Презентация по информатике "Архитектура ЭВМ"

• 1 слайд

  Архитектура ЭВМ
  
  
  Содержание
  Понятие архитектуры ЭВМ
  Классическая архитектура ЭВМ. Принципы фон Неймана
  Схема ПК
  

• 2 слайд

  Понятие архитектуры ЭВМ
  
  Под архитектурой ЭВМ понимают описание устройства и работы компьютера, достаточное для пользователя и программиста.
  Понятие архитектуры не включает в себя технические детали организации ЭВМ, электронные схемы и т.д.
  Понятие архитектуры отражает движение информации в компьютере.
  

• 3 слайд

  Понятие архитектуры ЭВМ
  
  Толковый словарь по вычислительным системам предлагает следующее определение термина:
  «Архитектура ЭВМ используется для описания принципа действия, конфигурации и взаимного соединения основных логических узлов ЭВМ».
  

• 4 слайд

  Понятие архитектуры ЭВМ
  
  Учебник А.В.Могилева дает следующее определение:
  «Архитектура — это наиболее общие принципы построения ЭВМ, реализующие программное управление работой и взаимодействием основных ее функциональных узлов».
  

• 5 слайд

  Классическая архитектура ЭВМ. Принципы фон Неймана
  
  Американский математик Джон фон Нейман в 1946 г. в классической статье «Предварительное рассмотрение логической конструкции электронно-вычислительного устройства» совместно с Г.Голдстайном и А.Берксом предложил идею принципиально новой ЭВМ. Выдвинутые идеи актуальны и сегодня.
  

• 6 слайд

  Принципы фон Неймана
  
  1.Программное управление работой ЭВМ. Программа состоит из команд.
  Все команды образуют систему команд машины.
  Команды программы последовательно считываются из памяти и выполняются.
  Адрес очередной команды хранится в счетчике команд.
  

• 7 слайд

  Принципы фон Неймана
  
  2.Принцип хранимой программы.
  Команды представляются в числовой форме и хранятся в той же памяти, что и данные.
  

• 8 слайд

  Принципы фон Неймана
  
  3.Принцип условного перехода.
  Можно нарушить естественную последовательность команд в программе.
  Используется в командах безусловного и условного переходов
  

• 9 слайд

  Принципы фон Неймана
  
  4.Использование двоичной системы счисления для представления информации в ЭВМ.
  Ее просто реализовать технически для выполнения арифметических и логических операций.
  Ранее ЭВМ обрабатывали числа в десятичном виде.
  

• 10 слайд

  Принципы фон Неймана
  
  Принцип иерархичности ЗУ.
  1 уровень — Быстродействующее ОЗУ — небольшой емкости для операндов и команд, участвующих в счете в данный момент,
  2 уровень — внешнее ЗУ большей емкости.
  Иерархичность ЗУ в ЭВМ это компромисс между емкостью и быстрым доступом к данным.
  

• 11 слайд

  Принципы фон Неймана
  
  Фон Нейман предложил структуру ЭВМ. Она использовалась в первых двух поколениях ЭВМ.
  Стрелки отражают движение информации.
  

• 12 слайд

  Схема фон Неймана
  

• 13 слайд

  Устройства
  Процессор. Программно-упраляемое устройство, обрабатывает данные и управляет работой компьютера.
  Состоит из устройства управления (УУ) и арифметико-логического устройства (АЛУ).
  УУ управляет работой компьютера, взаимодействием компонентов друг с другом.
  АЛУ исполняет арифметические и логические операции.
  

• 14 слайд

  Устройства
  Оперативное запоминающее устройство.
  Хранит информацию, с которой компьютер работает в данное время: программу, исходные данные, промежуточные и конечные результаты счета.
  Эта память небольшого объема, энергозависима.
  

• 15 слайд

  Устройства
  Внешнее запоминающее устройство.
  Это были магнитные устройства для долговременного хранения информации.
  Большего объема, более медленные.
  Магнитные барабаны, ленты, диски.
  

• 16 слайд

  Магнитный барабан 1 электродвигатель 2 цилиндр барабан 3 магнитные головки 4 дорожки 5 ось магнитного барабана 6 станина корпус
  

• 17 слайд

  Магнитные ленты
  

• 18 слайд

  Устройства ввода информации.
  Перфокарты,
  перфоленты,
  клавиатура.
  

• 19 слайд

  Перфокарты, перфолента
  

• 20 слайд

  АЦПУ
  

• 21 слайд

  Устройства вывода информации.
  АЦПУ,
  дисплей,
  принтер.
  

• 22 слайд

  Разработанная фон Нейманом архитектура оказалась фундаментальной.
  Его идеи используются и в современных компьютерах.
  Исключение составляют системы параллельных вычислений, где отсутствует счетчик команд.
  Новые архитектурные решения очевидно будут использованы в машинах 5 поколения
  

• 23 слайд

  3. Схема микрокомпьютера 4 поколения
  
  В архитектуре персональных машин реализован магистрально модульный принцип:
  Все устройства выполнены в виде самостоятельно работающих модулей
  Для связи всех устройств компьютера используют шину, магистраль, по которой передаются данные, адреса и управляющие сигналы.
  

• 24 слайд

  Эту архитектуру еще называют открытой, так как систему легко пополнить новыми периферийными устройствами.
  
  

• 25 слайд

  Схема ПК 4 поколения
  

• 26 слайд

  Компонеты PC
  Системная плата — ядро системы. Главная деталь, с ней все соединяется, она управляет всеми устройствами системы. Содержит следующие компоненты:
  Гнездо процессора;
  Преобразователи напряжения питания процессора;
  Набор микросхем системной логики;
  Кэш-память второго уровня;
  Гнезда памяти;
  Разъемы (слоты) шины;
  ROM BIOS;
  Батарея для питания часов;
  CMOS;
  Микросхема ввода-вывода.
  

• 27 слайд

  Внешний вид системной платы asus P5LD2 C
  

• 28 слайд

  Набор микросхем системной логики – основа системной платы, управляет ЦП, шиной процессора, кэш-памятью второго уровня, оперативной памятью, шиной PCI, ISA, ресурсами системы.
  Определяет возможности системной платы, поддерживаемые типы процессоров, памяти, плат расширения, дисководов и т.д.
  

• 29 слайд

  Процессор intelr pentiumr 4 3000E 1Mb 800MHz 478 pin
  

• 30 слайд

  Процессор. Двигатель компьютера. Эта микросхема выполняет команды программного обеспечения. Содержит миллионы транзисторов, которые выгравированы на кристалле кремния.
  Оперативная память. Системная память, память с произвольным доступом. Это основная память, в которую записываются программы и данные, используемые процессором во время обработки.
  

• 31 слайд

  Модуль памяти
  

• 32 слайд

  Модули памяти относятся к одному из двух типов:
  SIMM (Single Inline Memory Module) — одиночный встроенный модуль памяти и
  DIMM (Dual Inline Memory Module) — двойной встроенный модуль памяти.
  

• 33 слайд

  Корпус. Внутри корпуса размещается системная плата, источник питания, дисководы, платы адаптеров и другие компоненты системы.
  Источник питания. От источника питания напряжение подается к каждому отдельному компоненту. Преобразует напряжение переменного тока в постоянное 3,3, 5 и 12 в.
  

• 34 слайд

  Дисковод гибких дисков.
  Накопитель на жестких дисках. Главный носитель информации в системе.
  Накопитель CD-ROM. Накопители CD-ROM и DVD-ROM (Digital Versatile Disc — цифровой универсальный диск) устройсва со сменными носителями информации большой емкости с оптической записью информации.
  На них распространяется дистрибутивное ПО.
  

• 35 слайд

  Клавиатура. Основное устройство, с его помощью пользователь управляет системой.
  Мышь. Координатно указательное устройство.
  Видеоадаптер. Управляет отбражением информации на мониторе. Состоит из видеочипа – набор микросхем системной логики, оперативной видеопамяти, цифроаналогового преобразователя, BIOS. Видеочип упрвляет отображением информации на экране, записывает данные видеопамять. ЦАП читает данные из видеопамяти и преобразует их из цифровой формы в аналоговые сигналы управления монитором. BIOS содержит первичный драйвер, кторыйпозволяет монитору работать во время загруки в текстовом режиме. Затем с диска загружается более совершенный драйвер, который позволяет работать дисплею в сложном видеорежиме.
  

• 36 слайд

  Видеоадаптер
  

• 37 слайд

  Монитор. Мониторы клссифицируют по трем параметрам:
  Размер по диагонали от 14 до 21 дюйма;
  Разрешающая способность от 640х480 до 1600х1200 пикселей. Сначала размер по горизонтали, затем по вертикали. Каждый пиксель монитора состоит из 3-х элементов-точек, по одной для каждого цвета красного, синего и зеленого.
  Частота регенерации изображения от 60 о 100 гц. Она показывает как часто дисплей повторно отображает содержание видеопамяти. Частота регенерации и разрешающая способность определяются видеоадаптером.
  

• 38 слайд

  Устройства ввода-вывода подключаются через контроллеры внешнего устройства. Это специализированный процессор, который управляет периферийным устройством, имеет собственную систему команд.
  Например, контролер дисковода умеет позиционировать головку на нужную дорожку диска, читать и записывать сектор и т.д.
  

• 39 слайд

  Наличие интеллектуальных внешних устройств изменило принцип обмена информацией. ЦП дает задание на обмен информацией контроллеру, а далее контролер сам производит обмен без участия ЦП.
  Стали возможны прямые информационные связи между устройствами, передача данных из внешних устройств в ОЗУ и наоборот. Этот режим называется прямым доступом к памяти.
  

• 40 слайд

  мы упрощенно предполагали, что все устройства взаимодействуют через общую шину. При увеличении количества устройств, основная магистраль перегружается, тормозит работу компьютера.
  В состав ЭВМ включаются дополнительные шины: для обмена процессора с памятью, для связи с быстрыми внешними устройствами, для связи с медленными устройствами.
  Для режима прямого доступа к памяти требуется высокоскоростная шина данных ОЗУ.
  

• 41 слайд

  Вопросы
  Дайте определение архитектуры
  Сформулируйте принципы фон Неймана
  Нарисуйте схему фон Неймана, опишите устройства
  Какие два принципы заложены в архитектуру ПК
  Нарисуйте схему ПК, перечислите компоненты схемы
  

• 42 слайд

  Выполнено ученицей 11 класса Левченко В.В.
  Перечислите и опишите компоненты системной платы
  Опишите компоненты системного блока
  Опишите периферийные устройства
  Что такое контроллер?
  ПО каким параметрам классифицируют мониторы?
  Что означает прямой доступ к памяти?