- •Учебный курс
- •Архитектура
- •Архитектура современной вычислительной техники
- •Классификация
- •Классификация ЭВМ
- •Классификация ЭВМ
- •ИСТОРИЯ и ЭТАПЫ РАЗВИТИЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ
- •Этапы развития вычислительной техники
- •Периоды и поколения
- •Домеханический период
- •Кипу - узелки для запоминания численной информации у индейцев – инков.
- •ОТ ПАЛЬЦЕВ ДО АБАКА
- •счет на счетах
- •счет на абаках
- •Абак – вершина домеханического этапа. Появился впервые около 3000 лет назад. Западноевропейский абак
- •Абак и счеты сегодня
- •После изобретения абака в мире настала новая полоса спокойствия — почти на шесть
- •Палочки Непера
- •Первую же логарифмическую линейку создал уже после смерти Непера англичанин Роберт Биссакар, а
- •На смену «пальцевому двигателю» уже шли первые механические считающие устройства на основе зубчатых
- •Механический
- •ЭскизОбщая история
- •Чертеж суммирующей машины Леонардо да Винчи из так называемого Мадридского Кодекса, обнаруженного в
- •Современная реконструкция суммирующей машины Леонардо да Винчи.
- •Неизвестно, была ли эта машина реализована. Неизвестно, знал ли о ней кто-либо, кроме
- •Механический калькулятор Вильгельма Шиккарда
- •Паскалина – суммирующая машина Блеза Паскаля. 1642 г. Механизирован процесс переноса разрядов –
- •Машина Готфрида Лейбница
- •Устройство арифмометра Лейбница
- •Арифмометр Лейбница
- •Следующее открытие – колесо Однера, изобретение петербургского механика Вильгорда Однера. Колесо Однера с
- •Арифмометр Томаса
- •В 1880г. В.Т. Однер создает в России арифмометр с зубчаткой с переменным количеством
- •Колесо Однера
- •Арифмометр Однера
- •Знаменитый арифмометр «Феликс»
- •Вершина механического этапа развития средств обработки численной инфорции
- •Арифмометр Берроуза – шаг к электромеханическим устройствам
- •Арифмометр «Брунсвига»
- •Электро- механический период
- •Перфокарты Жаккара
- •Перфокарты Жаккара
- •Разностная машина Чарльза Бэббидж
- •Чарльз Бэббидж
- •Каретка дифференциальной машины Беббиджа
- •Современная реконструкция секции разностной машины Беббиджа
- •Ада Байрон, леди Лавлейс, дочь поэта Байрона, первая
- •Друг Бэббиджа, графиня Ада Августа Лавлейс, показала, как можно использовать аналитическую машину -
- •Ада Байрон
- •Герман Холлерит
- •Машина Холлерита
- •Электронный
- •Идеи создания электронных выч. машин возникли в конце 30-х - начале 40-х гг.
- •На первых отечественных ЭВМ ввод информации был такой же («голь на выдумки хитра»).
- •Реконструкция вычислительной релейной Машины Цузе – Z3 (1939–1941).
- •Немецкий математик Конрад Цузе - создатель 1-й программно-управляемой
- •Марк - 1
- •Первый работающий компьютер – электромеханический Mark-1
- •Первый работающий компьютер – электромеханический Mark-1
- •1945 год. Первый компьютерный «bug» (ошибка)
- •9 сентября 1945 года моль влетела в одно из реле и застопорила его.
- •Марк - 1
- •ЭНИАК
- •МЭСТ и БЭСМ
- •Элементная база на интегральных схемах. Усложнилась архитектура ЭВМ и их периферийное оборудование, что
- •APPLE-2 на базе процессора 6502
- •Распространение персональных компьютеров к концу 70-х годов привело к некоторому снижению спроса на
- •APPLE
- •В 90-е годы выпускаются ЭВМ с многими десятками параллельно работающих микропроцессоров, позволяющих строить
- •Настоящее время - время супер-ЭВМ и Internet.
- •Аппаратная
- •Архитектура персонального компьютера
- •Архитектура персонального компьютера
- •Вычислительные системы современных компьютеров общего назначения чаще всего строят с использованием следующей архитектуры:
- •компьютера
- •Основные устройства
- •Дополнительные (внешние) устройства
- •Из чего состоит системный блок?
- •МИКРОПРОЦЕССОР — МОЗГ компьютера
- •INTEL
- •ОПЕРАТИВНАЯ ПАМЯТЬ (ОЗУ)
- •Модули памяти бывают:
- •Содержит закодированные команды и программы, которые
- •Для организации взаимодействия процессора
- •ОСНОВНЫХ
- •Обмен информацией между ОЗУ и внешними
- •ПОРТЫ ВВОДА-ВЫВОДА - это электронные схемы для подключения внешних устройств
- •Типы мониторов:
- •Совместно с монитором видеокарта образует ВИДЕОПОДСИСТЕМУ компьютера
- •Видеоподсистема имеет несколько
- •Размер пиксела: зависит от разрешающей способности экрана
- •Разрешающая способность экрана (в пикселях):
- •Общая блок-схема устройства ПК
- •Постоянная память,
- •Кеш-память
- •Регистровая память
- •Организация памяти
- •Организация памяти
- •Периоды и поколения
Разрешающая способность экрана (в пикселях): |
640*480 |
|
800*600 |
|
1024*768 |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
256 цветов |
256 цветов |
256 цветов |
||||||||
|
Минимальное количество цветов |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
Размер пиксела (зерна): |
|
|
|
|||
|
0,39мм |
0,31мм |
|
0,25мм |
Видеопамять
(минимальный объем видеопамяти) :
256 Килобайт 512 Килобайт 1 Мегабайт
Общая блок-схема устройства ПК |
|
||||||
Процессор |
|
Материнская плата |
В |
Кла виа тур а |
|||
Оперативная |
Контроллер |
Б |
|||||
|
|
||||||
Сопроцессор |
память |
клавиатуры |
П |
||||
Системная магистраль данных - шина |
Вин ч |
|
|||||
|
Слот 1 |
Слот 2 |
Слот 3 |
Слот 4 |
есет |
|
|
|
|
|
|
|
р |
|
|
Видео- |
Контроллеры |
Адаптер |
Контроллер |
|
|
||
адаптер |
дополнит. |
|
|
||||
портов |
дисков |
|
|
||||
|
устройств |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|||
Системный блок |
|
Floppy-дисковод |
|
||||
|
|
|
|
||||
Монитор |
Сканер, модем, |
Принтер, мышь, |
|
||||
стример... |
|
джойстик и т.д. |
|
|
|||
|
|
|
|
|
Постоянная память, |
|
Оперативная память, |
||||
|
или |
|
|
или |
|
|
постоянное запоминающее |
оперативное |
|
||||
|
устройство |
|
запоминающее устройство |
|||
(ПЗУ или ROM) |
|
(ОЗУ или RAM) |
||||
служит |
для |
хранения |
предназначена |
для |
||
программ |
начальной |
хранения |
информации, |
|||
загрузки |
компьютера |
и |
изменяющейся в |
ходе |
||
тестирования |
его узлов. |
выполнения |
процессором |
|||
Используется |
только |
для |
операций по ее обработке. |
|||
чтения. |
|
|
|
Используется |
для |
чтения, |
|
|
|
|
записи информации. |
|
энергонезависима, то есть записанная в ней информация не изменяется после выключения компьютера.
энергозависима, то есть вся информация хранится в этой памяти только тогда, когда компьютер включен.
RAM
Физически для построения запоминающего
устройства типа RАМ используют
микросхемы динамической и статической памяти, для которых
сохранение бита информации означает
сохранение электрического заряда (именно этим объясняется энергозависимость
всей оперативной памяти, то есть потеря при выключении компьютера всей информации, хранимой в ней).
RAM
Оперативная память компьютера физически выполняется на элементах динамической RАМ, а для согласования работы сравни- тельно медленных устройств (в нашем случае динамической RАМ) со сравнительно быстрым микропроцессором используют
функционально для этого предназначенную кэш-память, построенную из ячеек
статической RАМ. Таким образом, в ПК
присутствуют одновременно оба вида RАМ. Физически внешняя кэш-память также
реализуется в виде микросхем на платах, которые вставляются в соответствующие слоты на материнской плате.
Кеш-память
Необходимо заметить, что современные процессоры имеют свою внутреннюю кэш- память (таким образом, кэш- памятей в компьютере несколько), одна - самая быстрая и маленькая - встроена непосредственно в процессор.
В современных PC есть быстрая память еще
одного вида, имеющая специальное назначение. Видеопамять хранит
закодированное изображение экрана монитора. В IВМ РС видеопамять является компонентой контроллера (видеоадаптера, видеокарты), управляющего работой дисплея.
RAM
Часть обычной стандартной области ОЗУ по необходимости используется для хранения резидентной части операционной системы, драйверов периферийных устройств. Но основное ее назначение — загрузка в нее исполняемых программ.
Регистровая память
Регистровая память процессора — это внутренняя память процессора (иногда называется СОЗУ - сверхоперативное запоминающее устройство). Регистров немного (у IВМ РС их 14). Каждый из регистров служит своего рода черновиком, используя который процессор выполняет расчеты и сохраняет промежуточные результаты. Полученные результаты переписываются из регистров процессора в ячейки ОЗУ.
Организация памяти
Часть обычной стандартной области ОЗУ по необходимости используется для хранения резидентной части операционной системы, драйверов периферийных устройств. Но основное ее назначение — загрузка в нее исполняемых программ.
Организация памяти
Обмен информацией между процессором и внутренней памятью производится машинными словами (из регистра в ячейку и обратно). Адрес ячейки, в которую направляется информация, передаваемая по шине данных, передается процессором по адресной шине.