Презентация по информатике "Основы построения ЭВМ"

• 1 слайд

  Основы построения ЭВМ
  
  

• 2 слайд

  понятие архитектуры эвм
  Архитектурой компьютера называется его представление на некотором общем уровне, включающее описание пользовательских возможностей программирования, системы команд, системы адресации, организации памяти и т. д.
  
  

• 3 слайд

  Архитектура вычислительной системы определяет основные функциональные возможности системы, сферу применения (научно-техническая, экономическая, управление, и т.д.), режим работы (пакетный, мультипрограммный, диалоговый и т.д.), характеризует параметры ВС (быстродействие, набор и объем памяти, набор периферийных устройств и т.д.), особенности структуры (одно-, многопроцессорная) и т.д.
  
  

• 4 слайд

• 5 слайд

  Архитектура определяет принципы действия, информационные связи и взаимное соединение основных логических узлов компьютера: процессора, оперативного запоминающего устройства (ОЗУ, ОП), внешних ЗУ и периферийных устройств. Общность архитектуры разных компьютеров обеспечивает их совместимость с точки зрения пользователя.
  
  Структура компьютера – это совокупность его функциональных элементов и связей между ними. Элементами могут быть самые различные устройства – от основных логических узлов компьютера до простейших схем. Структура компьютера графически представляется в виде структурных схем, с помощью которых можно дать описание компьютера на любом уровне детализации.
  
  

• 6 слайд

• 7 слайд

  Основные блоки ЭВМ
  
  

• 8 слайд

  
  Идея создания вычислительной машины, работающей без вмешательства человека, принадлежит Ч. Бэббиджу.
  

• 9 слайд

  Основные блоки ЭВМ
  Устройство, в котором производятся все операции по обработке всех видов информации; по современной терминологии оно называется арифметико-логическим устройством (АЛУ).
  
  Устройство, обеспечивающее организацию выполнения программы обработки информации и согласованное взаимодействие всех узлов машины в ходе этого процесса – устройство управления (УУ); АЛУ и УУ являются составными частями микропроцессора.
  
  

• 10 слайд

  Устройство, предназначенное для хранения исходных данных, промежуточных величин и результатов обработки информации, а также самой программы обработки информации; это устройство называют запоминающим устройством (ЗУ) или памятью. Существуют различные виды памяти, в том числе оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) и внешняя память на магнитных или оптических дисках.
  Разнообразные устройства, способные преобразовывать информацию в форму, доступную компьютеру – устройства ввода.
  Устройства, преобразующие результаты компьютерной обработки информации в доступную человеку форму – устройства вывода.
  

• 11 слайд

  Классическая структура ЭВМ.
  Принципы фон Неймана.
  
  Классические принципы устройства ЭВМ.
  
  Использование двоичной системы счисления для представления чисел;
  
  Принцип программного управления;
  
  Принцип однородности памяти;
  
  Принцип адресности.
  
  
  

• 12 слайд

  Использование двоичной системы счисления для представления чисел.
  
  В докладе Неймана были продемонстрированы преимущества двоичной системы для технической реализации узлов компьютера, удобство и простота выполнения в ней арифметических и логических операций. В дальнейшем ЭВМ стали обрабатывать текстовую, графическую, звуковую и другие виды информации, но по-прежнему двоичное кодирование данных составляет информационную основу любого современного компьютера.
  
  

• 13 слайд

  Принцип программного управления.
  Программа состоит из набора команд, которые выполняются процессором автоматически друг за другом в определенной последовательности.
  Выборка программы из памяти осуществляется с помощью счетчика команд. Этот регистр процессора последовательно увеличивает хранимый в нем адрес очередной команды на длину команды. Так как команды программы расположены в памяти друг за другом, то тем самым организуется выборка цепочки команд. Если после выполнения команды следует перейти не к следующей, а к какой-то другой команде, используются команды условного или безусловного переходов, которые заносят в счетчик команд номер ячейки памяти, содержащей следующую команду. Выборка команд из памяти прекращается после достижения и выполнения команды «стоп».
  
  

• 14 слайд

  Принцип однородности памяти. 
  Программа также должна храниться в виде набора нулей и единиц, причем в той же самой памяти, что и обрабатываемые ей числа. С точки зрения хранения и способов обработки принципиальная разница между программой и данными отсутствует.
  
  
  Принцип адресности. 
  Структурно основная память состоит из перенумерованных ячеек; процессору в произвольный момент времени доступна любая ячейка. Адресом ячейки фактически является её номер; таким образом, местонахождение информации в ОЗУ также кодируется в виде чисел.
  
  

• 15 слайд

  Структура ЭВМ первого и второго поколений
  Фон Нейман с соавторами предложил структуру ЭВМ, которая полностью воспроизводилась в машинах первого и второго поколений.
  

• 16 слайд

  Структура современных ЭВМ.
  Появление третьего поколения ЭВМ было обусловлено переходом от транзисторов к микросхемам.
  

• 17 слайд

  контроллер внешнего устройства
  
  

• 18 слайд

  Контроллер можно рассматривать как специализированный процессор, управляющий работой вверенного ему внешнего устройства по специальным встроенным программам обмена. Такой процессор имеет собственную систему команд. Например, контроллер накопителя на гибких магнитных дисках умеет позиционировать головку на нужную дорожку диска, читать или записывать сектор, форматировать дорожку и т.д. Сведения об успешности выполнения такой операции заносятся во внутренние регистры контроллера и могут быть прочитаны центральным процессором.
  
  

• 19 слайд

  Структура ЭВМ четвертого поколения
  

• 20 слайд

  В компьютерах четвертого поколения (рис.) для связи между отдельными функциональными узлами ЭВМ стали использовать принципиально новое устройство –системную шину (общую шину, магистраль).
  
  Системная шина состоит из трех частей:
  1. шина данных, по которой передается информация;
  2. шина адреса, определяющая, куда передаются данные;
  3. шина управления, регулирующая процесс обмена информацией.
  
  Физически магистраль представляет собой многопроводную линию с гнездами для подключения электронных схем.