double arrow

Тема 2.1. Архитектура ПЭВМ и вычислительных сетей


РАЗДЕЛ 2. ТЕХНИЧЕСКИЕ И ПРОГРАММНЫЕ СРЕДСТВА ИНФОРМАТИКИ

Контрольные вопросы

1. Что такое информатика и что она изучает?

2. В чем различие информации и данных?

3. Какими основными характеристиками обладает информация?

4. Какие существуют показатели качества информации?

5. Что означает термин «Экономическая информация»?

6. Какие виды экономической информации существуют?

7. Перечислите основные характеристики информации.

8. Перечислите разновидности информационных систем.

Компьютер - это многофункциональное электронное устройство, предназначенное для накопления, обработки и передачи информации.

В основу построения большинства компьютеров положены принципы, сформулированные Джоном фон Нейманом:

1. Принцип программного управления - программа состоит из набора команд, которые выполняются процессором автоматически друг за другом в определенной последовательности.

2. Принцип однородности памяти - программы и данные хранятся в одной и той же памяти; над командами можно выполнять те же действия, что и над данными.

3. Принцип адресности - основная память структурно состоит из пронумерованных ячеек.




Под архитектурой компьютера понимается его логическая организация, структура и ресурсы, т.е. средства вычислительной системы, которые могут быть выделены процессу обработки данных.

Архитектура современных персональных компьютеров основана на магистрально-модульном принципе. Модульный принцип позволяет пользователю самому комплектовать нужную ему конфигурацию компьютера и производить при необходимости ее модернизацию. Модульная организация системы опирается на магистральный принцип обмена информацией. Все контроллеры устройств взаимодействуют с микропроцессором и оперативной памятью через системную магистраль передачи данных, называемую системной шиной. Системная шина является основной интерфейсной системой компьютера, обеспечивающей сопряжение и связь всех его устройств между собой. Системная шина обеспечивает три направления передачи информации:

- между микропроцессором и основной памятью;

- между микропроцессором и портами ввода-вывода внешних устройств;

- между основной памятью и портами ввода-вывода внешних устройств.

В состав микропроцессора входят следующие устройства:

1. Арифметико-логическое устройствопредназначено для выполнения всех арифметических и логических операций над числовой и символьной информацией.

2. Устройство управления координирует взаимодействие различных частей компьютера. Выполняет следующие основные функции:

- формирует и подает во все блоки машины в нужные моменты времени определенные сигналы управления (управляющие импульсы), обусловленные спецификой выполнения различных операций;



- формирует адреса ячеек памяти, используемых выполняемой операцией, и передает эти адреса в соответствующие блоки компьютера;

- получает от генератора тактовых импульсов опорную последовательность импульсов.

3. Микропроцессорная память предназначена для кратковременного хранения, записи и выдачи информации, используемой в вычислениях непосредственно в ближайшие такты работы машины. Интерфейсная система микропроцессора предназначена для связи с другими устройствами компьютера и включает в себя:

- внутренний интерфейс микропроцессора;

- буферные запоминающие регистры;

- схемы управления портами ввода-вывода и системной шиной. (Порт ввода-вывода - это аппаратура сопряжения, позволяющая подключить к микропроцессору другое устройство).

Математический сопроцессор используется для ускорения выполнения операций над двоичными числами с плавающей запятой, над двоично-кодированными десятичными числами, для вычисления тригонометрических функций.

Порты ввода-вывода всех устройств через соответствующие разъемы (слоты) подключаются к шине либо непосредственно, либо через специальные контроллеры (адаптеры).

Основная память предназначена для хранения и оперативного обмена информацией с прочими блоками компьютера и состоит из оперативно- запоминающего устройства (ОЗУ) и постоянно запоминающего устройства (ПЗУ). ПЗУ является энергонезависимой памятью, при отключении питания информация в нем сохраняется.



Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) - предназначено для оперативной записи, хранения и считывания информации (программ и данных), непосредственно участвующей в информационно-вычислительном процессе, выполняемом компьютером в текущей период времени. Объем оперативной памяти - важная характеристика компьютера, она влияет на скорость работы персонального компьютера и работоспособность программ.

Внешняя память используется для долговременного хранения информации, которая может быть в дальнейшем использована для решения задач.

Генератор тактовых импульсов генерирует последовательность электрических символов, частота которых задает тактовую частоту компьютера. Промежуток времени между соседними импульсами определяет такт работы машины.

Источник питания - это блок, содержащий системы автономного и сетевого питания компьютера.

Основными функциональными характеристиками персонального компьютера являются:

1) Производительность, быстродействие, тактовая частота.

2) Разрядность микропроцессора и кодовых шин интерфейса

3) Типы системного и локальных интерфейсов.

Персональные компьютеры имеют 4 иерархических уровня памяти:

- -микропроцессорная память;

- основная память;

- регистровая КЭШ-память;

- внешняя память.

Для ускорения доступа к оперативной памяти используется сверхбыстродействующая КЭШ-память. В КЭШ-памяти хранятся данные, которые микропроцессор получил и будет использовать в ближайшие такты своей работы. Быстрый доступ к этим данным и позволяет сократить время выполнения очередных команд программы.

Внешняя память относится к внешним устройствам компьютера и используется для долговременного хранения любой информации, которая может потребоваться для решения задач. В частности, во внешней памяти хранится все программное обеспечение компьютера.

Устройства внешней памяти весьма разнообразны. Их можно классифицировать по виду носителя, по типу конструкции, по принципу записи и считывания информации, по методу доступа и т.д..

К устройствам ввода информации относятся:

- клавиатура, графические планшеты (дигитайзеры) - для ручного ввода графической информации, сканеры- для автоматического считывания с бумажных носителей и ввода в компьютер машинописных текстов, графиков, рисунков, чертежей; устройства указания для ввода графической информации на экран монитора путем (джойстик, мышь, трекбол, световое перо); сенсорные экраны - для ввода отдельных элементов изображения, программ или команд с полиэкрана дисплея в компьютер).

К устройствам вывода информации относятся:

- графопостроители (плоттеры) - для вывода графической информации на бумажный носитель;принтеры.







Сейчас читают про: