Презентация Раздел 2. Общий состав и структура электронно-вычислительных машин и вычислительных систем Тема 2. 1 Архитектура ЭВМ и вычислите онлайн

Содержание слайда: Раздел 2. Общий состав и структура электронно-вычислительных машин и вычислительных систем Тема 2.1 Архитектура ЭВМ и вычислительных систем

Содержание слайда: Содержание 1.Принципы Джона фон Неймана 2.Магистрально-модульный принцип построения компьютера 2.1 Северный и Южный мосты 2.2 Шины 3. Методы классификации компьютеров 3.1 Классификация по назначению 3.2 Классификация по уровню специализации 3.3 Классификация по типоразмерам 3.4 Классификация по совместимости 4.Контрольные вопросы

Содержание слайда: Принципы Джона фон Неймана В основе построения большинства ЭВМ лежат три общих принципа, сформулированных Дж. фон Нейманом (1945): программное управление, однородность памяти, адресность. Принцип программного управления заключается в том, что выполнение программ процессором осуществляется автоматически без вмешательства человека. Принцип однородности памяти заключается в том, что в памяти компьютера хранятся как программы, так и данные. Принцип адресности состоит в том, что все ячейки основной памяти компьютера пронумерованы и процессору доступна любая ячейка памяти. Классические типы архитектур ЭВМ: звезда, иерархическая и магистральная архитектуры. Современные компьютеры типа IBM PC построены по принципу магистрально-модульной архитектуры.

Содержание слайда: Магистрально-модульный принцип построения компьютера В основу архитектуры современных персональных компьютеров положен магистрально-модульный принцип. Модульность позволяет потребителю самому комплектовать нужную ему конфигурацию компьютера и производить при необходимости ее модернизацию. Модульная организация компьютера опирается на магистральный (шинный) прин­цип обмена информацией между устройствами.

Содержание слайда: Многие необходимые дополнительные устройства интег­рированы в современные материнские (системные) платы. Раньше эти устройства подключались к материнской плате с помо­щью слотов расширения и разъемов Чипсет. Важнейшей частью материнской платы являет­ся чипсет, который во многом определяет архитектуру со­временного персонального компьютера. Современные ком­пьютеры содержат две основные большие микросхемы чипсета (рис. 1.13):   Северный мост обеспечивает работу процессора с оперативной памятью и с видеоподсисте­мой; Южный мост обеспечивает работу с внешними устройствами.

Содержание слайда: Пропускная способность шины. Быстродействие процес­сора, оперативной памяти и периферийных устройств суще­ственно различается. Быстродействие устройства зависит от тактовой частоты обработки данных (обычно измеряется в мегагерцах — МГц) и разрядности, Пропускная способность шины (измеряется в бит/с) равна произведению разрядности шины (измеряется в битах) и частоты шины (измеряется в герцах — Гц, 1 Гц = 1 такт в секунду): Системная шина. Между Северным мос­том и процессором данные передаются по системной шине. Пропускная способность системной шины равна: 64 бита • 1600 МГц = 102400 Мбит/с = = 100 Гбит/с = 12,5 Гбайт/с. Частота процессора. В процессоре используется внут­реннее умножение частоты, поэтому частота процессора в несколько раз больше, чем частота системной шины. Шина памяти. Обмен данными между се­верным мостом и оперативной памятью производится по шине памяти, частота которой может быть больше, чем частота системной шины. Про­пускная способность шины памяти также равна: 64 бита • 1600 МГц = 102 400 Мбит/с = = 100 Гбит/с = 12,5 Гбайт/с = 12 800 Мбайт/с. Шина PCI Express. PCI Express — ускоренная шина взаимодействия периферийных устройств. Пропускная способность этой шины может дос­тигать 32 Гбайт/с. Шина SATA. Устройства внешней памя­ти подключаются к южному мосту по шине SATA, скорость передачи данных по которой может достигать 300 Мбайт/с. Шина USB. Для подключения принтеров, сканеров, цифровых камер и других периферийных уст­ройств обычно используется шина USB. Эта шина об­ладает пропускной способностью до 60 Мбайт/с и обеспечи­вает подключение к компьютеру одновременно до 127 пери­ферийных устройств

Содержание слайда: Методы классификации компьютеров Классификация по назначению. Классификация по назначению — один из наиболее ранних методов классифика­ции. Он связан с тем, как компьютер применяется. По этому принципу различают большие ЭВМ, мини-ЭВМ, микро-ЭВМ и персональные компьютеры, которые, в свою очередь, подразделяют на массовые, портативные, развлекательные и рабочие станции. Классификация по уровню специализации. По уровню специализации ком­пьютеры делят на универсальные и специализированные. Классификация по типоразмерам. Персональные компьютеры можно класси­фицировать по типоразмерам. Так, различают настольные , портативные и карманные модели. Классификация по совместимости. От совместимости зависит взаимозаменяемость узлов и приборов, предназначенных для разных компьютеров, возможность переноса программ с одного компьютера на другой и возможность совместной работы разных типов компьютеров с одними и теми же данными.

Содержание слайда: Классификация по назначению. Большие ЭВМ. Это самые мощные компьютеры. Их применяют для обслужи­вания очень крупных организаций и даже целых отраслей народного хозяйства.

Содержание слайда: Мини-ЭВМ Компьютеры этой группы отличаются уменьшенными размерами, соответственно, меньшей производительностью и стоимостью. Такие компьютеры используются крупными предприятиями, научными учреждениями и некоторыми высшими учебными заведениями, сочетающими учебную деятель­ность с научной.

Содержание слайда: Персональные компьютеры Персональные компьютеры Эта категория компьютеров получила особо бурное развитие в течение последних двадцати лет. Из названия видно, что такой компьютер предназначен для обслу­живания одного рабочего места. Как правило, с персональным компьютером (ПК) работает один человек. Несмотря на свои небольшие размеры и относительно не­высокую стоимость, современные ПК обладают немалой производительностью.

Содержание слайда: Микро-ЭВМ Микро-ЭВМ Компьютеры данного класса доступны многим предприятиям. Организации, использующие микро-ЭВМ, обычно не создают вычислительные центры. Для обслуживания такого компьютера им достаточно небольшой вычислительной лаборатории в составе нескольких человек.

Содержание слайда: Классификация по уровню специализации. На базе универсальных компьютеров можно собирать вычислительные системы произвольного состава (состав компьютерной системы называется конфигурацией). Так, например, один и тот же ПК можно использовать для работы с текстами, музыкой, графикой, фото- и видеоматериалами. Специализированные компьютеры предназначены для решения конкретного круга задач. К таким компьютерам относятся, например, бортовые компьютеры автомобилей, судов, самолетов, космических аппаратов.

Содержание слайда: Классификация по типоразмерам. Настольные модели распространены наиболее широко. Они являются принад­лежностью рабочего места. Эти модели отличаются простотой изменения конфи­гурации за счет несложного подключения дополнительных внешних приборов или установки дополнительных внутренних компонентов. Портативные модели удобны для транспортировки. Благодаря сближению стоимости портативных и настольных моделей сегодня их применяют буквально все категории пользователей — от руководителей предприятий и организаций до студентов и школьников. Карманные модели выполняют функции «интеллектуальных записных книжек». Они позволяют хранить оперативные данные и получать к ним быстрый доступ. Мобильные вычислительные устройства сочетают в себе функции карманных моделей компьютеров и средств мобильной связи (сотовых радиотелефонов). Их отличительная особенность — возможность мобильной работы с Интернетом.

Содержание слайда: Классификация по совместимости. Аппаратная совместимость. По аппаратной совместимости различают так на­зываемые аппаратные платформы. В области персональных компьютеров сегодня наиболее широко распространены две аппаратные платформы — IBM PC и Apple Macintosh. Кроме них существуют и другие платформы, распространенность кото­рых ограничивается отдельными регионами или отдельными отраслями. Принадлежность компьютеров к одной аппаратной платформе повышает совместимость между ними, а принадлежность к разным платформам — понижает. Кроме аппаратной совместимости существуют и другие виды совместимости: совместимость на уровне операционной системы, программная совместимость, совместимость на уровне данных.

Содержание слайда: Контрольные вопросы В чем состоят принципы Джона фон Неймана? В чем состоит магистрально-модульный принцип построения компьютера? Какие устройства обмениваются информацией через Северный мост? Какие устройства обмениваются информацией через Южный мост? В каком направлении развивается архитектура процессоров? Перечислите методы классификации компьютеров. Какие существуют виды компьютеров по назначению? Какие существуют виды компьютеров по типоразмерам? Какие существуют виды компьютеров по совместимости?