Тема №2. Архитектура современной вычислительной техники
Задачи обучения:Ознакомление с архитектурой современной вычислительной техники.
Ознакомление c внутренними и внешними устройствами компьютеров, основными… Основные вопросы темы:
История применения компьютеров в медицине ведет отсчет с 1967 года, когда Олдендорф использовал примитивный ламповый ПЭВМ в первом… В настоящее время мир переживает настоящий компьютерный бум. Персональные… Возможности, которые предоставляет ПК, рано или поздно станут такими же обыденными, как и стетоскоп, и их придется…
Современная электронная вычислительная машина – это сложнейший комплекс устройств, восхищающий своим технологическим совершенством и разнообразием… Вычислительные машины в зависимости от способа представления информации… В АВМ входные, выходные и промежуточные величины представляются в виде токов или напряжений, значения которых в…
Чтобы конструировать устройство, мы должны знать:
· Каким образом следует реализовать логические значения 0 и 1 в виде… · Каким образом описать работу этого устройства:
Из логических элементов создают операционные схемы, которые обеспечивают арифметические и иные операции. Название «логический элемент» обусловлено…
Логическая функция «И» Конъюнкцию (объединение) - логическая функция «И». Два (или более) высказывания могут быть объединены в одно…
Логические функции и логические элементы Буль алгебра.
Бульевский (логический) типы.Boolean имеет два значения – TRUE (истинно) и FALSE (ложно). Над значениями допустимы операции сравнения, причем считается, что false (фалс)< true(тру) значения булевского типа занимают один байт памяти. В версии Turbo Pascal 7.0 добавлены еще три булевских типа: ButeBool, WordBoll, LongBool для обеспечения совместимости с WINDOWS.
Законы:
А+b)+c=a+(b+c) 2. a+b=b+a 3. a*(b+c)=a*b+b*c
A*b)*c=a*(b*c) a*b=b*a a+b*c=a*b+a*c
Сочетательный закон: Переместительный закон: Распределительный закон:
а=1, в=0, с=1
(1+0)+1=1+(0+1)
1=1
Компьютеры позволяют проводить без участия человека сложные последовательности вычислительных операций по заранее заданной инструкции-программе.
Начало современной истории вычислительной техники было положено в 1943 году… 1. Суперкомпьютеры
По способу расположения устройств относительно центрального процессорного устройства (ЦПУ — Central Processing Unit, CPU) различают внутренние и… Согласование между отдельными узлами и блоками выполняют с помощью переходных… Многочисленные интерфейсы, присутствующие в архитектуре любой вычислительной системы, можно условно разделить на две…
Программное и аппаратное обеспечение в компьютере работают в неразрывной связи и в непрерывном взаимодействии. Несмотря на то, что мы рассматриваем… Уровни программного обеспечения представляют собой пирамидальную конструкцию.… Базовый уровень. Самый низкий уровень программного обеспечения представляет базовое программное обеспечение. Оно…
· системный блок,
· монитор,
По внешнему виду системные блоки различаются формой корпуса. Корпуса персональных компьютеров выпускают в горизонтальном (desktop) и вертикальном… Корпуса персональных компьютеров поставляются вместе с блоком питания и, таким…
• процессор — основная микросхема, выполняющая большинство математических и логических операций;
• микропроцессорный комплект (чипсет) — набор микросхем, управляющих работой… • шины — наборы проводников, по которым происходит обмен сигналами между внутренними устройствами компьютера;
Разъемы для подключения дополнительных устройств (слоты).
Жесткий диск
Жесткий диск — основное устройство для долговременного хранения больших объемов данных и программ. На самом деле это не один диск, а группа соосных дисков, имеющих магнитное покрытие и вращающихся с высокой скоростью. Таким образом, этот “диск” имеет не две поверхности, как должно быть у обычного плоского диска, а 2n поверхностей, где n – число отдельных дисков в группе.
Ячейки динамической памяти (DRAM) можно представить в виде микроконденсаторов, способных накапливать заряд на своих обкладках. Это наиболее… Ячейки статической памяти (SRAM) можно представить как электронные…
В результате конкуренции между двумя подходами к архитектуре процессоров сложилось следующее распределение их сфер применения:
•CISC-процессоры используют в универсальных вычислительных системах;
•RISC-процессоры используют в специализированных вычислительных системах или устройствах, ориентированных на…
Сейчас наиболее распространены мониторы двух основных типов на основе электронно-лучевой трубки (ЭЛТ) и плоские жидкокристаллические (ЖК).… Размер монитора измеряется между противоположными углами видимой части экрана… Изображение на экране ЭЛТ-монитора получается в результате облучения люминофорного покрытия остронаправленным пучком…
Принцип действия. Клавиатура относится к стандартным средствам персонального компьютера. Ее основные функции не нуждаются в поддержке специальными…
Группа алфавитно-цифровых клавиш предназначена для ввода знаковой информации и команд, набираемых по буквам.
Группа функциональных клавиш включает двенадцать клавиш (от F1 до F12),… Служебные клавиши располагаются рядом с клавишами алфавитно-цифровой группы. В связи с тем, что ими приходится…
Мышь
Мышь - устройство управления манипуляторного типа. Представляет собой плоскую коробочку с двумя-тремя кнопками. Перемещение мыши по плоской поверхности синхронизировано с перемещением графического объекта (указателя мыши) на экране монитора.
Принцип действия. В отличие от рассмотренной ранее клавиатуры, мышь не является стандартным органом управления, и персональный компьютер не имеет для нее выделенного порта. Для мыши нет и постоянного выделенного прерывания, а базовые средства ввода и вывода (BIOS) компьютера, размещенные в постоянном запоминающем устройстве (ПЗУ), не содержат программных средств для обработки прерываний мыши.
- устройства ввода (сканер, цифровая фотокамера);
- устройства вывода (принтер, плоттер);
- устройства, выполняющие одновременно функции ввода и вывода (модем, звуковая плата)
Матричные принтеры. Это простейшие печатающие устройства. Данные выводятся, на бумагу в виде оттиска, образующегося при ударе цилиндрических… Лазерные принтеры обеспечивают высокое качество печати, не уступающее, а во… Светодиодные принтеры. Принцип действия светодиодных принтеров похож на принцип действия лазерных принтеров. Разница…
Технические средства хранения информации
Устройства ленточного типа называются - стримерами.
К дисковым устройствам относятся – магнитные: жесткие магнитные диски (винчестеры), гибкие магнитные диски;…
Примеры имен файлов: command.com; start. bat;read.txt; и т.д.
Файл также имеет размер, указываемый в килобайтах. При создании файла… При большом количестве файлов на диске возникает необходимость как-то структурировать и упорядочить дисковое…
Физическая организация хранения данных на магнитных дисках
Рассмотрим организацию хранения информации на гибком и жестком магнитном дисках.
На дискете дорожки занимают лишь небольшую часть ее поверхности шириной около 2см. Дискета 360К имеет приблизительно 22 дорожки на 1 см поперечного…
Цилиндры
Дорожки на обеих сторонах дискеты (или на всех пластинах жесткого диска), расположенные на окружностях с одинаковым радиусом объединены под общим названием цилиндр. На дискете цилиндр состоит из двух дорожек, например дорожка 0 на стороне 0 и дорожка 0 на стороне 1.
При нумерации секторов на диске по схеме, использующей понятие абсолютного сектора, первый сектор диска идентифицируется как сектор 1 на стороне 0…
Число секторов в кластере зависит от типа диска и версии DOS: на дискетах 1,2 Мб и 1,4 Мб - один сектор. Жесткие диски имеют по 4, 8, 16 и т.д.… DOS идентифицирует кластеры, нумеруя их последовательно начиная с первого,… Кластеры являются логическими объектами, в то время как дорожки секторы - физические объекты.
17. Какие основные устройства применяются для долговременного хранения данных на ПК?
18. Назовите виды внешних запоминающих устройств.
19. Что такое стриммер?
Что такое средства мультимедиа?