Цифровые копьютеры

1.

Тема: ЦИФРОВЫЕ КОПЬЮТЕРЫ
План
1 История развития вычислительной техники
2 Структура персонального компьютера и его
основные функции
3 Понятие архитектуры компьютера
4 Типы современных компьютеров
5 Общие принципы работы компьютера

2.

Компьютерна техника – это совокупность средст
для автоматизации процесов обработки информации, а
также
область
разработкой,
компьютеров.
техники,
которая
изготовлением
и
занимается
эксплуатацией

3.

ЭТАПЫ РАЗВИТИЯ КОМПЬЮТЕРНОЙ
ТЕХНИКИ
Механические калькуляторы
Механический компьютер
Электронный компьютер
Интегральные схемы
Микропроцессоры

4.

Компьютер
–
электронно-программное
устройство, содержащее аппаратные средства и
программное обеспечение и автоматически, согласно
программе, выполняет алгоритм решения заданной
задачи.

5.

Схематическая структура компьютера
ВЗУ
ОУ
УВв
АЛП
УВыв
УУ

6.

Внутренняя память
компьютера
ОЗУ (RAM)
ПЗУ (ROM)
Регистры АЛП

7.

8.

Устройства ввода
клавиатура
сканеры
ручные
манипуляторы
перфокарти
ручные
мишь
перфоленты
планшетные
шариковый
языковой ввод
роликовые
джойстик
проекционные

9.

Устройства вывода
синтезатор
языка
принтеры
дисплеи
матричные
ЭЛУ
перфолента
струйные
редкокриста
лические
плотер
лазерные
люминесце
нтные
перфокарты
проекционн
ые

10.

Архитектура компьютера – интерфейс связи
между его аппаратным и программным
обеспечением.
Неймановськая
Гарвардськая
Паралельные
компьютерные
архиітектуры
Асоциативная
Дуальная неймановско-гарвардская

11.

НЕЙМАНОВСКАЯ АРХИТЕКТУРА
1. использование двоичной системы для
кодирования информации в компьютере;
2. сохранение программ и данных в
общей памяти компьютера;
3. адресация памяти;
4. программное управление работой компьютера;
5. последовательное выполнение команд программы с реализацией
условных переходов

12.

Шина адреса
Процессор
Шина данных
Шина управления
Память
Порт
…
Порт
Устройства ввода-вывода

13.

НЕДОСТАТКИ:
Использование процессора для управления
вводом-выводом информации уменьшает его
производительность
В любой момент времени в процессоре
выполняется только одна операция
Последовательное выполнение команд
разной длины уменьшает общую
производительность компьютера.
Использование общей памяти для
хранения данных и команд не
позволяет одновременно и
независимо считывать данные и
команды.

14.

ГАРВАРДСКАЯ АРХИТЕКТУРА
Память
команд
ШДПК
ШДПД
ШАПК
ШАПД
МП
Память
даних
Внешняя память
Механический
компьютер Mark
(1944)

15.

16.

ОСОБЕННОСТИ
Высокое
быстродействие
Конвейеризация
вычислений

17.

Особенность строения
Кэш
команд
L1
Кэш
даних
L1
Процессор
Кэш- память
ІІ рівня L2
Оперативная
память
ДУАЛЬНАЯ НЕЙМАНОВСКОГАРВАРДСКАЯ АРХИТЕКТУРА

18.

ОСОБЕННОСТИ
Многоуровневая кэш-память
удобство программных технологий
нейманской архитектуры
Скорость процессора со стороны
гарвардской архитектуры

19.

АСОЦИАТИВНАЯ АРХИТЕКТУРА
Основой ассоциативной архитектуры является
ассоциативная память, которая обеспечивает одновременный
доступ ко многим данным, в которых совпадают значения
соответствующих разрядов.
Параллельность обработки данных
Поиск данных по содержимому

20.

ПАРАЛЕЛЬНЫЕ КОМПЧЬЮТЕРНЫЕ
АРХИТЕКТУРЫ
Параллельные вычисления – это форма вычислений,
в которых несколько действий производятся
одновременно.

21.

Типы современных компьютеров
1
Персональные компьтеры
Использование
одним лицом
2
Рабочие станции
ориентированные на
решение инженерных
задач

22.

3
Багатотерминальные системы
набор стандартных
терминалов,
подключенных к серверу
4
Серверы
центральные
компьютеры для
построения
информационных систем
5
Мейнфреймы
большие
универсальные
компьютерные
системы

23.

6
Кластерные компьютерные системы
воспринимается
операционной как
единое целое
7
Суперкомпьютеры
самые мощные в
настоящее время
компьютеры

24.

8
Микроконтроллеры
компьютеры на
кристалле,
предназначенные для
управления
электронными
устройствами
9
Специализированные компьютеры

25.

Характеристики компьютеров
продуктивн
ость
разрядность
пиковая
номинальна
системная
эксплуатационная
емкость ОП
надежность
средняя
наработка на
отказ
время
восстановления
работоспособнос
ти
срок службы

26.

Стек – специальная память магазинного типа,
работающая по принципу «последний пришел –
первый ушел» (LIFO – Last In-First Out).
Прерывание
возникающие
–
в
ситуации
результате
в
компьютере,
поступления
соответствующих команд (программные прерывания)
или сигналов от внешних устройств (аппаратные
прерывания).

27.

Исключение
–
нештатные
ситуации
в
компьютере (ошибки), возникающие при работе
процессора.
Режим прямого доступа к памяти DMA (Direct
Memory
Access)
необходимо
-
режим,
произвести
используемый,
пересылку
если
значительного
массива информации между ОЗУ и любым внешним
устройством,
подающим
соответствующий запрос.
в
компьютер

28.

Структура АЛУ для выполнения логических
операций
A
B
F
БЛЭ
RG
X0
0
1
X1
ОС
Xi
n

29.

1. Трехразрядный двоичный
6. Ключи на логических элементах
счетчик.
И.
2. Дешифратор на три входа.
7. Сумматор первого разряда.
3. Регистр операнда А.
8. Сумамтор второго разряда.
4. Регистр операнда В.
9. Регистр суммы.
5. Преобразователь прямого кода в 10.Ключі на логических элементах
обратный.
І.

30.

Математические операции выполняются за пять
тактов:
1. Запись операнда в регистр А.
2. Запись операнда в регистр В.
3. Подача сигнала разрешения сложения.
4. Запись операнда в регистр С.
5. Выдача сигнала в исходную шину.