Структурно основная память состоит из перенумерованных ячеек; процессору в произвольный момент времени доступна любая ячейка. - раздел Компьютеры, Принцип работы компьютера Отсюда Следует Возможность Давать Имена Областям Памяти, Так, Чтобы К Запомне...
Отсюда следует возможность давать имена областям памяти, так, чтобы к запомненным в них значениям можно было впоследствии обращаться или менять их в процессе выполнения программ с использованием присвоенных имен.
Компьютеры, построенные на этих принципах, относятся к типу фон-неймановских.
Но существуют компьютеры, принципиально отличающиеся от фон-неймановских. Для них, например, может не выполняться принцип программного управления, т.е. они могут работать без “счетчика команд”, указывающего текущую выполняемую команду программы. Для обращения к какой-либо переменной, хранящейся в памяти, этим компьютерам не обязательно давать ей имя. Такие компьютеры называются не-фон-неймановскими
Примером такого компьютера является нейрокомпьютер
Что такое архитектура и структура компьютера?
При рассмотрении компьютерных устройств принято различать их архитектуру и структуру.
| Архитектурой компьютера называется его описание на некотором общем уровне, включающее описание пользовательских возможностей программирования, системы команд, системы адресации, организации памяти и т.д. Архитектура определяет принципы действия, информационные связи и взаимное соединение основных логических узлов компьютера: процессора, оперативного ЗУ, внешних ЗУ и периферийных устройств. Общность архитектуры разных компьютеров обеспечивает их совместимость с точки зрения пользователя.
|
| Структура компьютера — это совокупность его функциональных элементов и связей между ними. Элементами могут быть самые различные устройства — от основных логических узлов компьютера до простейших схем. Структура компьютера графически представляется в виде структурных схем, с помощью которых можно дать описание компьютера на любом уровне детализации.
|
Наиболее распространены следующие архитектурные решения.
Классическая архитектура (архитектура фон Неймана) — одно арифметико-логическое устройство (АЛУ), через которое проходит поток данных, и одно устройство управления (УУ), через которое проходит поток команд — программа.Это однопроцессорный компьютер.
К этому типу архитектуры относится и архитектура персонального компьютера с общей шиной. Все функциональные блоки здесь связаны между собой общей шиной, называемой также системной магистралью.
| Физически магистраль представляет собой многопроводную линию с гнездами для подключения электронных схем. Совокупность проводов магистрали разделяется на отдельные группы: шину адреса, шину данных и шину управления.
|
Периферийные устройства (принтер и др.) подключаются к аппаратуре компьютера через специальные контроллеры — устройства управления периферийными устройствами.
| Контроллер — устройство, которое связывает периферийное оборудование или каналы связи с центральным процессором, освобождая процессор от непосредственного управления функционированием данного оборудования.
|
Многопроцессорная архитектура
. Наличие в компьютере нескольких процессоров означает, что параллельно может быть организовано много потоков данных и много потоков команд. Таким образом, параллельно могут выполняться несколько фрагментов одной задачи. Структура такой машины, имеющей общую оперативную память и несколько процессоров, представлена на рис.
Многомашинная вычислительная система
. Здесь несколько процессоров, входящих в вычислительную систему, не имеют общей оперативной памяти, а имеют каждый свою (локальную). Каждый компьютер в многомашинной системе имеет классическую архитектуру, и такая система применяется достаточно широко.
Однако эффект от применения такой вычислительной системы может быть получен только при решении задач, имеющих очень специальную структуру: она должна разбиваться на столько слабо связанных подзадач, сколько компьютеров в системе.
Преимущество в быстродействии многопроцессорных и многомашинных вычислительных систем перед однопроцессорными очевидно.
·
Архитектура с параллельными процессорами
. Здесь несколько АЛУ работают под управлением одного УУ. Это означает, что множество данных может обрабатываться по одной программе — то есть по одному потоку команд.
Высокое быстродействие такой архитектуры можно получить только на задачах, в которых одинаковые вычислительные операции выполняются одновременно на различных однотипных наборах данных. Структура таких компьютеров представлена на рис.
Рис.Архитектура с параллельным процессором
В современных машинах часто присутствуют элементы различных типов архитектурных решений. Существуют и такие архитектурные решения, которые радикально отличаются от рассмотренных выше.
Какие основные блоки входят в состав компьютера?
Современный персональный компьютер состоит из нескольких основных конструктивных компонент:
Виды корпусов
системного блока
Все темы данного раздела:
Информация
- одно из основных понятий науки. Наряду с такими понятиями, как вещество, энергия, пространство и время оно составляет основу современной научной картины мира. Его нельзя определить через более пр
Язык как способ представления информации. Кодирование информации. Единицы измерения объема информации
Знаковая форма восприятия, хранения и передачи информации означает использование какого-либо языка. Языки делятся на разговорные (естественные) и формальные. Естественные языки
Информационные процессы.
Обмен, хранение и обработка информации присущи живой природе, человеку, обществу, техническим устройствам. В системах различной природы действия с информацией: обмен, хранение, обработка - одинаков
Алгоритмы сжатия без потерь.
В данный момент существует несколько семейств (подходов) к сжатию информации со 100% восстановлением:
RLE (Run length encode) Haffman метод
Метод сжатия RLE
Самый старый из известных алгоритмов. Имеет очень простую реализацию, но благодаря этому до сих пор активно используется в программах (BMP-файлы) Существует несчетное число реализаций этого метода.
Метод сжатия Хаффмана
Хаффмановское кодирование появилось в 1952 году.Главное его предназначение заключалось в упаковке текстовых файлов - для другого он мало приспособлен. Имеет довольно простую реализ
Алгоритмы семейства LZ
Самый обширный на данный момент контингент алгоритмов благодаря творению двух израильских математиков Лемпеля и Зива (Lempel and Ziv - LZ)
Данный метод оп
Арифметическое кодирование
Данный способ является одним из фундаментальных выводов из теории информации
Объяснить, да и самому понять, теорию информации необычайно сложно. Поэтому приведу лишь интуитивно-понятный пр
Алгоритмы сжатия с потерей части информации
Все что мы рассмотрели до этого - это алгоритмы сжатия без потерь, т.е. существует 100% гарантия, что после распаковки информация будет такой же, что и до паковки
Но во многих аспектах наш
Алгоритм, используемый в JPEG (фото) и MPEG (видео).
В этих стандартах используется дискретное косинусное преобразование маленьких блоков изображения (обычно 8х8) ,основная идея которого основана на том, что близкие
Алгоритм используемый в MP3 (звук).
В этих звуковых файлах используется DCT, но уже c гораздо более меньшим успехом.
Поэтому в настоящее время ведутся разработки волнового метода, который предвещает гораздо
Существуют позиционные и непозиционные системы счисления.
В непозиционныхсистемах вес цифры(т.е. тот вклад, который она вносит в значение числа) не зависит от ее позиции в записи числа. Так, в римской системе счисления в числе ХХХII (тр
Применяя это правило, запишем первые десять целых чисел
· в двоичной системе: 0, 1, 10, 11, 100, 101, 110, 111, 1000, 1001;
· в троичной системе: 0, 1, 2, 10, 11, 12, 20, 21, 22, 100;
· в пятер
Системы счисления
Человеку издревле приходилось считать различные предметы, нужно было и записывать их количество. Самой первой, вероятно, возникла унарная2 система записи, при которой числа обозн
Пользуясь этой формулой можно легко перевести число из системы счисления с любым основанием в десятеричную.
Пример:
325426 = 3.64 +2.63 + 5.62 + 4.61 + 2.60
Изобретение десятичной системы счисления.
Древние греки построили геометрию, которую до сих пор изучают в школе. Они сумели доказать важнейшие теоремы, но считать они не умели. В древнем Риме придумали "римские
Компьютер как исполнитель алгоритмов.
Под алгоритмомпонимают постоянное и точное предписание (указание) исполнителю совершить определенную последовательность действий, направленных на дост
Fortran
Это первый компилируемый язык созданный Джимом Бэкусом в 50-е годы.Программисты,разрабатывавшие программы исключительно нп ассемблере,выражали серьезное сомнение в возможности появления высокопроиз
Портами также называют
устройства стандартного интерфейса: последовательный, параллельный и игровой порты (или интерфейсы).
Последовательный порт обменивается да
Принцип программного управления
. Из него следует, что программа состоит из набора команд, которые выполняются процессором автоматически друг за другом в определенной последовательности.
Выборка программы из памяти осуще
НЕБОЛЬШОЙ ЭКСКУРС В ИСТОРИЮ
В мире микрокомпьютеров еcть два оcновных ноcителя информации: диcкеты (гибкие диcки) и жеcткие диcки. Но это не вcегда было так. Первые микрокомп
ТЕРМИНЫ ПО ЖЕСТКОМУ ДИСКУ
Так как некоторые элементы накопителя, играюшие важную роль в его работе, часто воспринимаются как абстрактные понятия, ниже приводится объяснение наиболее важных терминов.
Время д
Клавиатура совместимых компьютеров
Производители совместимых РС шли в ногу с IBM и адаптировали свою клавиатуру к расширяющимся стандартам. Некоторые производители, смутившись критики расположения клавиш на клавиатуре IBM, постарали
Механические мыши
Первые мыши имели механическую конструкцию. В ней использовался маленький шар, который выступал через нижнюю поверхность устройства и вращался по мере его перемещения по поверхности.
Оптическая мышь
Альтернативой механической мыши является оптическая мышь. В последнем устройстве вместо крутящегося шарика используется луч света, сканирующий координатную сетку, нанесенную на специ
Программные средства
обрабатывают видеоизображения — выполняют кодирование и декодирование сигналов, координатные преобразования, сжатие изображений и др.
Монитор — устройство визу
Электронно-лучевая трубка
.
Её передняя, обращенная к зрителю часть с внутренней стороны покрыта люминофором — специальным веществом, способным излучать свет при попадании на него быстрых электронов
Величиной электронного тока пушек и, следовательно, яркостью свечения пикселов, управляет сигнал, поступающий с видеоадаптера.
<![endif]--> Ход электронного пучка по экрану
На ту часть колбы, где расположены электронные пушки, надевается отклоняющая система монитора, котора
Принцип работы дисковода CD-ROM
Принцип работы дисковода напоминает принцип работы обычных дисководов для гибких дисков. Поверхность оптического диска (CD- ROM) перемещается относительно лазерной головки постоянно
Конструктивные особенности приводов CD-ROM
Как известно, большинство накопителей бывают внешними и встраиваемыми (внутренними). Приводы компакт-дисков в этом смысле не являются исключением. Большинство предлагаемых в настоящ
Устройство и технология производства CD-ROM
Устройство CD-ROM
Все CD-ROM имеют один и тот же физический формат изготовления и емкость 650 Мбайт. Диск диаметром 120 мм, толщиной 1,2 мм и центральным отвер
Подключение дисководов CD-ROM
Цифровые интерфейсы
В настоящее время наиболеее распространенными являются SCSI и IDE интерфейсы. Помимо этих интерфейсов существует масса д
Подключение дисководов CD-ROM
На сегодняшний день существует несколько способов подключения дисководов CD-ROM. Первый способ основан на том, что один канал интерфейса IDE может поддерживать два встроенных устрой
Стандарты на компакт-диски
Все стандарты на компакт-диски больше известны по цветам библиотек, в которых они описываются. В 1980 году была принята серия стандартов под названием Red Book, относящихся к аудио
Будущее CD-ROM приводов и CD дисков
В настоящий момент емкости CD-ROM не хватает для мультимедиа продуктов навого поколения. Для увеличения емкости CD-ROM, способного хранить больший объем данных, упакованных по стандарту MPEG-2, нео
ВИДЕОАДАПТЕРЫ
Видеоадаптеры EGA и VGA условно делятся на шесть логических блоков, описание которых приведены ниже:
1. Видеопамят
Контроллер атрибутов.
Контроллер атрибутов в графических режимах управляет цветами. Значениям цветовых атрибутов ставится в соответствие определенный цвет при помощи таблицы цветовой палитры. Эта таблица
ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЙ МАТЕРИАЛ
Компьютер – это техническое средство преобразования информации, в основу которого заложены те же принципы обработки электрических сигналов, что и в любом электронно
ЗАПОМИНАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО
Запоминающее устройство, или просто память, предназначается для хранения информации и команд программы. Информация, хранящаяся в запоминающем устройстве, представля
УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ
Устройство управления (УУ) позволяет управлять всем ходом вычислительного и логического процесса в компьютера. Это техническое воплощение идеи, заложенной в програм
УСТРОЙСТВА ВВОДА-ВЫВОДА
Устройства ввода-вывода вводят информацию в память ЭВМ и выводят информацию из памяти ЭВМ.
Описанный принцип работы ЭВМ –
ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ
Программное обеспечение компьютера - это совокупность программ, предназначенных для выполнения различных действий. В состав программного обеспечения влючают программы и необходимые
Операционные системы
Основой системного программного обеспечения является операционная система (ОС), предназначенная для управления аппаратными и программными ресурсами компьютера, а также для организации взаимодействи
ПРИКЛАДНОЕ ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
Прикладное программное обеспечение используется для решения задач определенной прикладной области.В качестве примеров можно привести системы тестирования знаний, системы автоматизаци
ИНСТРУМЕНТАЛЬНОЕ ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
Инструментальное программное обеспечение предназначено для создания программных продуктов общего назначения, не зависящих от предметной прикладной области. Программный продукт - это некоторый файл,
Текстовые редакторы
Текстовые редакторы предназначены для создания и редактирования текстовых документов.Наиболее распространнеными являются MS WORD, Лексикон. Основными функциями текстовых редакторов являются:
Графические редакторы
Графические редакторы используют для создания и обработки изображений.Специальный раздел информатики посвящен компьютерной графике, которая основана на передовых достижениях фундаментальных и
Программы создания электронных презентаций
Программы создания электронных презентаций получают все большее распространение в виду возможности быстрого создания визуального представления различных документов и режимов функционирования информ
КАЧЕСТВО ПРОГРАММНЫХ ПРОДУКТОВ
Современные технологии надежного ПО предусматривают непрерывный сквозной контроль качества разрабатываемой программы на всех этапах разработки программы. Наибольшие проблемы, связанные с качеством
Система виртуального макетирования Virtual Mockup
Данная система, предоставляющая пользователям средства интерактивного динамического моделирования сложных многокомпонентных изделий, входит в состав пакета EDS Unigraphics. Для обеспечения решения
Средства описания узлов и сборок
Основой для создания виртуального макета изделия служат данные мастер-модели, сформированной с помощью модулей проектирования сборок UG/Assembly Modeling и UG/Advanced Assemblies. Эти модули обеспе
Разработка мультимедийных продуктов
Полный технологический цикл создания любых мультимедиа-приложений (презентационных систем, учебных руководств, развивающих игр, энциклопедий и т.д.)включает:
разработка сценариев мул
Электронные книги для музыкального развития
The Life of Beethoven
НАЗНАЧЕНИЕ ОПЕРАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ
Как известно, компьютер выполняет действия в соответствии с предписаниями программы, созданной на одном из языков программирования. При работе пользователя на компьютере часто возникает необходимос
ПОНЯТИЕ ФАЙЛА
В основе любой операционной системы лежит принцип организации работы внешнего устройства хранения информации. Несмотря на то, что внешняя память может быть технически реализована на разных материал
СПОСОБЫ ОБРАЩЕНИЯ К ФАЙЛУ
Как обращаться к файлу (Дополнительно 2, 3, 4, 5)
К файлу можно обращаться с помощью имени, полного имени, спецификации. Для того чтобы воспользоваться одним из этих вариантов, надо знать
Структура каталога
Надеемся, что вы хорошо представляете себе организацию хранения книг в библиотеке и соответственно процедуру поиска нужной книги по ее шифру из каталога. Перенесите свое представление об этом на сп
Структура записей в каталоге
Теперь вам предстоит знакомство со структурой хранящихся в каталоге записей со сведениями о файлах и подкаталогах нижнего уровня.
Запись о файле в каталоге содержит имя и тип файла,
Организация файловой системы
Все современные дисковые операционные системы обеспечивают создание файловой системы, предназначенной для хранения данных на дисках и обеспечения доступа к ним. Принцип организации файловой системы
Обслуживание файловой структуры
Несмотря на то что данные о местоположении файлов хранятся в табличной структуре, пользователю они представляются в виде иерархической структуры — людям так удобнее, а все необходимые преобразовани
Создание и именование файлов
Файл — это именованная последовательность байтов произвольной длины. Поскольку из этого определения вытекает, что файл может иметь нулевую длину, то фактически создание файла состоит в присв
Особенности Windows 95 и Windows 98.
Использование “длинных” имен файлов в операционных системах Windows 95 и Windows 98 имеет ряд особенностей.
1. Если “длинное” имя файла включает пробелы, то в служебных операциях его надо
Создание каталогов (папок)
Каталоги (папки) — важные элементы иерархической структуры, необходимые для обеспечения удобного доступа к файлам, если файлов на носителе слишком много| Файлы объединяются
Удаление файлов и каталогов (папок)
Средства удаления данных не менее важны для операционной системы, чем средства их создания, поскольку ни один носитель данных не обладает бесконечной емкостью. Существует как минимум три режима уда
Навигация по файловой структуре
Навигация по файловой структуре является одной из наиболее используемых функций операционной системы. Удобство этой операции часто воспринимают как удобство работы с операционной системой. В операц
Алгоритмизация и программирование
1. Основная часть
2. Анализ постановки задачи и ее предметной области
3. Формальное решение задачи
4. Основы алгоритмизации
5. Основные средства представления ал
Циклические алгоритмы
Циклические алгоритмы.
Цикл с предусловием начинается с проверки условия выхода из цикла. Это логическое выражение, например I<=6. Если оно истинно, то выполняются те действия, ко
Алгоритмы обработки последовательностей чисел
Последовательность значений. Примером последовательности целых чисел может быть следующий набор значений: (2,5,-4,10,1,0). Последовательности значений отличаются от массивов значений тем, что в пам
Новости и инфо для студентов