1812 год.

История предмета
http://ru.wikipedia.org/wiki/История_персональных_компьютеров
1812 год.- Чарьлз Бебидж механическовычислительную машину, использовав в основе
зубчатый механизм.
1946 год – создана первая электронно-вычислительная
машина (ЭВМ) «ЭНИАК» (США).
1952 год – создана первая в СССР ЭВМ «Урал-1»,
элементной базой которой послужили электронные
лампы.
1981 год - новый компьютер под названием IBM PC
был официально представлен публике. Компьютер IBM
PC стал стандартом персонального компьютера.
Системотехника ЭВС, комплексы и сети
1
Поколения ЭВМ
Первые ЭВМ содержали несколько десятков тысяч ламп и проделывали
5-10 тысяч операций в секунду. Эти ЭВМ принято относить к ЭВМ первого
поколения.
II-поколение – элементная база - полупроводниковые приборы. Одна из
мощнейших машин этого класса - "БЭСМ-6" создана в СССР в 1967 году .
Она совершала около 1 мл. операций в секунду, содержала 60 тысяч
биполярных транзисторов и 200 тысяч диодов. Значительно повысилась
надежность, уменьшились размеры.
III-поколение – ЭВМ были реализованы на интегральных схемах различной степени
интеграции (МИС, СИС, СБИС).
IV- поколение – ЭВМ проектировались в расчете на эффективное использование
современных высокоуровневых языков и упрощение процесса программирования для
конечного пользователя. Многопроцессорные и многомашинные комплексы.
Быстродействие десятки миллионов операций в секунду, емкость оперативной памяти
1-512 Мбайт.
V – поколение – ЭВМ класса суперкомпьютер с параллельной обработкой данных и
переходом к обработке знаний.
Системотехника ЭВС, комплексы и сети
2
Краткая характеристика поколений ЭВС.
Параметры
сравнения
Период
времени
Элементная
база (для УУ,
АЛУ)
Основной тип
ЭВМ
Основные
устройства
ввода
Основные
устройства
вывода
Поколения ЭВМ
первое
второе
третье
четвертое
1946 - 1959
1960 - 1969
1970 - 1979
с 1980 г.
Электронные (или
электрические) лампы
Полупроводники
(транзисторы)
Интегральные схемы
Большие интегральные
схемы (БИС)
Малые (мини)
Микро
Алфавитно-цифровой
дисплей, клавиатура
Цветной графический
дисплей, сканер,
клавиатура
Большие
Пульт,
перфокарточный,
перфоленточный ввод
Добавился
алфавитно-цифровой
дисплей, клавиатура
Алфавитно-цифровое печатающее устройство
(АЦПУ), перфоленточный вывод
Графопостроитель, принтер
Магнитные ленты,
барабаны, перфоленты,
перфокарты
Добавился
магнитный диск
Перфоленты,
магнитный диск
Магнитные и
оптические диски
Универсальные языки
программирования,
трансляторы
Пакетные
операционные
системы,
оптимизирующие
трансляторы
Дружественность ПО,
сетевые операционные
системы
Режим работы
ЭВМ
Однопрограммный
Пакетный
Интерактивные
операционные
системы,
структурированные
языки
программирования
Разделения времени
Цель
использования
ЭВМ
Научно-технические
расчеты
Технические и
экономические
расчеты
Управление и
экономические
расчеты
Внешняя
память
Ключевые
решения в ПО
Персональная работа и
сетевая обработка
данных
Телекоммуникации,
информационное
обслуживание
Системотехника ЭВС, комплексы и сети
3
ПЕРСОНАЛЬНЫЕ ЭВМ
Архитектура, основные
принципы построения и
функционирования
Системотехника ЭВС, комплексы и сети
4
Блок схема персональной ЭВМ
Блок, модуль
питания
Процессор
Подсистема вводавывода
Память
Сети и комплексы
Системотехника ЭВС, комплексы и сети
5
Через весь курс красной линией проходят
следующие основные понятия:
быстродействие – количество операций в секунду типа «регистр-регистр»;
производительность – время выполнения машинной тестовой программы;
скорость передачи данных – скорость, с которой передаются биты (количество
бит (байт), передаваемых за секунду … ;
степень интеграции - количество элементов (транзисторов, логических
вентелей …) в кристалле ;
интерфейс (физический) – устройство, преобразующее сигналы и
передающее их от одного компонента оборудования к другому. Физический
интерфейс определяется набором электрических связей и характеристиками
сигналов.
протокол (логический) - принципы и последовательности обмена кодами
(данными, адресами, управляющими командами)
временная диаграмма - изображение изменения во времени входных и
выходных сигналов исследуемого логического узла.
Системотехника ЭВС, комплексы и сети
6
Архитектура и структура ЭВМ и систем.
Архитектура определяет принципы действия, информационные
связи и взаимодействие узлов компьютера: процессора,
оперативного запоминающего устройства, внешних ЗУ,
контроллеров и периферийных устройств.
Структура компьютера – это совокупность его функциональных
элементов (узлов, модулей) и связей между ними (логические
связи и интерфейсы). Структура компьютера графически
представляется в виде структурных схем, с помощью которых
можно дать описание компьютера на любом уровне детализации.
Системотехника ЭВС, комплексы и сети
7
Структурная (блок) схема ПК IBM PC
Системотехника ЭВС, комплексы и сети
8
Физическая среда ПК
Базовая среда компьютера – блок питания, микропроцессор,
арифметический сопроцессор, озу, подсистема прерываний,
таймеры, подсистема клавиатуры, монитора.
Дополнительная среда – подсистема ввода-вывода
(графика, накопители информации, твердая копия).
Расширенная среда - средства коммуникации и мультимедиа.
Задача рассмотреть взаимодействия узлов указанной структурной
схемы посредством изучения интерфейсов и основных принципов
работы ядра вычислительной системы – микропроцессора с
узлами, обеспечивающие его функционирование
(синхронизация, озу, порты ввода-вывода, подсистема
прерываний, каналов прямого доступа …).
Рассмотрение взаимодействия в структурах будем осуществлять
на основе моделей IBM PC\ XT, AT, 286, 386, 486…
Системотехника ЭВС, комплексы и сети
9
Базовая система ввода-вывода
/BIOS/
Микропроцессор
шина ISA
Системотехника ЭВС, комплексы и сети
10