2020-06-30
187
Основы архитектуры ПК
• Открытость – структура компьютера не является коммерческим секретом.
• Модульность – компьютер состоит из модулей, каждый модуль может быть заменен.
• Шинная организация – все устройства подключены к одному каналу, называемому общей шиной (системной магистралью); возможно свободное подключение новых модулей.
• Открытость, модульность и шинная организация обеспечивают возможность модификации, усовершенствования компьютера.
Основные узлы системного блока
• Электрические платы, содержащие одно или несколько устройств ПК (микропроцессор, оперативная память, контроллеры устройств и т.п.).
• Запоминающее устройство (накопитель) на жестком магнитном диске (винчестер), предназначенный для долговременного хранения больших объемов информации (сотни ГБ – десятки ТБ).
• Другие устройства долговременной памяти.
Материнская плата (MotherBoard) – основная плата ПК. На ней находятся устройства:
o процессор - основная микросхема, выполняющая математические и логические операции;
|
|
|
Устройства процессора
ü АЛУ (арифметико-логическое устройство) - это блок ЭВМ, в котором происходит преобразование данных по командам программы: арифметические действия над числами, логические операции, преобразование кодов и др.
ü УУ (устройство управления)- Управляющее устройство координирует работу всех блоков компьютера. В определенной последовательности оно выбирает из оперативной памяти команду за командой. Каждая команда декодируется, по потребности элементы данных из указанных в команде ячеек оперативной памяти передаются в АЛУ; АЛУ настраивается на выполнение действия, указанной текущей командой (в этом действии могут принимать участие также устройства ввода-вывода); дается команда на выполнение этого действия. Результаты выполнения команды могут передаваться в оперативную память. Для выбора команд в используется специальный регистр – счетчик адреса (СА).
ü Схема управления шиной;
ü Регистры процессора;(Внутренняя память процессора) Регистры процессора – самая быстрая память (быстрее кэша). Доступ к регистру – по номеру (адресу).
ü Кэш-память.;(Внутренняя память процессора)
Основные параметры процессора:
a. тактовая частота (количество элементарных операций (тактов), выполняемые процессором за единицу времени);
b. разрядность (количество битов данных, которые процессор может принять и обработать в своих регистрах за один такт); разрядность процессора определяется разрядностью командной шины, то есть количеством проводников в шине, по которой передаются команды;
|
|
|
c. рабочее напряжение (<3В);
d. коэффициент внутреннего умножения тактовой частоты;
e. размер кэш-памяти.
o шины - набор проводников, по которым происходит обмен сигналами между устройствами компьютера;
Магистральная шина состоит из трех основных шин:
шина данных;
адресная шина;
командная шина.
o постоянное запоминающее устройство (ОЗУ) - набор микросхем, предназначенных для временного сохранения данных, пока включен компьютер;
o постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) - микросхема, предназначенная для долговременного хранения данных, даже при отключенном компьютере;
o энергонезависимая память (CMOS);
o чипсет (микропроцессорный комплект) - набор микросхем, которые обеспечивают связь устройств материнской платы (процессор-ОЗУ) и устройств материнской платы с другими устройствами (процессор-жесткий диск);
o разъемы для подсоединения дополнительных устройств (слоты).
6. Классификация программного обеспечения ЭВМ. Системное, прикладное и инструментальное программное обеспечение.
ПО бывает трех видов:
- Системное. Управление техническими устройствами компьютера и компьютерных сетей. Системное ПО бывает базовым (Операционные Системы) и сервисным (Программы обслуживания устройств). К сервисному ПО относятся: диагностика работоспособности устройств компьютера, сетевое обслуживание, драйверы устройств, обслуживание дисков, архивация файлов, антивирусные программы.
- Инструментальное. Программы и инструментальные среды разработки программ. К инструментальному ПО относят: текстовые редакторы, трансляторы(компиляторы, интерпритаторы), отладчики, редакторы связей (компоновшики) и загрузчики, инструментальные среды программирования, системы проверки правильности программ, интегральные среды разработки программы и тп.
- Прикладное (РЕШАЕТ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ЗАДАЧИ РАЗЛИЧНЫХ ПРЕДМЕТНЫХ ОБЛАСТЕЙ)Текстовые редакторы, бухгалтерский учет, системы составления расписания, компьютерные издательские системы, переводчики, табличные процессоры, информационные системы, системы управления базами данных, экспертные системы, системы управления предприятием, системы управления технологическими процессами, системы инженерных и научных вычислений.
7. Общая характеристика системы Matlab.
Хар-ка MatLab(сокр. от MatrixLaboratory):
· MATLAB – одна из самых популярных интерактивных систем для инженерных и научных расчетов.
· MATLAB - это одновременно пакет прикладных программ и используемый в этом пакете язык программирования.
· Система MATLAB разработана фирмой The MathWorks, основанной в 1984 г.
· Особенность языка MATLAB: основным элементом данных является матрица.
· Скаляры в MATLAB обрабатываются как матрицы размера 1´1.
· Матричные задачи MATLAB решает в несколько раз быстрее, чем «скалярные» языки программирования (в том числе Си, Фортран, Паскаль).
· MATLAB - сокращение от Matrix Laboratory.
Области применения:
1. численные методы;
2. моделирование;
3. сбор и анализ данных;
4. инженерная и научная графика;
5. разработка программ, включая создание оконного интерфейса;
6. обработка сигналов;
7. нейронные сети
8. и т. д.).
8. Общая характеристика системы Mathcad.
Хар-ка MathCad(сокр. от MATHematica Computer Aid Design):
· MATHCAD – одна из самых популярных интерактивных систем для инженерных и научных расчетов.
· MATHCAD - это пакет прикладных программ; содержит инструменты для создания кодов на языке программирования Mathcad.
· MATHCAD был задуман и первоначально написан Алленом Раздовом из Массачусетского технологического института, соучредителем компании Mathsoft, которая с 2006 года является частью корпорации PTC (Parametric Technology Corporation).
· Основная особенность интерфейса MATHCAD – формулы вводятся в привычном виде, имеется возможность автоматизированных математических преобразований: преобразование выражений, вычисление пределов, дифференцирование и интегрирование.
|
|
|
· MATHCAD - сокращение от MATHematica Computer Aid Design.
· Области применения MATHCAD – такие же, как MATLAB.
9. Понятие данных. Классификация данных. Тип и структура данных. Понятие о массивах. Свойства ячейки памяти. Понятие внутреннего формата данных.
Данные:
· КЛАССИФИКАЦИЯ ДАННЫХ ПО ФУНКЦИОНАЛЬНОМУ НАЗНАЧЕНИЮ:
Исходные данные -->> Промеж. Данные в алг. -->> Выходные данные
- Исходные
- Выходные
- Промежуточные
· Классификация данных по типу:
- Числовые
- Целые (С фикс. точкой)
- Со знаком Однобайт., Двубайт., Четырезбайт., Вомьсибайт.
- Без знака *То же, что и со знаком*
- Вещественные (С плав. точкой) Четырезбайт., шестибайт., восьмибайт., десятибайт.
- Символьные
СИМВОЛЬНЫЕ ДАННЫЕ ПРИНИМАЮТ ЗНАЧЕНИЯ НА МНОЖЕСТВЕ ВСЕХ СИМВОЛОВ, КОТОРЫЕ МОЖНО ВВЕСТИ С КЛАВИАТУРЫ КОМПЬЮТЕРА
- Логические
Тип данных характеризует форму представления данных в памяти компьютера.
Ячейка - область памяти, хранящая функционально завершенное значение. Ячейка характеризуется: содержимым, адресом, именем.
Свойства ячейки:
- Ячейка хранит данные сколь угодно долго
- При считывании данное ячейки не разрушается
- При записи в ячейку нового данного, старое не сохраняется.
- Если в ячейку ничего не записано, то она считается неопределенным
Классификация данных по структуре:
- Константы
- Переменные
------------------------
- Простые
- Сложные
Массив - это сложная переменная, состоящая из конечного числа упорядоченных компонент, имеющих одно имя, одинаковый тип и расположенных в последовательных ячейках памяти компьютера.
Размерность массива - количество индексов у его элементов.
Размер - количество значений каждого индекса.
Структурная переменная, или просто структура, состоит из нескольких переменных (называемых полями), возможно, разного типа. Отличия структуры и массива:
Массив имеет компоненты одного типа, структура может иметь компоненты различного типа.
|
|
|
Доступ к компонентам массива - по номеру, к компонентам структуры - по имени.
Формат данных(Способ представления данных в памяти компьютера): Внутренний (В памяти компьютера) определяет диапазон данных и допустимые операции над ними и Внешний (Монитор, бумага и тп.)
