ПРИНЦИПИ побудови та Архітектура ЕОМ.
ЕОМ, комп’ютер – це комплекс технічних засобів, призначених дляавтоматичної обробки інформації в процесі вирішення обчислювальних таінформаційних завдань.
Вимоги користувачів до виконання обчислювальних робітвизначається підбором і налаштуванням технічних і програмних засобівоб’єднаних в одну структуру.
Структура ЕОМ – це сукупність її елементів і їх зв’язків. Розрізняютьструктури технічних, програмних та апаратурно-програмних засобів.
Архітектура ЕОМ – це багаторівнева ієрархія апаратурно-програмнихкоштів, з яких складається ЕОМ. Кожен з рівнів допускаєбагатоваріантне побудова і застосування.
деталізацією архітектурного і структурної побудови ЕОМ займаютьсярізні категорії фахівців обчислювальної техніки:
1. Інженери (схема техніки) – проектують окремі технічні пристрої і розробляють методи сполучення один з одним.
2. Системні програмісти – створюють програми управління технічними засобами, інформаційного розподілу між рівнями, організацію обчислювального процесу.
3. Прикладні програмісти – розробляють пакети програм більш високого рівня, які забезпечують взаємодію користувача з ЕОМ і необхідний для цього сервіс.
4. Фахівці з експлуатації ЕОМ – займаються загальними питаннями взаємодії користувача з ЕОМ.
Зміст знань і вмінь фахівців з ПЗ і його експлуатаціїстановлять:
1) Технічні та експлуатаційні характеристики.
2) Продуктивність ЕОМ – обсяг робіт здійснюють ЕОМ в одиницючасу.
3) Ємність запам’ятовуючих пристроїв: ОЗУ і ДЗУ.
4) Надійність – це здатність ЕОМ за певних умов виконуватинеобхідні функції протягом заданого періоду часу.
5) Точність – це можливість розрізняти майже рівні значення.
6) Достовірність – це властивість інформації бути правильно сприйнятої.
Класифікація ЕОМ
Величина і різноманітність сучасного парку ЕОМ зажадали системикваліфікації ЕОМ. Запропоновано багато принципів класифікації:
1. Класифікація ЕОМ за формою подання величин обчислювальної машини ділять на:
– аналогові (безперервної дії) АВМ
– цифрові (дискретної дії) ЦВМ
– аналого-цифрові (гібридні) ГВМ
У АВМ оброблювана інформація може надаватися відповідними значеннями аналогових обчислень: струм, напруга кут повороту.
У ЦОМ (ЕОМ) інформація кодується двійковим кодом. Широке застосування отримали ЦВМ з електричним поданням дискретної інформації – електронні ЦВМ.
2. Класифікація ЕОМ за домом (за елементарною базі):
– Перше покоління (50г.): ЕОМ на електронних вакуумних лампах.
– Друге покоління (60г.): ЕОМ на дискретних напівпровідникових приладах (транзисторах).
– Третє покоління (70г.): ЕОМ на напівпровідникових інтегральних схемах з малим ступенем інтеграції.
– Четверте покоління (80г.): ЕОМ на великих інтегральних схемах .
– П’яте покоління (90): ЕОМ на надвеликих інтегральних схемах.
– Шосте і наступні покоління: оптоелектронні ЕОМ з масовим паралелізмом і нейронної структурою – з розподіленою ступенем великого числа нескладних мікропроцесорів , моделюючих архітектуру нейронних біологічних систем.
Інтегральна схема – електронна схема спеціального призначення, виконана у вигляді єдиного напівпровідникового кристалу, що об’єднує велику кількість діодів і транзисторів.
3. Класифікація ЕОМ за потужністю (швидкодії):
1). Супер-ЕОМ – машини для крупно-маштабні завдань (фірма IBM).
2). Великі ЕОМ – машини для територіальних, регіональних завдань.
3). Середні ЕОМ – машини дуже широкого розповсюдження.
4). Малі ЕОМ.
5). ПЕОМ (персональні ЕОМ).
6). Мікро ЕОМ і мікропроцесори.
7). Мережі ЕОМ.
Загальні принципи побудови сучасних ЕОМ.
Основним принципом побудови ЕОМ є програмне управління, воснові якого лежить уявлення алгоритму розв’язання будь-якої задачі у виглядіпрограми обчислень.
Алгоритм – це кінцевий набір правил, що визначає рішеннязавдання за допомогою кінцевого кількості операцій (ISO 2382/1-84міжнародний стандарт).
Програма – це впорядкована послідовність команд підлягаютьобробки.
Принцип програмного управління може бути здійснено різнимиспособами. Стандартом для побудови практично всіх ЕОМ був представлений в
1945 Нейманом. Схема ЕОМ, що відповідає програмному принципом управліннявідображає характер дії людини за алгоритмом.
програми потоки та вихідніінформації дані
Узагальнена структура ЕОМ Джен Фон Неймана першого і другого поколінь
УПД – пристрій підготовки даних.
УВС – пристрій вводу.
АЛП – арифметико-логічний пристрій.
УУ – пристрій управління.
ОЗП – оперативний запам’ятовуючий пристрій.
ДЗУ – тривало запам’ятовуючий пристрій
ВЗП – зовнішній запам’ятовуючий пристрій.
УВ – пристрій виводу.
ЗУ + АЛУ + УУ – процесор.
Будь-яка ЕОМ має пристрій введення інформації, за допомогою якого в ЕОМвводять програми вирішення завдань і дані до них.
ОЗУ – призначено для оперативного запам’ятовування програми зберігаєтьсяу виконанні.
ВЗП – призначено для довготривалого зберігання інформації.
Кеш-пам’ять – проміжна пам’ять між ОЗУ і ВЗП.
УУ – призначено для автоматичного виконання програм шляхомпримусової координації всіх інших пристроїв ЕОМ.
АЛП – виконує арифметичні і логічні операції над даними.
Основою АЛП є операційний автомат, до складу якого входять:суматори, лічильники, логічні операції.
Класична структура ЕОМ з переходом на ВІС (великі інтегральнісхеми) перейшла в поняття архітектура ЕОМ.
Пристрої сполучення
Узагальнена архітектура третього і четвертого поколінь
Домашня робота:
С. р. № 2 «Правила безпеки під час експлуатації ПК»[2] – c. 17-21, [3] – 23-31