1.Принципы Джона фон Неймана 1945г.

1)Принцип двоичного кодирования- вся информация, поступающая в ЭВМ, кодируется с помощью двоичных сигналов. 2)Принцип программного управления-программа состоит из набора команд, которые выполняются процессором автоматически друг за другом в определенной последовательности.3)Принцип однородности памяти-программы и данные хранятся в одной и той же памяти. Поэтому ЭВМ не различает, что хранится в данной ячейке памяти – число, текст или команда.(Над командами можно выполнять такие же действия, как и над данными).4)Принцип адресности-структурно основная память состоит из пронумерованных ячеек, причем процессору в произвольный момент времени доступна любая ячейка.

Согласно фон Нейману-ЭВМ состоит из следующих основных блоков: 1) устройства ввода/вывода информации;2)память компьютера;3)процессор, состоящий из устройства управления (УУ) и арифметико-логического устройства (АЛУ) (Обычно эти два устройства выделяются условно, конструктивно они не разделены).

Компьютер можно представить себе как процессор, многоуровневую систему памяти, систему внешних и внутренних связующих коммуникаций и периферийные устройства. К функциям памяти относятся:1)Приём информации из других устройств;2)Запоминание информации; 3)Выдача информации по запросу в другие устройства машины. Функции процессора: 1)Обработка данных по заданной программе путем выполнения арифметических и логических операций;2)Программное управление работой устройств компьютера.

Рисунок 1.1Схема сопряжения регистров процессора

2. Конвейеризация.

Методы совмещения операций – методы, при которых в любой момент времени выполняется одновременно более одной базовой операции. Эти методы включают два понятия: параллелизм и конвейеризацию. Хотя у них много общего, эти термины отражают два совершенно различных подхода. При параллелизме совмещение операций достигается путем воспроизведения в нескольких копиях аппаратной структуры. Высокая производительность достигается за счет одновременной работы всех элементов структур, осуществляющих решение различных частей задачи.

Конвейеризация (конвейерная обработка) основана на разделении функции на более мелкие части (ступени) и выделении для каждой из них отдельного блока аппаратуры. Обработку любой машинной команды можно разделить на этапы, организовав передачу данных от одного этапа к следующему. Конвейеризацию можно использовать для совмещения этапов выполнения разных команд. Производительность при этом возрастает благодаря тому, что одновременно на различных ступенях конвейера выполняются несколько команд. Конвейеризация широко применяется во всех современных процессорах.

Конвейеризация увеличивает пропускную способность процессора (количество команд в единицу времени), но она не сокращает время выполнения отдельной команды, а увеличивает из-за накладных расходов, связанных с управлением регистровыми станциями. Конвейеризация эффективна только тогда, когда загрузка конвейера близка к полной, а скорость подачи новых команд и операндов соответствует максимальной производительности конвейера.

3.Принтеры.

Можно разделить на игольчатые (матричные), струйные и лазерные. Игольчатые принтеры до последнего времени являлись основным стандартным устройством вывода для персональных компьютеров, поскольку струйные принтеры работали еще неудовлетворительно, а цена лазерных была достаточно высока.Достоинства этих принтеров: удовлетворительная скорость печати и универсальность, заключающаяся в способности работать с любой бумагой, а также низкая стоимость печати. Игольчатый принтер формирует знаки несколькими иголками, расположенными в головке принтера. Бумага втягивается с помощью вала, а между бумагой и головкой принтера располагается красящая лента. При ударе иголки по этой ленте на бумаге остается закрашенный след. Иголки, расположенные внутри головки, обычно активизируются электромагнитным методом. Головка двигается по горизонтальной направляющей и управляется шаговым двигателем. Так как напечатанные знаки внешне представляют собой матрицу, а воспроизводит эту матрицу игольчатый принтер, то часто его называют матричным принтером.

Игольчатый принтер – механическое устройство, а работа механических узлов всегда сопровождается шумом. Качество печати сильно зависит от разрешения принтера, т.е. количества точек, которое печатается на одном дюйме - dpi.

Принцип работы струйных принтеров напоминает игольчатые принтеры. Вместо иголок здесь применяются тонкие сопла, которые находятся в головке принтера. В этой головке установлен резервуар с жидкими чернилами, которые через сопла как микрочастицы переносятся на материал носителя. Цветные струйные принтеры имеют более высокое качество печати по сравнению с игольчатыми цветными принтерами и невысокую стоимость по сравнению с лазерными. Цветное изображение получается за счет использования (наложения друг на друга) четырех основных цветов. Уровень шума струйных принтеров значительно ниже, чем у игольчатых, поскольку его источником является только двигатель, управляющий перемещением печатающей головки. При черновой печати скорость струйного принтера значительно выше, чем у игольчатого. Качество печати зависит от количества сопел в печатающей головке – чем их больше, тем выше качество. Основной недостаток струйного принтера – возможность засыхания чернил внутри сопла, что приводит к необходимости замены печатающей головки.

Лазерные принтеры обеспечивают более высокое качество печати по сравнению со струйными и игольчатыми принтерами. Однако стоимость печати выше, особенно при использовании цветных лазерных принтеров. Таким образом, для получения высококачественной черно-белой печати целесообразно использовать лазерный принтер, а для получения цветного изображения можно использовать цветной струйный принтер. В лазерных принтерах используется механизм печати, применяемый в ксероксах. Стоимость цветного лазерного принтера значительно выше, чем черно-белого, а скорость печати – ниже.

Билет №10