Перші еом
Перша електронна обчислювальна машина (ЕОМ) – ENIAK, заснована на принципах фон Неймана була створена у США в 1943 р. Надійність такої машини на електронних вакуумних лампах і безлічі контактних рознімань була вкрай низькою (23 години пошук неконтактів – 1 година корисна робота). Знадобився деякий час, щоб адаптувати технологію виготовлення ЕОМ до можливостей вакуумної техніки. Тому перші дійсно ефективні ЕОМ з’явилися майже одночасно в СРСР (1951р - МЕСМ) та США (1952р - EDVAK). Щоб охарактеризувати можливості перших ЕОМ, наведемо технічні характеристики МЕСМ, до речі,створеної в Києві під керівництвом акад.Лебедєва:
кількість тріодів-тригерів -3500, діодів - 2500 (зараз – декілька мільйонів в одній мікросхемі)
Швидкодія -50 операцій в секунду (зараз – сотні мільйонів/сек)
Тактова частота -5 кГц (зараз- декілька гигагерц)
Площа для встановлення- 60м2 (зараз- планшети з мінімальними розмірами)
Споживана потужність -25000 Вт (зараз – одиниці ватт)
Архітектура, принципи функціонування, що їх заложив фон Нейман в першу ЕОМ, практично не змінилися. Машина, як і тоді, складається з операційного пристрою (зараз- центрального процесору), запам'ятовуючого пристрою, та пристроїв взаємодії з людиною (зараз – клавіатура, дисплей, миша)
Частина 1. Основи програмування Розділ 1. Архітектура сучасних пк
1.1. Структурна схема пк
Обчислювальна техніка і інформаційні технології переживають період бурхливого розвитку. Потужність сучасного переносного персонального комп'ютера (ПК) на декілька порядків перевищує потужності суперкомп'ютерів 60-80-х. Проте принципи побудови, так звана архітектура комп'ютера, змінилися незначно.
Комп'ютер – це цифровий автомат, що керується програмою. Він здатен виконувати:
арифметичні обчислення,|підрахунки|
логічні операції порівняння,
відображати|відображати| результати своєї роботи на пристроях|устроях| виводу|виведення| (дисплей, принтер, плоттер, звуковий динамік),
приймати команди людини-оператора через пристрої|устрої| введення (клавіатура, миша, джойстик, сенсорні пристрої|устрої|),
довготривало зберігати дані і програми на зовнішніх носіях (жорсткий диск, змінні диски),
обмінюватися даними по каналах телекомунікаційного зв'язку з|із| іншими комп'ютерами (модемний зв'язок, Ethernet|).
На рис.1.1. наведена спрощена |зображати| структурна схема сучасного комп'ютера.
1.2. Загальні|загальні| принципи роботи комп'ютера
Роботою комп'ютера управляє програма – послідовність команд, що примушують процесор виконувати згадані вище дії. Стартова програма, яка починає виконуватися відразу ж при включенні комп'ютера, записана в енергонезалежному пристрої постійної пам'яті, - ППП (ROM – read only memory, англ.). Ця програма зчитує з нульової доріжки жорсткого диска програму-завантажувач, поміщає її в пристрій оперативної пам’яті - ПОП, (RAM – random access memory, англ.) і передає управління цій програмі. Завантажувач зчитує з диска і запускає програмне забезпечення операційної системи - ОС, (OS - operation system, англ.), що здійснює управління обчислювальним процесом. Під управлінням ОС зчитуються в ПОП і запускаються прикладні програми (application programs, англ.).
В першому, грубому розгляданні можна рахувати, що для роботи будь-якої, прикладної або системної, програми завантажувач виділяє в ПОП дві області:
сегмент кодів – область, де розміщується код завантажуваної на виконання програми,
сегмент даних – область, де розміщуються оброблювані цією програмою дані.
Під управлінням програми процесор безпосередньо або через універсальний контролер вводу/виводу|виведення| здійснює управління всіма зовнішніми пристроями|устроями|, як показано на рис.1.1.
Вся інформація в комп'ютері обробляється і зберігається в двійковому (бітовому) форматі, і немає будь-якої відмінності між кодами команд і кодами даних. Процесор розрізняє їх контекстно – команди знаходяться в області сегменту кодів, а дані в області сегменту даних.
Мінімальною одиницею інформації, що адресується, в сучасних комп'ютерах, прийнятий байт (byte – 8 двійкових розрядів-біт). Адресний простір ПОП починається з нульової адреси. Частину адресів спільного адресного простору займає ППП і буфер відеопам'яті дисплея.
Код кожної команди, розташованої в ПОП (ППП) за певною адресою, містить|утримує|:
код операції
0,1 або 2 адреси даних-операндів (залежно від коду операції).
Сукупність команд зі всіма можливими кодами операцій - так звана система команд, різна для процесорів різних виробників. В даний час найбільш поширена система команд процесорів фірми Intel, якими оснащена більшість ПК.