Компьютер: устройства компьютера. Цифровое представление информации

1.

12.01.2025
ТЕМА: Компьютер: устройства
компьютера. Цифровое
представление информации.

2. План:

1. История вычислительной техники
2. Поколения ЭВМ
3. Архитектура
компьютеров.
Основные
характеристики компьютеров
4. Многообразие внешних устройств, подключаемых
к компьютеру
5. Магистрально-модульный принцип построения ПК

3. Компьютеры — это универсальные электронные вычислительные машины (ЭВМ), используемые для накопления, обработки и передачи

информации.
В компьютерной системе 3 участника:
Hardware-аппаратное обеспечение - это узлы и
оборудование, которые находятся внутри системного
блока или подключаются снаружи.
Software -программное обеспечение - это все
программы, которые установлены на компьютере;
Brainware -Человек (интеллект)
Взаимосвязь между участниками компьютерной
системы называют интерфейсом.
3

4. ИСТОРИЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ

4

5. Абак и счеты

Абак (V-IV век до н.э.)
Китайские счеты суан-пан
Японские счеты соробан
Русские счеты
5

6. Арифмометр

Паскалина машина, 1642 г.
Арифмометры, середина XX в.
6

7. Машина Бэббиджа

7

8. Счетная машина Холлерита

США, 1890 г.
8

9.

12.01.2025
Поколения ЭВМ
9

10. Поколения ЭВМ

Под поколением понимают все типы и модели ЭВМ,
разработанные различными конструкторскотехническими коллективами, но построенных на
одних и тех же научных и технических принципах.
Появление каждого нового поколения
определялось тем, что появлялись новые базовые
элементы, технология изготовления которых
принципиально отличалась от предыдущего
поколения.
10

11. I поколение (1946 – середина 50-х гг.)

Элементная база – электронно-вакуумные
лампы.
Габариты – в виде шкафов и занимали
машинные залы.
Быстродействие – 10 – 100 тыс. оп./с.
Эксплуатация – очень сложна.
Программирование – трудоемкий процесс.
Структура ЭВМ – по жесткому принципу.
11

12. Первый компьютер был создан в США в 1946 году и назывался «ЭНИАК» (ENIAC - Electronic Numerical Integrator and Calculator)

12

13. Первая ЭВМ

13
ЭНИАК (США, 1946 г.)

14. Первое поколение ЭВМ в СССР (1948-1958 гг.)

С.А. Лебедев,
1902-1974 гг.
14
БЭСМ-2

15. БЭСМ-2

15

16. II поколение (середина 50-х – середина 60-х гг.)

Элементная база – полупроводниковых приборах
(диоды, транзисторы)
Быстродействие – сотни тысяч – 1 млн. оп./с.
Эксплуатация – упростилась.
Программирование – появились
алгоритмические языки.
Структура ЭВМ – микропрограммный способ
управления.
16

17. Второе поколение ЭВМ (1959-1967 гг.)

Второе поколение ЭВМ (19591967 гг.)
17
БЭСМ-6

18. ЦВМ «Раздан», 1961 г.

РУТА-110, 1967 г.
18

19. «Весна», 1964 г.

М-4, 1961 г.
19

20. III поколение (середина 60-х – середина 70-х гг.)

Элементная база – интегральные схемы, большие
интегральные схемы (ИС, БИС).
Габариты – однотипные стойки, требующие
машинный зал.
Быстродействие – сотни тысяч – миллионы оп./с.
Эксплуатация – оперативно производится ремонт.
Программирование – подобен II поколению.
Структура ЭВМ – принцип модульности и
магистральности.
Появились дисплеи, магнитные диски.
20

21. 1. Архитектура компьютеров. Основные характеристики компьютеров

Компьютер – это электронный прибор, предназначенный для
автоматизации создания, хранения, обработки и передачи
информации.
Основные виды компьютеров:
Суперкомпьютеры;
Мини-ЭВМ;
•Микро-ЭВМ;
•Персональные компьютеры:
Массовые, деловые, портативные, рабочая станция,
развлекательные;
Настольные, портативные, карманные;
•Специализированные компьютеры: графические станции,
серверы

22.

Архитектура компьютера – это описание совокупности
устройств и блоков компьютера, а также связей между ними.
В 50-е годы XX века Джон фон Нейман сформулировал основные
идеи для создания вычислительной машины:
принцип программного управления;
принцип адресации;
•основные компоненты вычислительной машины:
Арифметическологическое
устройство
Устройство
управления
Оперативная
память
Внешние
устройства

23.

ПК – это компьютер, предназначенный для индивидуального
пользования.
ПК
Hardware
Software
Аппаратное обеспечение
Программное обеспечение
Brainware
Интеллект (человек)
Базовая конфигурация ПК состоит из:
•Системного блока;
•Монитора;
•Клавиатуры;
•Мыши.
Дополнительные внешние
периферийными.
устройства
называются
-

24.

Системный блок состоит из следующих узлов:
электронные схемы, управляющие работой ПК;
накопители на жестких и гибких магнитных, на оптических и на сменных
дисках;
блок питания, преобразующий переменное напряжение сети в низкое
постоянное напряжение.
система вентиляции, обеспечивающая необходимый температурный
режим.

25.

Устройство обработки информации:
Микропроцессор – сверхбольшая интегральная схема,
реализованная в полупроводниковом кристалле кремния,
помещённая в пластиковый корпус и соединённая золотыми
проводками с металлическими штырьками.
Функции:
Осуществляет
вычисление согласно программе, хранящейся в
оперативной памяти;
Обеспечивает общее управление компьютером и вычислительными
процессами
Характеристики:
Разрядность (N) – количество одновременно обрабатываемых разрядов
(8-, 16-,…, 64-)
Тактовая частота - это скорость передачи информации (от 8 МГц до
4ГГц);
Адресное пространство – это объем оперативной памяти, физически
доступной для процессора = 2N.

26. 2. Многообразие внешних устройств, подключаемых к компьютеру

Устройства ввода информации:
•клавиатура,
•манипуляторы:
• мышь,
• трекбол,
• тачпад,
• дигитайзер (световое перо, графический планшет),
• джойстик,
•сканеры:
ручные
планшетные
барабанные
•цифровые фотоаппараты и видеокамеры,
•микрофон.

27.

Устройства вывода информации.
Монитор:
ЭЛТ
ЖК
Плазма
Принтеры:
матричные
струйные
лазерные
Плоттер,
Наушники и колонки.
Драйвер – это программа, управляющая работой устройства.

28. Архитектура компьютера

Архитектура компьютера — это общее
описание структуры и функций компьютера.
28

29. Магистрально-модульный принцип построения компьютера

Практически все модели современных
компьютеров (ПК)
имеют магистральный тип архитектуры
Модульность позволяет пользователю самостоятельно комплектовать
конфигурацию компьютера (состав устройств, подключенных к ПК)
Магистральный (шинный) принцип предполагает подключение к шине
процессора,
оперативной памяти,
устройств ввода-вывода.
Информационная связь между устройствами компьютера
осуществляется через информационную магистраль (другое название
— общая шина).
Магистраль — это кабель, состоящий из множества проводов.
29

30.

Современный компьютер построен на принципе открытой архитектуры,
модульном и магистральный принцип.
Функциональная схема (демонстрирует магистрально-модульный принцип)
Контроллер – это электронная схема, разъемы (порты) которого находятся
на тыльной стороне системного блока и различают:
•параллельные LPT (принтер, сканер);
•последовательные COM (мышь, клавиатура) и USB

31. 4. Виды программного обеспечения компьютеров

Программное обеспечение (ПО)
Системное ПО
• Операционные системы;
• Программы-оболочки;
• Программы диагностики;
• Антивирусные программы;
• Программы обслуживания
дисков;
• Архиваторы
Инструментальное ПО
Прикладное ПО
• Трансляторы;
• Отладчики;
• Интегрированные среды;
• Языки программирования
• Текстовые процессоры;
• Табличные процессоры;
• СУБД;
• Компьютерная графика;
• Презентации;
• Средства коммуникации;
• САПР;
• Настольные издательские
системы;
• Обучающие программы;
• Игры.