1

Лекция 4

АППАРАТНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ КОМПЬЮТЕРА

из 33

2

Паскалина’(1642)

•зубчатые колеса

•десятичная система

•сложение и вычитание 8-разрядных чисел

из 33

4

ЭНИАК (1946)

Electronic Numerical Integrator And Computer

Дж. Моучли и П. Эккерт

Первый компьютер общего назначения:

•18000 электронных ламп

•длина 26 м, вес 35 тонн

•5000 сложений и 350 умножений в секунду

•десятичная система счисления

•10-разрядные числа

из 33

5

Развитие элементной базы

Первые компьютеры: электронно-вакуумные лампы

1947 г., У. Шокли, Д. Бардин и У. Браттейн

транзистор

1958 г., Дж. Килби

интегральная микросхема

1971 г., М. Хофф

микропроцессор Intel 4004

из 33

6

Персональные компьютеры

Apple-I (1976 г.)

Commodore PET

(1977 г.)

С.Джобс и С. Возняк

скомпьютером Apple-I

(1976 г.)

IBM-5150 (1981 г.)

из 33

7

I поколение ЭВМ (1945 – 1955)

• на электронных лампах

•каждая машина имеет свой язык

•нет операционных систем

•ввод и вывод: перфоленты, перфокарты, магнитные ленты

из 33

8

IIпоколение ЭВМ (1955 – 1965)

•на полупроводниковых транзисторах

(1948, Дж. Бардин, У. Брэттейн и У. Шокли)

•10-200 тыс. операций в секунду

•первые операционные системы

•первые языки программирования:

Фортран (1957), Алгол (1959)

•средства хранения информации: магнитные барабаны, магнитные диски

из 33

9

III поколение ЭВМ (1965 – 1975)

• на интегральных микросхемах

(1958, Дж. Килби)

• семейства компьютеров с общей архитектурой

• быстродействие до 1 млн. операций в секунду

• оперативная памяти – сотни Кбайт

• операционные системы – управление памятью, устройствами, временем процессора

• языки программирования Бэйсик (1965), Паскаль (1970, Н. Вирт), Си (1972, Д. Ритчи)

• совместимость программ

из 33

10

IV поколение ЭВМ (после 1975)

•компьютеры на больших и сверхбольших интегральных схемах (БИС, СБИС)

•суперкомпьютеры

•персональные компьютеры

•появление пользователей-непрофессионалов, необходимость «дружественного» интерфейса

•более 1 млрд. операций в секунду

•оперативная памяти – до нескольких гигабайт

•многопроцессорные системы

•компьютерные сети

•мультимедиа (графика, анимация, звук)

из 33

11

IV поколение ЭВМ (после 1975)

•персональные компьютеры

•серверы, предоставляющие свои ресурсы (принтеры, файлы или программы) в коллективное пользование

•параллельная обработка данных

•многоядерные процессоры

•суперкомпьютеры

из 33

13

Архитектура фон Неймана

из 33

14

Принцип адресности памяти

•оперативная память состоит из отдельных битов

•группы соседних битов объединяется в ячейки

•каждая ячейка имеет свой адрес (номер)

•нумерация ячеек начинается с нуля

•за один раз можно прочитать или записать только целую ячейку

из 33

15

Что такое компьютерная память?

Память — это устройство компьютера, которое используется для записи, хранения и выдачи по запросу команд программы и данных.

•внутренняя или основная (для хранения программ и данных в момент решения задачи), ОЗУ и ПЗУ

•внешняя или долговременная (… на длительный срок)

из 33

16

Память с произвольным доступом

RAM = Random Access Memory

чтение данных из ячеек и запись в них в произвольном порядке

•ОЗУ – оперативное запоминающее устройство (оперативная память)

•ПЗУ – постоянное запоминающее устройство

ROM = Read Only Memory

▫содержит программное обеспечение для загрузки и тестирования компьютера

▫запись запрещена

из 33

18

Внутренняя память – ПЗУ

ПЗУ = постоянное запоминающее устройство

первые: информация заносится только на заводе

затем программируемые ПЗУ затем перепрограммируемые ПЗУ (флэш-память)

Минимальный набор программ:

•тестирование компьютера

•программа начальной загрузки

•программы для обмена данными с клавиатурой, монитором, принтером

В компьютерах IBM PC:

BIOS = Basic Input/Output System

из 33

19

Внешняя память

Внешняя память — часть памяти компьютера, которая используется для долговременного хранения программ и данных.

Устройства внешней памяти = накопители:

•на магнитных дисках

•на оптических дисках

•флэш-память

•…

контроллер

из 33

20

Иерархия памяти

компьютер

процессор

регистры

компьютерные сети

? ? Где расположить ОЗУ?

из 33

21

Что такое устройство ввода?

Устройством ввода называется устройство, которое:

позволяет человеку отдавать компьютеру команды и/или выполняет первичное преобразование данных в форму, пригодную для хранения и обработки в компьютере.

? Что не относится к устройствам ввода?

из 33

22

Что такое устройства вывода?

Устройства вывода — это устройства, которые представляют компьютерные данные в форме, доступной для восприятия человеком.

? Что не относится к устройствам вывода?

сенсорный экран

принтер

колонки

МФУ монитор плоттер

карта

из 33