14

Мурманский филиал ПГУПС

Лектор: к.т.н. Бойко М.А.

Продолжительность: 1 академический час

ЛЕКЦИЯ № 10

Темы занятия :

Физические основы реализации современных блоков ЭВМ.

1. Основные унифицированные узлы и блоки ЭВМ

1.1. CPU (центральные процессоры).

1.2. RAM (оперативная память).

1.3. FDD (гибкие диски)

1.4. HDD (жесткие диски).

1.5. Оптические диски.

1.6. Манипуляторы «Мышь».

2. Терминальные устройства ЭВМ . Классификация и принципы работы.

2.1. Дисплеи.

2.2. Принтеры.

2.3. FLASH-память.

1. Центральные процессоры

Центра́льный проце́ссор (ЦП) или центральное процессорное устройство (ЦПУ) (англ. central processing unit — CPU) — процессор машинных инструкций, часть аппаратного обеспечения компьютера или программируемого логического контроллера, отвечающая за выполнение основной доли работ по обработке информации — вычислительный процесс. Современные ЦПУ, выполняемые в виде отдельных микросхем (чипов), реализующих все особенности, присущие данного рода устройст­вам, называют микропроцессорами.

Многоя́дерный проце́ссор — центральный процессор, содержащий два и более вычислительных ядра на одном процессорном кристалле или в одном корпусе. Многоядерные процессоры имеют несколько ядер и поэтому способны осуществлять независимое параллельное выполнение нескольких потоков ко­манд одновременно. Ядро-часть процессора, осуществляющая выполнение одного потока команд (вклю­чает АЛУ- арифметико-логической устройство, БУ- блок управления и БИФ- блок интерфейса). В настоящее время выпускаются 64-ядерные микропроцессоры.

Кэширование — это использование дополнительной быстродействующей памяти (кэш-памяти) для хранения копий блоков информации из основной (оперативной) памяти, вероятность обращения к ко­торым в ближайшее время велика.

Суперскалярная архитектура - способность выполнения нескольких машинных инструкций за один такт процессора. Появление этой технологии привело к существенному увеличению производительно­сти за счет использования нескольких конвейеров.

2. Оперативная память (ram)

О перати́вная па́мять (англ. Random Access Memory -RAM, память с произвольным доступом) — энергозависимая часть системы компьютерной памяти, в которой временно хранятся данные и ко­манды, необходимые процессору для выполнения им операции. Обязательным условием является адресуе­мость (каждое машинное слово имеет индивидуальный адрес) памяти. Передача данных в опера­тивную память процессором производится непосредственно, либо через сверхбыструю память. Содержащиеся в оперативной памяти данные доступны только тогда, когда компьютер включен. При выключении компьютера содержимое стирается из оперативной памяти, поэтому перед выключением компьютера все данные нужно сохранить. Так же от объема оперативной памяти зависит количество задач, которые одновременно может выполнять компьютер.

Различают ОЗУ статическое SRAM (информация хранится до перезаписи новой, например, на D-триггерах) и динамическое (DRAM). В DRAM для хранения разряда (бита) используется схема, состоящая из одного конденсатора и одного транзистора (в некоторых вариациях конденсаторов два).В SRAM в качестве элементов памяти использую триггеры, которые могут хранить состояние разряда (бита) бесконечно долгое время до выключения питания.

3. Накопитель на гибких дисках ( fdd или флоппи-диски)

Хранение данных, представленных двоичным кодом, обеспечивает магнитный слой, который может иметь намагниченные и ненамагниченные участки. Намагниченный участок поверхности кодируется как 1, ненамагниченный - как 0.

Дорожка - концентрические окружности на магнитной поверхности диска, где располагается информа­ция. Дорожки нумеруются с 0-ой (дорожка с самым большим радиусом) Сектор - каждая дорожка, размещенная на диске, делится на секторы. Каждый сектор имеет размер 512 байт (для MS DOS). Каждая дорожка делится на сектора. У диска на каждой дорожке одинаковое количество секторов. Нумерация секторов производится последовательно с 1 сектора нулевой дорожки до последнего сектора последней дорожки. Так как каждый сектор имеет размер 512 байт, то плотность записи данных на дорожках, лежащих ближе к центру, выше, чем на крайних.

Кластер - минимальный адресуемая порция (элемент) носителя информации, которую MS DOS считывает/записывает за одно об­ращение диску. Кластер "содержит" только последовательно расположенные секторы (цель - увеличить скорость обмена с диском). Размер Кластера = N*(Размер сектора)= N * 512 байт, где N = 2,4,8 и т.д. минимальный адресуемый элемент носителя информации, который может включать в себя несколько секторов. Размер кластера зависит от типа используемой файловой системы. На гибком диске кластер равен 1 сектору, то есть минимальным адресуемым элементом на дискете является сектор. Файловая система отслеживает, какие из кластеров в настоящий момент используются, какие свободны, какие помечены, как неисправные.

Кол-во поверхностей	Кол-во дорожек на поверхности	Кол-во секто­ров на дорожке	Емкость диска, Кб	Дискета
1	40	8	160	5.25"
2	40	8	320	5.25"
1	40	9	180	5.25"
2	40	9	360	5.25"
2	80	9	720	3.5"
2	80	15	1200	5.25"
2	80	18	1440	3.5"
2	80	36	2880	3.5"