Основные Память Поколения устройства

Основные
устройства
ЭВМ
Внутренняя
память ЭВМ
Числа
в памяти
ЭВМ
Память
ЭВМ
Внешняя
память
Представление
целых
чисел
Персональный
компьютер
(ПК)
Поколения
ЭВМ
Характеристики
поколений
ЭВМ
Основные
характеристики ПК
Состав
устройств ПК
ЭВМ (компьютер)
Человек
Органы чувств Приём (ввод) информации
Устройства ввода
Мозг человека Хранение информации
Устройства памяти
Речь, жесты…
Средства
связи
компьютера
с внешним
миром
Мышление (обработка инф-и)
Процессор
Передача (вывод) информации)
Устройства вывода
Устройства
ввода
Устройства
вывода
Внутренняя
память
Процессор
Внешняя
память
Средства
долговременного
хранения
информации
Архитектура ЭВМ – это описание устройства и принципов
назад
работы компьютера, достаточное для пользователя и
программиста
Память ЭВМ
Внутренняя
Память
ОЗУ
ПЗУ
Внешняя
Память
Магнитные
Оптические
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
Структура внутренней памяти
Байты
БИТ
двоичная
кодировка
Дискретность
• Наименьшим элементом
памяти является бит
• В одном бите памяти может
храниться один бит
информации
назад
Биты
0
0 1 1 0 0 1 0 1
1
1 1 0 0 1 1 0 1
2
1 1 0 0 0 0 1 0
3
0 0 1 1 1 0 1 1
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
Числа в памяти ЭВМ
Форма
с фиксированной точкой
Целые числа
Единицы памяти
Форма
с плавающей точкой
Вещественные числа
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
R = + m x pn
где
m – мантисса
p – основание системы счисления
n - порядок
0.25324 х 102 = 0.025324 х 103 = 2.5324 х 101
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
Представление целых чисел
Положительные числа
1. Перевести число N в двоичную
систему счисления [N2]
2. Полученный результат [N2]
дополнить слева незначащими
нулями до размеров машинного
слова
160710
110010001112
7FFF16
215 – 1 = 3276710 (Наибольшее число)
назад
1.I – N I N2 00…N2 (полож. число)
2.Обратный код (0
1, 1
0)
3.Обратный код +1
результат
1) I-160710I
0000 0110 0100 0111
2) Обратный код 1111 1001 1011 1000
3) прибавить единицу
1
результат:
0000 0110 0100 0111 16-разрядная
ячейка
памяти
N16 = 0647
0111 1111 1111 11112
Отрицательные числа
1111 1001 1011 1001
N16 = F9B9 (дополнительный код)
Проверка N + (-N) = 0
0000 0110 0100 0111
1607
1111 1001 1011 1001
- 1607
1 0000 0000 0000 0000
0
переполнение
1000 0000 0000 0000 = -215 = -3276810
(Наименьшее число)
Внешняя память
Магнитные устройства
НМЛ (стриммеры)
Кассетные накопители
На магнитной ленте
НМД (дисководы)
Накопители
на магнитных дисках
Накопители на гибких дисках
назад
Оптические устройства
CD – ROM
Оптические
(лазерные) диски
Накопители на жёстком диске
(винчестеры)
Файл – это основная именованная единица
информации на внешнем носителе
Персональный компьютер
Состав устройств ПК
Структура ПК
Внутренняя
Микропроцессор
память
Информационная магистраль
(шина)
контроллеры
Внешние устройства
Основные характеристики ПК:
объём внутренней памяти,
тактовая частота,
разрядность процессора
назад
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
К
К
Монитор
К Микропроцессор К
Принтер
К
Плоттер
К
Микрофон
К
ТГ
ПЗУ
назад
К
К
Внешняя
память ВЗУ
Устройства ВВОДА
ОЗУ К
(графопостроитель)
Звуковые
колонки
Блок
питания
СИСТЕМНЫЙ БЛОК
Устройства ВЫВОДА
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
I поколение
1945…
II поколение
1955…
назад
Новое
поколение
ЭВМ
III поколение
1965…
Новый состав
программного
обеспечения
Новые области
применения
IV поколение
1975…
V поколение
?...
I
1945-60-е
Элементная
база
Электронные
лампы
II
1955–70-е
III
1965-80-е
Транзисторы
Интегральные
схемы (ИС) и
большие
интегральные
схемы
IV
1975-90-е
V
?
Сверхбольшие
интегральные
схемы (СБИС),
микропроцессор
ы
Оптоэлектро
ника,
криоэлектрони
ка
Максимальное
быстродейств
ие процессора
(опер./сек)
10 – 20 тыс.
100 тыс.–
1млн.
10 млн.
109 +
многороцессор
ность
1012 +
многопроцес
сорность
Максимальная
ёмкость ОЗУ
(Кбайт)
100
1000
10000
107
108
Магнитные
барабан и
лента;
перфокарты и
перфоленты;
цифровая
печать
Магнитные
барабаны и
ленты;
перфоноси
тели;
алфавитноцифровая
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.
Периферий ные
устройства
назад
I
1945-60-е
II
1955–70-е
III
1965-80-е
IV
1975-90-е
V
?
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,крупных массивов
данных в
области
науки и
производства
+
Информац.
системы;
системы
автоматизац
ии; АСУ,
САПР, АСНИ
и др.
+
Все сферы
научной, произой, 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