Обучающая программа по дисциплине Организация ЭВМ и систем содержание
|
Скачать 0.84 Mb.
|
Организация ЭВМ и систем СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ ПРИНЦИП ОРГАНИЗАЦИИ ЭВМ АРХИТЕКТУРА АППАРАТНЫХ СРЕДСТВ ЭВМ УСТРОЙСТВА ВВОДА ДАННЫХ УСТРОЙСТВА ВЫВОДА ДАННЫХ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ КОМПЬЮТЕРА НАЗНАЧЕНИЕ И ФУНКЦИИ ОПЕРАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ СЕТИ ЭВМ И СРЕДСТВА ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННОГО ДОСТУПА ВВЕДЕНИЕ Все множество вычислительных машин (ВМ) делится на 2 класса: аналоговые (АВМ) и цифровые (ЦВМ). АВМ обеспечивают решение различных задач по принципу аналогии протекающих в них (в АВМ) процессов с процессами в объектах, для которых поставлена и решается задача. Пример: существует много различных по своей природе объектов, процессы в которых описываются одинаковыми математическими моделями (формулами, зависимостями), например, дифференциальными уравнениями или системой уравнений. В АВМ для решения такого рода уравнений обычно используются электрические процессы, которые описываются (моделируются) такого же рода математическими зависимостями. В них решение задач сводится к измерению электрических параметров процессов, протекающих в АВМ, через определенные промежутки времени:  Например: u-напряжение (в вольтах); t-время (в секундах, долях секунды) ЦВМ обеспечивают решение различных задач путем выполнения элементарных математических (арифметических и логических) операций над информацией, представленной исключительно в дискретной форме, – над числами, символами текста, точками графических изображений и т.п. Теперь несколько слов о терминологии. Сначала расшифровка аббревиатуры ЭВМ – Э лектронная В ычислительная М ашина. Как и всякая другая машина ЭВМ обеспечивает преобразование сырья, поступающего на вход машины, в конечный продукт. Особенность ЭВМ в том, что в качестве сырья на вход машины поступает информация (исходные данные), а на выход выдаются результаты решения задачи. Термин вычислительная означает, что обработка информации осуществляется путем выполнения сравнительно простых математических (арифметических, логических и т.п.) операций, т.е. путем вычислений. Термин электронная означает, что машина построена на основе электронных элементов, электронной элементной базы. В настоящее время под термином ЭВМ (компьютер) имеют в виду ЦВМ, т.е. ЭМ для обработки дискретной информации. Области применения ЭВМ самые разнообразные – от «физиков» до «лириков». В настоящее время трудно назвать область человеческой деятельности, где бы не применялись ЭВМ. Таким образом, предметом курса «Организация ЭВМ и систем» являются различного рода ВК и принципы их организации (построения). Простейшим из ВК является однопроцессорный ВК. Большинство ЭВМ относятся к классу однопроцессорных, наиболее простых. Более сложные ВК встречаются (используются) реже. К ним относятся многомашинные и многопроцессорные (мультипроцессорные) ВК. Многомашинные ВК – это прежде всего локальные сети ЭВМ. ГЛАВА 1. Принципы организации ЭВМ Какие основные факторы предопределяют принципы построения ЭВМ? Их достаточно много. Но если следовать схеме сверху - вниз, то это два основных фактора - назначение ЭВМ и элементная база. Влияние элементной базы . Известно, что в ЭВМ используется исключительно двоично-кодированная форма представления информации. Почему? Во-первых, потому, что при этом предельно упрощается конструкция элементов и машины в целом. Вторая причина - при использовании двоично-кодированной формы существенно возрастает надёжность элементов и ЭВМ в целом. Второй фактор назначение ЭВМ. Из определения ЭВМ (автоматизация обработки информации на основе алгоритмов) следует, что принципы организации ЭВМ неизбежно должны зависеть от свойств алгоритмов. Каких? Наиболее существенное влияние на организацию ЭВМ оказывают следующие три свойства алгоритмов.
Как они влияют на организацию ЭВМ? Детерминированность процессов – это основное свойство алгоритмов, которое позволило Джону фон Нейману использовать алгоритм как основу, источник управления процессом вычислений, процессом обработки информации в ЭВМ. А именно: алгоритм представляется в форме программы, вводится в память машины и используется для управления вычислительным процессом (отсюда, кстати, потребность в “армии” программистов). Конечный набор элементарных операций – отсюда вытекает, что и аппаратура ЭBM (т.е. ВК) должна выполнять конечный набор сравнительно простых операций: сложение, вычитание, умножение, деление и др. Следовательно, F={+, - , ? ,/,...} - список машинных операций конечен и сравнительно прост. Дискретное представление информации , с которой оперируют алгоритмы. Из этого свойства следует, что информация в ЭВМ представляется исключительно в дискретной форме — числовой, символьной, в форме логических значений. Причём, с учётом фактора элементной базы – не просто числовой, символьной и т.д., а ещё и в двоично-кодированной форме. Анализируя сказанное, можно сформулировать принципы построения и функционирования современных ЭВМ в виде нескольких основных тезисов. Впервые их сформулировал Джон фон Нейман в 1945 году под названием “Принципы программного управления ЭВМ”. В популярном изложении их можно сформулировать следующим образом. • Информация, подлежащая обработке с помощью ЭВМ, кодируется в двоичной форме и разделяется на единицы информации - слова . Слово - это совокупность двоичных элементов a 1 , a 2, ..., a k , где a i I {0,1}, k=8,16,32,64, k=const. • Перед обработкой слова информации (исходные данные) размещаются в ячейках памяти ЭВМ. Ячейка памяти - это место хранения одного слова информации. Ячейки памяти нумеруются. Номер ячейки памяти называют адресом . • Алгоритм обработки информации представляется в виде последовательности управляющих слов - т.н. команд . Каждая команда задаёт, предписывает аппаратуре ЭВМ тип выполняемой операции (указывает одну операцию из списка F), т.е. указывает аппаратуре что делать. Кроме того, команда, в случае необходимости, указывает и местоположение операндов в памяти машины путём указания номера ячейки, т.е. указывает аппаратуре, где взять данные для обработки. Алгоритм, представленный в терминах команд, называют программой . • Команды, как и данные, кодируются в двоичной форме и располагаются в ячейках памяти ЭВМ. • Выполнение операций, предписанных программой, сводится к поочерёдному выбору команд из памяти и их выполнению (интерпретации) аппаратурой ЭВМ. Порядок, в котором команды извлекаются из памяти, задаётся алгоритмом решения задачи и зависит от исходных данных. Состав устройств ЭВМ известен: это устройства типа процессор, запоминающее устройство (ЗУ), устройство ввода (УВв), устройство вывода (УВыв). Структура простейшей ЭВМ представлена на рисунке 1.1. Чего в ней нет по сравнению с современной машиной? Нет внешней памяти (ВП).  Порядок функционирования ЭВМ. Современные ЭВМ работают под управлением операционных систем (ОС). Программы ОС обычно хранятся во ВП (на дисках). В момент включения питания в основной оперативной памяти (ОП) пусто. Для нормальной работы в ОП необходимо сначала ввести основную часть ОС (т.н. резидентную часть) из ВП. Обычно это делается под управлением программы начальной загрузки, которая в современных ЭВМ хранится в части ОП, реализованной на основе БИС ПЗУ. По объему это малая часть ОП. Основная часть ОП строится на основе БИС ОЗУ. После загрузки в ОП ЭВМ операционная система превращается в инструмент, помогающий человеку в автоматическом режиме быстро и без ошибок выполнять машинные программы. ГЛАВА 2. Архитектура аппаратных средств ЭВМ 2.1. ОБЩЕЕ УСТРОЙСТВО 2.2. КОРПУС РС 2.3. МАТЕРИНСКАЯ ПЛАТА 2.4. ПРОЦЕССОР 2.5. ОПЕРАТИВНАЯ ПАМЯТЬ 2.6. КОНТРОЛЛЕРЫ 2.7. ШИНЫ 2.8. УСТРОЙСТВА ХРАНЕНИЯ ДАННЫХ 2.9. ДИСКОВОДЫ 2.10. ВИНЧЕСТЕРЫ 2.11. ПРИВОДЫ CD-ROM |
Похожие:
 |
Программа по дисциплине «Архитектура ЭВМ и систем» Учебная программа по дисциплине «Архитектура ЭВМ и систем» составлена в соответствии с требованиями гос впо. Предназначена для студентов... |
 |
А. Д. Чередов организация ЭВМ и систем Организация ЭВМ и систем: учебное пособие / А. Д. Чередов; Томский политехнический университет. – 3-е изд., перераб и доп. – Томск:... |
|
Тема Основные возможности компьютеров Эвм приводят к сглаживанию различий между этими классами ЭВМ. Поэтому наиболее существенным признаком классификации ЭВМ является... |
|
Методические указания по выполнению практических работ по дисциплине... Методические указания предназначены для закрепления теоретических знаний и приобретения необходимых практических навыков и умений... |
|
Методические указания к расчетно-графическим заданиям по учебной... Целью ргз является закрепление и лучшее усвоение теоретического материала. Предлагаемые задания направлены на выявление архитектурных... |
|
Программа дисциплины «Архитектура ЭВМ и вычислительных систем» Программа предназначена для преподавателей, ведущих данную дисциплину, учебных ассистентов и студентов направления 230100. 62 "Информатика... |
|
Учебное пособие ппи, 2008 104 с.: ил. Учебное пособие по дисциплине... Учебное пособие по дисциплине «Конструкторско-технологическое обеспечение производства эвм» предназначено для студентов Псковского... |
|
Конспект лекций Архитектурная организация процессора ЭВМ. Структура машинной команды. Способы адресации. Особенности архитектур микропроцессоров.... |
|
Рабочая программа профессионального модуля пм. 02 ПМ. 02. «Организация работ по монтажу, ремонту и наладке систем автоматизации, средств измерений и мехатронных систем» |
|
Эта обучающая программа, состоящая из шестью частей разработана для... Эта обучающая программа, состоящая из шестью частей разработана для того чтобы |
|
Техника управления очередями Эвм для ведения своих личных или профессиональных дел. Эта тенденция ускоряется по мере того, как все большее число организаций и... |
|
Рабочая программа дисциплины Сетевые информационные технологии» для... Содержание курса соответствует требованиям к обязательному минимуму содержания основной образовательной программы подготовки магистра... |
|
Рабочая программа дисциплины Сетевые информационные технологии» для... Содержание курса соответствует требованиям к обязательному минимуму содержания основной образовательной программы подготовки магистра... |
|
В 2006 году автором было издано учебное пособие «Периферийные устройства... Пу в вычислительных системах; 2 организации обмена данными в эвм; 3 назначения, принцип действия, структуры и программирования последовательного... |
|
Управление звуковой картой компьютера Взаимодействие человека с ЭВМ должно быть прежде всего взаимным ( на то оно и общение ). Взаимность, в свою очередь, предуcматривает... |
|
Инструментарий веб-разработчика: Apache, php, Mysql, phpMyAdmin Лабораторный... Инструментарий веб-разработчика: Apache, php, Mysql, phpMyAdmin: Лабораторный практикум по дисциплине «Сети ЭВМ и телекоммуникации»... |