоритма: дискретность, определенность, результативность, массовость.

Способы описания алгоритма:словесно-формульный, структурный (блок-схемный), алгоритмическим языком, с помощью графических схем.

16) Машинная команда - это элементарная инструкция компьютеру, выполняемая им автоматически без дополнительных указаний и пояснений.

Машинная команда состоит из двух частей: операционной и адресной.

Операционная часть команды — это группа разрядов в команде, предназначенная для представления кода операции машины.

Адресная часть команды — это группа разрядов в команде, в которых записываются коды адреса ячеек памяти машины.

Типовая структура трехадресной команды:

КОП

а1

а2

а3

где КОП -код операции;

а1 и а2 - адреса ячеек (регистров), где расположены соответственно первое и второе числа, участвующие в операции;

а3 - адрес ячейки (регистра), куда следует поместить число, полученное в результате выполнения операции.

Типовая структура двухадресной команды:

КОП

а1

а2

где a1 - это обычно адрес ячейки (регистра), где хранится первое из чисел, участвующих в операции, и куда после завершения операции должен быть записан результат операции;

а2 -обычно адрес ячейки (регистра), где хранится второе участвующее в операции число.

Типовая структура одноадресной команды:

КОП

а1

где a1 в зависимости от модификации команды может обозначать либо адрес ячейки (регистра), где хранится одно из чисел, участвующих в операции, либо адрес ячейки (регистра), куда следует поместить число результат операции.

Безадресная команда - содержит только код операции, а информация для нее должна быть заранее помещена в определенные регистры машины (безадресные команды могут использоваться только совместно с командами другой адресности).

Состав машинных команд:

1)операции пересылки информации внутри ЭВМ;

2) арифметические операции над информацией;

3)логические операции над информацией;

4)операции обращения к внешним устройствам ЭВМ;

5)операции передачи управления;

6)обслуживающие и вспомогательные операции.

17) Логическая схема ПК

 

18) Внутренняя память.

Оперативная память – RAM, память с произвольным доступом, обладает большим быстродействием, энергозависима.

Кэш-память - хранит копии наиболее часто используемых участков RAM, позволяет увеличить скорость выполнения операций.

Постоянная память – BIOS, В нее данные занесены при изготовлении компьютера. Обозначается ROM.

Полупостоянная память - CMOS, хранит параметры конфигурации компьютера, не изменяется при выключении компьютера.

Видеопамять - используется для хранения видеоизображения, выводимого на экран, входит в состав видеоконтроллера.

19) Внешняя память. Физическая структура диска.

Внешняя память -группа устройств, которые предназначены для долговременного хранения больших массивов информации - программ данных.

Дорожка - это одно "кольцо" данных на одной поверхности диска.

Сектор - минимальный адресуемый элемент на гибком диске.

Цилиндр - это несколько равноудаленных от центра вращения магнитного диска дорожек, расположенных на разных дисковых поверхностях друг над другом.

Кластер -наименьшая область жесткого диска, воспринимаемая системой. Размер зависит от размера диска, типа файловой системы и т.д.

20) Внешняя память. Структура дискретного пространства диска.

Логическая структура диска –(гибких) представляет собой совокупность секторов (емкость 512 байтов), каждый из которых имеет свой порядковый номер. Сектора нумеруются в линейной последовательности от первого сектора нулевой дорожки до последнего сектора последней дорожки. (жестких) - логическая структура жестких дисков несколько отличается от логической структуры гибких дисков. Минимальным адресуемым элементом жесткого диска является кластер, который может включать в себя несколько секторов. Размер кластера зависит от типа используемой таблицы FAT и от емкости жесткого диска.

Аппаратное обеспечение ПК.

Видеоадаптер – устройство, преобразующее графический образ,хранящийся как содержимое памяти компьютера, в форму, пригодную для дальнейшего вывода на экран монитора

Жесткий диск - предназначен для постоянного хранения информации, используемой при работе компьютера. На жестком диске минимальным адресуемым элементом является кластер, который содержит несколько секторов.

Внутренний динамик - устройство, предназначенное для вывода системных звуковых сообщений.

Звуковая карта - устройство, позволяющее прослушать записи с компакт-дисков, файлы MP-3, наслаждаться компьютерными играми, работать с Интернет - телефоном, Интернет - радиостанциями или серверами новостей.

Устройства СD -внешняя память компьютера, которая способна длительное время хранить на себе информацию в электронном виде

BIOS - базовая система ввода/вывода, обеспечивает доступ к ОС и аппаратуре ПК

Клавиатура - устройство для ввода первичной информации в компьютер, а также для управления его работой.

Мышь - устройство ввода, служащее для управления работой программ и для ввода простейших видов графической информации.

Монитор - важнейшее устройство, применяющееся для вывода информации.

Принтер - печатающее устройство для получения результатов работы программ на бумаге

Сканер - устройство для ввода в память машины изображений.

Плоттер - специализированное устройство для подготовки на бумаге различного рода конструкторских документов, чертежей, графиков, рисунков.

Дигитайзер - графический планшет для ввода графической информации.

Модем - это устройство, предназначенное для передачи цифровой информации по линиям связи.

Источник бесперебойного питания - устройство для обеспечения надежного электропитания.

АЛУ - блок процессора, который под управлением устройства управления служит для выполнения арифметических и логических преобразований (начиная от элементарных) над данными.

 

22) Функционально-структурная организация ЭВМ. Структурная схема ПК.

Обобщенная структурная схема ЭВМ:

УПД - устройство подготовки данных;

УВВ - устройство ввода информации;

ОЗУ - оперативное запоминающее устройство;

ВЗУ - внешнее запоминающее устройство;

АЛУ – арифметико-логическое устройство;

УУ – устройство управления; ПУ – пульт управления; УВыв – устройство вывода информации