билеты по инфе (1005104), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

10. Основная память ЭВМ. Назначение и состав.

Оперативная память: из нее процессор берет программы и исходные данные для обработки, в нее он записывает полученные результаты. Название «оперативная» эта память получила потому, что она работает очень быстро, так что процессору практически не приходится ждать при чтении данных из памяти или записи в память. Однако содержащиеся в ней данные сохраняются только пока компьютер включен. При выключении компьютера содержимое оперативной памяти стирается.

Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ; ROM – Read Only Memory) хранит неизменяемую (постоянную) информацию: программы, выполняемые во время загрузки системы, и постоянные параметры ЭВМ.

11внешние запоминающие устройства эвм назначение и типы
Внешние запоминающие устройства (ВЗУ) – это электромеханические запоминающие устройства, которые характеризуются большим объемом хранимой информации и низким (по сравнению с электронной памятью) быстродействием.
ВЗУ бывают ленточными и дисковыми.
Основное назначение внешней памяти ЭВМ – долговременное хранение большого количества различных файлов (программ, данных и т. д.) .

ВЗУ - внешние запоминающие устройства(жесткий диск, приводы CD/DVD/Blu-Ray, флэш-памяти); некоторые ВЗУ располагаются внутри системного блока и подключены к контроллерам ВЗУ, а некоторые - снаружи системного блока и подключены к портам ввода-вывода.
По назначению можно разделить на 3 группы:
внешние запоминающие устройства, предназначенные для • хранения больших массивов информации;

• устройства ввода-вывода информации;

• устройства непосредственного взаимодействия с ЭВМ.

Внешними запоминающими устройствами являются:
- накопители на жестких магнитных дисках;
- накопители на гибких магнитных дисках;
- накопители на компакт-дисках;
- накопители на магнито-оптических компакт-дисках;
- накопители на магнитной ленте и др.

12 Центральные устройства ЭВМ. Состав и принцип работы

Вычислительной называется техническая система способная выполнять действия

посредством арифметических и логических операций.

ЭВМ (персональный компьютер (ПК)) – это универсальная вычислительная

диалоговая система, реализованная на базе микропроцессорных средств, компактных

внешних запоминающих устройств, способная выполнять последовательность операций

над информацией определенной программы. В основе функционирования любой ЭВМ

лежит архитектура.

Архитектура – это наиболее общие принципы построения ЭВМ, реализующие

программное управление работой и взаимодействием основных ее функциональных узлов.

В основе архитектуры современных ЭВМ лежат принципы, предложенные американским

ученым и теоретиком вычислительной техники Джоном фон Нейманом.

ЭВМ состоит из системного блока, к которому подключаются монитор и

клавиатура. В системном блоке находятся основные компоненты ЭВМ:

ВЗУ – внешние запоминающие устройства (жесткий диск, приводы CD/DVD/Blu-

Ray, флэш-память); некоторые ВЗУ располагаются внутри системного блока и

подключаются к контроллерам ВЗУ, а некоторые – снаружи системного блока и

подключаются к портам ввода-вывода.

Системный

блок

Материнская

плата

Системная магистраль (шина) МП

КВЗУ

ВЗУ

ПЗУ ОЗУ

КПВВ

ПУ

ВК

Монитор

КК

Клавиатура

ИП

СА

Сеть

ВЗУ

Структура ЭВМ

ВК – видеокарта (видеоадаптер, видеоконтроллер) формирует изображение и

передает его на монитор;

ИП – источник питания обеспечивает питание всех блоков ЭВМ по системной

шине;

КВЗУ – контроллеры внешних запоминающих устройств управляют обменом

информацией с ВЗУ;

КК – контроллер клавиатуры содержит буфер, в который помещаются вводимые

символы, и обеспечивает передачу этих символов другим компонентам;

КПВВ – контроллеры портов ввода-вывода управляют обменом информацией с

периферийными устройствами;

13 Обработка машинной команды центральными устройствами ЭВМ.

Вычислительной называется техническая система способная выполнять действия посредством арифметических и логических операций.
ЭВМ (персональный компьютер (ПК)) – это универсальная вычислительная диалоговая система, реализованная на базе микропроцессорных средств, компактных внешних запоминающих устройств, способная выполнять последовательность операций над информацией определенной программы. В основе функционирования любой ЭВМ лежит архитектура.
Архитектура – это наиболее общие принципы построения ЭВМ, реализующие программное управление работой и взаимодействием основных ее функциональных узлов. В основе архитектуры современных ЭВМ лежат принципы, предложенные американским ученым и теоретиком вычислительной техники Джоном фон Нейманом.
ЭВМ состоит из системного блока, к которому подключаются монитор и клавиатура. В системном блоке находятся основные компоненты ЭВМ:
ВЗУ – внешние запоминающие устройства (жесткий диск, приводы CD/DVD/Blu-Ray, флэш-память); некоторые ВЗУ располагаются внутри системного блока и подключаются к контроллерам ВЗУ, а некоторые – снаружи системного блока и подключаются к портам ввода-вывода.
Структура ЭВМ

ВК – видеокарта (видеоадаптер, видеоконтроллер) формирует изображение и передает его на монитор;
ИП – источник питания обеспечивает питание всех блоков ЭВМ по системной шине;
КВЗУ – контроллеры внешних запоминающих устройств управляют обменом информацией с ВЗУ;
КК – контроллер клавиатуры содержит буфер, в который помещаются вводимые символы, и обеспечивает передачу этих символов другим компонентам;
КПВВ – контроллеры портов ввода-вывода управляют обменом информацией с периферийными устройствами;
МП – микропроцессор выполняет команды программы, управляет взаимодействием всех компонент ЭВМ;
ОЗУ – оперативное запоминающее устройство хранит исходные данные и результаты обработки информации во время функционирования ЭВМ;
ПЗУ – постоянное запоминающее устройство хранит программы, выполняемые во время загрузки ЭВМ;
ПУ – периферийные устройства различного назначения: принтеры, сканнеры, манипуляторы «мышь» и др.;
СА – сетевой адаптер (карта) обеспечивает обмен информацией с локальными и глобальными компьютерными сетями.
К устройствам ввода информации относят клавиатуру и такие ПУ, как сканнеры, манипуляторы типа «мышь», джойстики, а к устройствам вывода информации – монитор и такие ПУ, как принтеры.
Современную архитектуру ЭВМ определяют следующие принципы.
1. Принцип программного управления. Обеспечивает автоматизацию процесса вычислений на ЭВМ. Согласно этому принципу, для решения каждой задачи составляется программа, которая определяет последовательность действий ЭВМ.
2. Принцип программы, сохраняемой в памяти. Согласно этому принципу, команды программы подаются, как и данные, в виде чисел и обрабатываются так же, как и числа, а сама программа перед выполнением загружается в ОЗУ, что ускоряет процесс ее выполнения.
3. Принцип произвольного доступа к памяти. В соответствии с этим принципом, элементы программ и данных могут записываться в произвольное место ОЗУ, что позволяет обратиться по любому заданному адресу (к конкретному участку памяти) без просмотра предыдущих.
Составные части ЭВМ образуют аппаратное обеспечение ЭВМ (hardware). Рассмотрим эти компоненты ЭВМ.

14Взаимодействие центральных внешних устройств ЭВМ.Типы интерфейса

Микропроцессор (МП; CPU – Central Processing Unit (центральный

обрабатывающий модуль)) – центральный блок ЭВМ, управляющий работой всех

компонент ЭВМ и выполняющий операции над информацией. Операции производятся в

регистрах, составляющих микропроцессорную память.

Основные функции МП:

- выполнение команд программы, расположенной в ОЗУ; команда состоит из

кода, определяющего, что эта команда делает, и операндов, над которыми эта команда

осуществляется;

- управление пересылкой информации между микропроцессорной памятью, ОЗУ

и периферийными устройствами;

- обработка прерываний;

- управление компонентами ЭВМ.

Микропроцессор (Ошибка! Источник ссылки не найден.) состоит из

следующих блоков:

АЛУ – арифметико-логическое устройство;

ДБ – другие блоки (математический сопроцессор, модуль предсказания

ветвлений);

ДК – дешифратор команд;

ИМП – интерфейс микропроцессора;

Кэш L1 – кэш-память первого уровня;

Кэш L2 – кэш-память второго уровня;

МПП – микропроцессорная память;

РОН – регистры общего назначения;

20

РС – регистры смещений;

РФ – регистр флагов;

СР – сегментные регистры;

УС – устройство синхронизации;

УУ – устройство управления.

Рассмотрим назначение этих блоков МП.

15Шина. Характеристики и типы.
В основе устройства ЭВМ лежит системная шина, которая служит для обмена командами и данными между компонентами ЭВМ, расположенными на материнской плате.
Системная шина включает в себя:
- кодовую шину данных для параллельной передачи всех разрядов числового кода (машинного слова) операнда из ОЗУ в МПП и обратно (имеет 64 разряда);
- кодовую шину адреса для параллельной передачи всех разрядов адреса ячейки ОЗУ (имеет 32 разряда);
- кодовую шину инструкций для передачи команд (управляющих сигналов, импульсов) во все блоки ЭВМ;
-шину питания для подключения блоков ЭВМ к системе энергопитания.
Системная шина обеспечивает три направления передачи информации:
1) между МП и ОЗУ;
2) между МП и контроллерами устройств;
3) между ОЗУ и внешними устройствами (ВЗУ и ПУ, в режиме прямого доступа к памяти).
Все устройства подключаются к системной шине через контроллеры – устройства, которые обеспечивают взаимодействие внешних устройств

16 Обобщенная структурная схема персонального компа

Основное утройство ПК- материнская плата, к которой подключаются все устройства с помощью разъемов, расположенных на этой плате. Соединение всех устройств в единую систему обеспечивает системная магистраль (шина), представляющая собой линии передачи данных, адресов и управления.

Ядро ПК образуют центральный процессор и основная память, состоящая из оперативной памяти и постоянно запоминающего устройства (ПЗУ). ПЗУ предназначена для записи и постоянного хранения данных.

Подключение внешних устройств (клавиатуры, монитора, внешних ЗУ, мыши, принтера и тд) обеспечивается через контроллеры, адапетры, карты. Контроллеры, адаптеры или карты имеют свой процессор и свою память, те представляют собой специализированный микропроцессор.

Микропроцессор

Центральный микропроцессор (небольшая микросхема, выполняющая все вычисления и обработку информации) – это ядро ПК.

Компоненты микропроцессора

1. АЛУ (арифметико- логическое устройство) выполняет логические и арифметические операции.

2. Устройство управления управляет всеми устройствами ПК.

3. Регистры используются для хранения данных и адресов.

4. Схема управления шиной и портами- осуществляет подготовку устройств к обмену данными между микропроцессором и портом ввода-вывода, управляет шиной адреса и управления.

Основные характерестики микропроцессора

1. Разрядность- число двоичных разрядов одновременно обрабатываемых при выполнении одной команды.(32,64)

2. Тактовая частота- количество циклов работы устройства за еденицу времени. Чем выше тактовая частота, тем выше производительность.

3. Наличие встроенного математического сопроцессора.

4. Наличие и размер Кэш- памяти.

Оперативная память

Оперативное запоминающее утройство (ОЗУ)- область памяти,предназначенная для хранения информации в течение одного сеанса работы с компьютером.Из ОЗУ процессор считывает ппрограммы и исодные данные для обработки в свои регистры, записывает полученные результаты.Быстродействие ОЗУ нижу быстродействия регистров процессора, поэтому перед выполнением команд процессор переписывает данные из ОЗУ в регистры.

Память по принципу действия бывает динамическая и статическая.

Ячейки динамической памяти- микроконденсаторы, накапливающие зарад на своих обкладках.

Ячейки статической памяти- триггеры,которые могут находиться в двух устойчивы состояниях.

Основыне параметры, характеризующие ОЗУ- емкость и время обращения к памяти.

Кэш- память

Кэш-память - это высокоскоростная память произвольного доступа, используемая процессором компьютера для временного хранения информации. При наличии Кэш-памяти данные из ОЗУ сначала переписываются в нее, а затем в регистры процессора. При повторном обращении к памяти сначала производится поиск нужных данных в Кэш-памяти и необходимые данные из Кэш-памяти переносятся в регистры, поэтому повышается быстродействие.

Контроллеры

Устройства, которые осуществляют обмен информацией между оперативной памятью и внешними устройствами называются контроллерами или адаптерами, иногда картами. Контроллеры, адаптеры или карты имеют свой процессор и свою память, т.е. представляют собой специализированный процессор.

Контроллеры или адаптеры (схемы, управляющие внешними устройствами компьютера) находятся на отдельных платах, которые вставляются в унифицированные разъемы (слоты) на материнской плате.

Характеристики

Список файлов вопросов/заданий