- •Федеральное агентство связи
- •Колледж связи
- •Конспект лекций
- •Оглавление
- •Введение
- •Раздел 1. Архитектура и принципы построения персонального компьютера (пк) Тема 1.1. Основные характеристики пк
- •Тема 1.2. Общие принципы построения современных пк
- •1. Основной принцип построения эвм
- •2. Структурная схема эвм первого и второго поколения.
- •3. Структурная схема эвм третьего поколения.
- •4. Структурная схема эвм четвертого поколения.
- •5.Стандартные элементы структур современных эвм.
- •6. Функции программного обеспечения
- •Раздел 2. Функциональная и структурная организация пк Тема 2.1. Организация функционирования пк
- •Тема 2.2. Центральный процессор пк
- •Тема 2.3. Взаимодействие элементов при работе микропроцессора
- •Тема 2.5.1. Оперативная память. Назначение, типы, характеристики
- •Тема 2.5.2. Основная и дополнительная память. Кэш память
- •Тема 2.6. Внешние запоминающие устройства
- •Тема 2.7. Устройства ввода информации
- •Тема 2.8. Устройства вывода информации
- •Раздел 3. Архитектура вычислительных сетей и сетей Тема 3.1. Понятие компьютерная сеть. Принципы построения
- •Тема 3.2. Аппаратное и программное обеспечение компьютерных сетей
- •Характеристика каналов связи. Аппаратно-программное обеспечение сетей.
- •Тема 3.3. Протоколы передачи данных
- •Тема 3.4. Протоколы. Сервисы в Internet
- •Литература:
Раздел 1. Архитектура и принципы построения персонального компьютера (пк) Тема 1.1. Основные характеристики пк
Производительность (быстродействие) ПК – возможность компьютера обрабатывать большие объёмы информации. Определяется быстродействием процессора, объёмом ОП и скоростью доступа к ней (например, Pentium III обрабатывает информацию со скоростью в сотни миллионов операций в секунду)
Производительность (быстродействие) процессора – количество элементарных операций выполняемых за 1 секунду.
Тактовая частота процессора (частота синхронизации) - число тактов процессора в секунду, а такт – промежуток времени (микросекунды) за который выполняется элементарная операция (например сложение). Таким образом Тактовая частота - это число вырабатываемых за секунду импульсов, синхронизирующих работу узлов компьютера. Именно ТЧ определяет быстродействие компьютера
Задается ТЧ специальной микросхемой «генератор тактовой частота», который вырабатывает периодические импульсы. На выполнение процессором каждой операции отводится определенное количество тактов. Частота в 1Мгц = 1миллиону тактов в 1 секунду. Превышение порога тактовой частоты приводит к возникновению ошибок процессора и др. устройств. Поэтому существуют фиксированные величины тактовых частот для каждого типа процессоров, например: 2,8 ; 3,0 Ггц и тд
Разрядность процессора – max длина (кол-во разрядов) двоичного кода, который может обрабатываться и передаваться процессором целиком.
Разрядность связана с размером специальных ячеек памяти – регистрами. Регистр в 1байт (8бит) называют восьмиразрядным, в 2байта – 16-разрядным и тд. Высокопроизводительные компьютеры имеют 8-байтовые регистры (64разряда)
Время доступа - Быстродействие модулей ОП, это период времени, необходимый для считывание min порции информации из ячеек памяти или записи в память. Современные модули обладают скоростью доступа свыше 10нс (1нс=10-9с)
Объем памяти (ёмкость) – max объем информации, который может храниться в ней.
Плотность записи – объем информации, записанной на единице длины дорожки (бит/мм)
Скорость обмена информации – скорость записи/считывания на носитель, которая определяется скоростью вращения и перемещения этого носителя в устройстве
Тема 1.2. Общие принципы построения современных пк
Основной принцип построения ПК. Структура. Структурные схема ПК 1- 4 поколения. Стандартные элементы структур современных ПК
1. Основной принцип построения эвм
Основным принципом построения современных ЭВМ является программное управление. В основе его лежит представление алгоритма решения любой задачи в виде программы вычислений.
Алгоритм это конечный набор предписаний, определяющий решение задачи посредством конечного количества операций.
Программа (для ЭВМ) это упорядоченная последовательность команд, подлежащая обработке (стандарт ISO 2382/1-84).
Логическую организацию ЭВМ независимо от ее элементной базы в 1945 году представил математик Джон фон Нейман. Архитектура универсальной ЭВМ фон Неймана предусматривается пять базовых компонентов:
Центральное арифметико-логическое устройство (АЛУ).
Центральное устройство управления (УУ), ответственное за функционирование всех основных устройств ЭВМ.
Запоминающее устройство (ЗУ).
Система ввода информации.
Система вывода информации
Способ, описанный Дж. фон Нейманом в 1945 г. cтал cтандартом для построения практически всех ЭВМ. Суть его заключается в следующем.
Все вычисления, предписанные алгоритмом решения задачи, должны быть представлены в виде программы, состоящей из последовательности управляющих слов-команд.
Каждая команда содержит указания на конкретную выполняемую операцию, место нахождения (адрес) операндов и ряд служебных признаков.
Операнды это переменные, значения которых участвуют в операциях преобразования данных.
Список (массив) всех переменных (входных данных, промежуточных значений и результатов вычислений) является еще одним неотъемлемым элементом любой программы.
Для доступа к программам, командам и операндам используются их адреса. В качестве адресов выступают номера ячеек памяти ЭВМ, предназначенных для хранения объектов.
Информация (командная и данные: числовая, текстовая, графическая и т.п.) кодируется двоичными числами 0 и 1. Каждый тип информации имеет форматы - структурные единицы информации, закодированные двоичными цифрами 0 и 1. Обычно все форматы данных, используемые в ЭВМ, кратны байту, т.е. состоят из целого числа байтов.
Последовательность битов в формате, имеющая определенный смысл, называется полем. Например, в каждой команде программы различают поле кода операций, поле адресов операндов. Применительно к числовой информации выделяют знаковые разряды, поле значащих разрядов чисел, старшие и младшие разряды.