Основные устройства ЭВМ Память ЭВМ Персональный компьютер (ПК) Поколения ЭВМ Внутренняя память ЭВМ Внешняя память Числа в памяти ЭВМ Представление целых чисел Характеристики поколений ЭВМ Основные характеристики ПК Состав устройств ПК

Человек Органы чувств Приём (ввод) информации Мозг человека Хранение информации Мышление (обработка инф-и) Речь, жесты… Передача (вывод) информации) ЭВМ (компьютер) Устройства ввода Устройства памяти Процессор Устройства вывода Устройства ввода Внутренняя память Внешняя память Устройства вывода Процессор Архитектура ЭВМ – это описание устройства и принципов работы компьютера, достаточное для пользователя и программиста Средства связи компьютера с внешним миром Средства долговременного хранения информации назад

Память ЭВМ Внутренняя Память Внешняя Память ОЗУПЗУ МагнитныеОптические ОЗУ – оперативное запоминающее устройство (энергозависимая память для чтения и записи информации) ПЗУ – постоянное запоминающее устройство (энергозависимая память только для чтения информации) назад

Внутренняя память ЭВМ 0 или 1 двоичная кодировка БИТ Структура внутренней памяти Байты Биты Дискретность Наименьшим элементом памяти является бит В одном бите памяти может храниться один бит информации Адресуемость Байт памяти – наименьшая адресуемая часть внутренней памяти (1 байт = 8 бит) Все байты пронумерованы, начиная от 0 Номер байта – адрес байта памяти Процессор обращается к памяти по адресам назад

Числа в памяти ЭВМ Форма с фиксированной точкой Целые числа Форма с плавающей точкой Вещественные числа Единицы памяти Бит байт (8 бит) машинное слово (1,2,4,… байта) Целое число в памяти ЭВМ занимает машинное слово Старший разряд в представлении числа является знаковым: 0 – положительное число 1 – отрицательное число Отрицательные числа в памяти ЭВМ представлены в виде дополнительного кода, что даёт возможность заменить операцию вычитания операцией сложения с отрицательным числом N – M = N + (-M) назад R = + m x p n где m – мантисса p – основание системы счисления n - порядок х 10 2 = х 10 3 = х 10 1

Представление целых чисел Положительные числа 1.Перевести число N в двоичную систему счисления [N 2 ] 2.Полученный результат [N2] дополнить слева незначащими нулями до размеров машинного слова разрядная ячейка памяти N 16 = FFF – 1 = (Наибольшее число) Отрицательные числа 1.I – N I N 2 00…N 2 (полож. число) 2.Обратный код (0 1, 1 0) 3.Обратный код +1 результат 1) I I ) Обратный код ) прибавить единицу 1 результат: N 16 = F9B9 (дополнительный код) Проверка N + (-N) = переполнение = = (Наименьшее число) назад

Внешняя память Магнитные устройства Оптические устройства НМЛ (стриммеры) Кассетные накопители На магнитной ленте НМД (дисководы) Накопители на магнитных дисках CD – ROM Оптические (лазерные) диски Накопители на гибких дисках Накопители на жёстком диске (винчестеры) Файл – это основная именованная единица информации на внешнем носителе назад

Персональный компьютер Структура ПК Микропроцессор Внутренняя память Информационная магистраль (шина) контроллеры Внешние устройства Основные характеристики ПК: объём внутренней памяти, тактовая частота, разрядность процессора назад Состав устройств ПК Системный блок Блок питания (БП) Системная плата: Микропроцессор (МП) Внутренняя память (ПЗУ+ ОЗУ) Тактовый генератор (ТГ) Системный интерфейс – шина (СИ) Контроллеры внешних устройств (К) внешняя память (ВЗУ) Устройства ввода Устройства вывода

Основные характеристики ПК Объём внутренней памяти (Кб, Мб) Во внутреннюю память помещаются исполняемые программы и оперативные данные. Чем больше объём внутренней памяти, тем больше возможный размер программ и данных. Тактовая частота (МГц) Режим работы микропроцессора задаётся генератором тактовой частоты. На выполнение процессором каждой операции отводится определённое количество тактов. Чем больше тактовая частота, тем быстрее работает процессор. Разрядность процессора (8, 16, 32, 64… разрядов) Разрядность – это максимальная длина двоичного кода, который может обрабатываться или передаваться процессором целиком. Разрядность определяется размером регистров (машинное слово). назад

Состав устройств компьютера Клавиатура Мышь Джойстик Сканер Микрофон Монитор Принтер Плоттер (графопостроитель) Звуковые колонки Микропроцессор ПЗУОЗУ ТГ Внешняя память ВЗУ Блок питания К К К К КК К К К К Устройства ВВОДА СИСТЕМНЫЙ БЛОК Устройства ВЫВОДА назад

Поколения ЭВМ Поколение ЭВМ – период развития вычислительной техники, отмеченный относительной стабильностью архитектуры и технических решений Смена поколений обычно связана с переходом на новую элементную базу, что приводит к скачку в росте основных характеристик ЭВМ Новая элементная база Новые технологии производства Новое поколение ЭВМ Новый состав программного обеспечения Новые области применения I поколение 1945… II поколение 1955… III поколение 1965… IV поколение 1975… V поколение ?... назад

I е II 1955–70-е III е IV еV? Элементная база Электронные лампы Транзисторы Интегральные схемы (ИС) и большие интегральные схемы Сверхбольшие интегральные схемы (СБИС), микропроцессор ы Оптоэлектро ника, криоэлектрони ка Максимальное быстродейств ие процессора (опер./сек) 10 – 20 тыс. 100 тыс.– 1млн. 10 млн многороцессор ность многопроцес сорность Максимальная ёмкость ОЗУ (Кбайт) Периферий - ные устройства Магнитные барабан и лента; перфокарты и перфоленты; цифровая печать Магнитные барабаны и ленты; перфоноси тели; алфавитно- цифровая печать Консоли; магнитные диски и ленты; дисплеи, графопостро ители Цветной графический дисплей, клавиатура, манипуляторы, принтеры, модемы + Устройства ввода с голоса, устройства чтения рукописного текста и пр. назад

I е II 1955–70-е III е IV еV? Программное обеспечение Библиотеки стандартных программ, Автокоды + Языки программиро вания высокого уровня и трансляторы + Операционн ые системы; СУБД; пакеты прикладных программ + Прикладное ПО общего назнач; экспертные системы; сетевое ПО; мультимедиа Интеллектуа льные програм - мные системы Области применения Научно - технические расчёты Обработка текст. и числ. инф-ции,круп- ных массивов данных в области науки и производства + Информац. системы; системы автоматизац ии; АСУ, САПР, АСНИ и др. + Все сферы научной, произ- ой, учебной деятельности; отдых и развлечения; Интернет + Развитые интеллектуа льные системы в области творческой деятельн. Примеры моделей ЭВМ МЭСМ, БЭСМ-1, БЭСМ-2, М-20, Минск М-220, БЭСМ-3, урал-14, Минск-32, БЭСМ-6 IBM 360/370, ЕС ЭВМ, СМ ЭВМ Персон.комп: IBM PC, Macintosh СуперЭВМ: Cray, Cyber, Эльбрус назад