- •Физические и цифровые основы информатики.
- •1 История развития вычислительной техники. 4
- •2 Введение в теорию автоматов. 7
- •3 Кодирование информации. 17
- •4 Логические основы эвм. 30
- •5 Общее устройство компьютера и принцип его работы. 38
- •6 Микропроцессор, материнская плата, платы расширения. 44
- •7 Оперативная память 69
- •8 Устройства хранения информации 74
- •9 Устройства ввода-вывода 85
- •1История развития вычислительной техники.
- •Период механических устройств – от начала XVII в. До конца XIX в.
- •Период электромеханических машин — с конца XIX в. До середины XX в.
- •Период электронных вычислительных машин — с середины 40-х годов XX в. До настоящего времени.
- •2Введение в теорию автоматов.
- •2.1Понятие и формы представления информации.
- •2.2Цифровой автомат.
- •2.2.1Общая информация
- •2.2.2Описание работы ца
- •2.3Алгоритм. Машины Тьюринга.
- •2.3.1Интуитивное понятие алгоритма
- •2.3.2Машина Тьюринга
- •2.4Программное управление в ца.
- •2.4.1Принцип программного управления
- •2.4.2Принцип хранимой в памяти программы.
- •2.4.3Принцип использования команд с переменной адресностью
- •3Кодирование информации.
- •3.1Системы счисления
- •3.1.1Позиционные системы счисления
- •3.1.2Арифметика целых чисел в позиционных сс
- •3.1.2.1Двоичная арифметика
- •3.1.2.2Четвертичная арифметика
- •3.1.3Алгоритмы перевода целых чисел из одной сс в другую
- •3.1.3.1Схема Горнера
- •3.1.3.2Метод выделения целых и дробных частей
- •3.1.4Дроби и смешанные числа в позиционных сс
- •3.1.5Алгоритм перевода дробных чисел из одной сс в другую
- •3.1.6Особенности двоичной сс и ее связь с сс, имеющими основанием различные степени двойки.
- •3.1.7Нерассмотренные сс
- •3.2Представление информации в эвм
- •3.2.1Единицы информации
- •3.2.2Представление отрицательных чисел
- •3.2.2.1Представление отрицательных чисел в дополнительном коде
- •3.2.2.1.1Сущность дополнительного кода.
- •3.2.2.1.2Особенности арифметики в дополнительном коде
- •3.2.2.2Другие представления отрицательных чисел
- •3.2.2.2.1Представление прямым кодом
- •3.2.2.2.2Представление смещенным кодом
- •3.2.3Числа с фиксированной запятой (точкой)
- •3.2.4Числа с плавающей запятой (точкой)
- •3.2.4.1Представление чисел с плавающей запятой (точкой)
- •3.2.4.2Особенности арифметика чисел с плавающей запятой
- •3.2.4.3Стандарт ieee 754.
- •3.2.5Представление символьной информации
- •4Логические основы эвм.
- •4.1Булева алгебра и логические элементы
- •4.1.1Общая информация
- •4.1.2Функции алгебры логики
- •4.1.3Законы алгебры логики
- •4.1.4Реализация функций формулами
- •4.2Логические элементы
- •4.2.1Основные логические элементы
- •4.2.2Схемотехническая реализация лэ
- •4.2.3Полная система логических функций. Понятие о базисе
- •4.2.4Минимизация логических функций
- •4.2.5Синтез комбинационных схем
- •4.3Электронные устройства
- •4.3.1Принцип работы вентилей. Ттл- и кмоп-логика
- •4.3.2Основные электронные устройства
- •5Общее устройство компьютера и принцип его работы.
- •5.1Понятие и классификация эвм
- •5.2Структура и принцип работы классической эвм
- •5.3Многоуровневая организация современных эвм
- •5.4Программное обеспечение
- •5.4.1Типы по
- •5.4.2Порядок загрузки по
- •Тестирование оборудования
- •Чтение загрузочного сектора
- •Чтение начального загрузчика ос
- •Загрузка операционной системы
- •Запуск остального по
- •6Микропроцессор, материнская плата, платы расширения.
- •6.1Процессор
- •6.1.1Общая информация
- •6.1.2Устройство cpu
- •6.1.3Принцип работы cpu
- •6.1.3.1Краткая иллюстрация принципа работы cpu
- •6.1.3.2Подробная иллюстрация принципа работы cpu
- •6.1.3.3Cisc- и risc-архитектура
- •6.1.3.4Организация системы прерываний
- •6.1.4Характеристики процессора
- •6.1.4.1Быстродействие
- •6.1.4.2Разрядность процессора
- •6.1.4.2.1Шина данных
- •6.1.4.2.2Шина адреса
- •2) Сократить время вычислений.
- •6.1.5.1…Чтобы шли быстрее
- •6.1.5.2…Сократить время вычислений
- •6.1.5.3Конвейер команд
- •6.1.5.4Кэш-память
- •6.2Материнская плата
- •6.2.1Общие сведения
- •6.2.2Устройство мп
- •6.2.2.1Первый пример мп
- •6.2.2.2Второй пример мп
- •6.2.2.3Третий пример мп
- •6.2.2.4Четвертый пример мп
- •6.2.2.5Гнезда для процессоров
- •6.2.2.6Наборы микросхем системной логики (чипсет)
- •6.2.2.7Шина
- •6.2.2.7.1Системная шина (fsb)
- •6.2.2.7.2Шина памяти
- •6.2.2.7.3Шина pci
- •6.2.2.7.5Шина agp
- •6.2.2.7.6Шина usb
- •6.2.2.8Разъемы (слоты) для подключения внутренних устройств
- •6.2.2.9Разъемы (порты) для подключения внешних устройств
- •6.3Платы расширения
- •6.3.1Видеокарта
- •6.3.2Звуковая карта
- •7Оперативная память
- •7.1Технические характеристики озу
- •7.2Типы модулей озу
- •7.3Типы озу
- •7.4Организация памяти в пк
- •7.4.1Основные понятия
- •7.4.2Виртуальная память
- •7.4.2.1Предпосылки возникновения
- •7.4.2.2Принцип работы
- •8.2.1.2Устройство винчестера
- •8.2.1.3Основные характеристики
- •8.2.2Флоппи-диск
- •8.3Накопители на оптических дисках
- •8.3.1Привод cd-rom
- •8.3.2Компакт-диски (cd-rom)
- •8.3.3Диски cd-r
- •8.3.4Диски cd-rw
- •8.3.5Диски dvd
- •9Устройства ввода-вывода
- •9.1Устройства ввода
- •9.1.1Клавиатура
- •9.1.2Мышь
- •9.1.3Сканер
- •9.1.3.1Виды
- •9.1.3.2Устройство и принцип работы планшетного сканера
- •9.2.1.1.2Черно-белые кинескопы (более подробное устройство)
- •9.2.1.1.3Цветные кинескопы
- •9.2.1.1.4Основные характеристики
- •9.2.1.2Жидкокристаллические мониторы
- •9.2.1.2.1Краткое устройство
- •9.2.1.2.2Подробное устройство
- •9.2.1.2.3Основные характеристи
- •9.2.2Принтер
- •9.2.2.1Матричные принтеры
- •9.2.2.2Струйные принтеры
- •9.2.2.3Лазерные принтеры
- •9.2.2.3.1Краткое устройство
- •9.2.2.3.2Подробное устройство
- •9.2.2.3.2.1Принцип работы лазерного принтера
- •9.2.2.3.2.2Принцип лазерной печати
- •9.2.2.4 Цветные принтеры
6.2.2.7Шина
Интерфейс – совокупность технических, программных и методических (протоколов, правил, соглашений) средств, используемых для соединения в вычислительной системе пользователей с устройствами и программами, а также устройств с другими устройствами и программами.
Элементом интерфейса является шина и спецификации, т. е. сведения об устройстве электрической части интерфейса.
Шина – это группа проводников, соединяющая различные устройства.
Протокол шины – это совокупность правил о том как работает шина.
Основные характеристики шины:
тактовая частота шины – частота следования управляющих сигналов (тактов), вырабатываемых тактовым генератором;
разрядность шины – количество бит, передаваемых одновременно;
пропускная способность шины – произведение тактовой частоты на разрядность (Мбайт/сек).
Существует определенная иерархия шин PC, которая выражается в том, что каждая более медленная шина соединена с более быстрой шиной. Современные компьютерные системы включают в себя три, четыре или более шин. Каждое системное устройство соединено с какой-либо шиной, причем определенные устройства (чаще всего это наборы микросхем) выполняют роль моста между шинами (контроллеры шин).
6.2.2.7.1Системная шина (fsb)
FSB (англ. Front side bus, переводится как «системная шина») — компьютерная шина, обеспечивающая соединение между x86-совместимым центральным процессором и внешним миром.
Как правило, современный персональный компьютер на базе x86-совместимого микропроцессора устроен следующим образом: микропроцессор через FSB подключается к системному контроллеру (обычно системный контроллер персонального компьютера называют «северным мостом», англ. North Bridge). Системный контроллер имеет в своем составе контроллер ОЗУ(в некоторых современных персональных компьютерах контроллер ОЗУ встроен в микропроцессор), а также контроллеры шин, к которым подключаются периферийные устройства. Получил распространение подход, при котором, к северному мосту подключаются наиболее производительные периферийные устройства, например, видеокарты с шиной PCI Express 16x, а менее производительные устройства (микросхема BIOS'а, устройства с шиной PCI) подключаются к т. н. «южному мосту» (англ. South Bridge), который соединяется с северным мостом специальной шиной. Набор из «южного» и «северного» мостов часто называют чипсетом (англ. chipset).
Таким образом, FSB работают в качестве магистрального канала между процессором и чипсетом.
Для определения скорости передачи данных по шине процессора необходимо умножить разрядность шины данных на тактовую частоту шины.
Например, при использовании процессора Pentium III с тактовой частой 1,13 ГГц, установленного на системной плате, частота которой равна 133 МГц, максимальная мгновенная скорость передачи данных будет достигать примерно l066 Мбайт/с. Этот результат можно получить, используя следующую формулу:
133,33 МГц х 8 байт (64 бит) = l066 Мбайт/с.
И для системы Pentium 4 (Socket 478):
533,33 МГц х 8 байт (64 бит) = 4266 Мбайт/с.
Скорость передачи данных, называемая также пропускной способностью шины (bandwidth) процессора, представляет собой максимальную скорость передачи данных.