Принципы организации и функционирования ЭВМ
Принцип программного управления.Обработка инф-ции в компьютере выполняется процессором. Послед-ть действий,совершается процессором, задаётся программой.
Обобщенная структура ЭВМ
Функционально компьютер можно рассматривать как единую систему образованную 2 состовляющими: -аппаратных устройств; -программных средств;
Программные средства-представляют собой совокупность программ,позволяющих функционировать аппаратным средствам компьютера как единому целому и организовать необходимую обработку инф-ции.(Software)
Информационные средства-это совокупность текстовых ,табличных,графических и других данных,которые хранятся на внешних компьютерных носителях и обеспечивают эффективную работу компьютера в его профессиональной области.
Вопрос 9
Обобщенная структура ЭВМ. Назначение основных устройств.
Функционально комп. можно рассматривать как единую систему образованную 2 взаимосвязанными составляющими:
• аппаратной или аппаратных средств. К ним относятся все электронные устройства обеспечивающие его работу.
• Программой или программных средств-сов-ть программ, позволяющих функционировать аппаратным средствам как единому целому и организующих обработку информ.
Информационные средства(Software)-это сов-ть текстовых табличных и др.данных которые хранятся на внешних компьютерных носителях и обеспеч эффективную работу пользователя компьютера в его профессиональной области
Вопрос 10:
Классификация ЭВМ по назначению и функциональным возмозностям
По своему назначению ЭВМ делятся:
Универсальные - предназначены для решения практических задач, проведения расчетов, обработки текстовой и графической инф-ции Часто специализированные ЭВМ встраиваются в промышленную и бытовую и научную технику.
В зависимости от размера
• Стационарные
• Настольные
• Переносные
Компьютеры можно классифицировать:
- По поколениям
- по параметрам:
• супер ЭВМ: Над числами с фиксированной запятой оперативная память от 2-10 тыс.МБг, разрядность 128 бит.
• Большие ЭВМ: производительность 2 тыс-10тыс.Оперативная память 250-10 тыс Мега байт. Разрядность 32-64 бит.
• Мини ЭВМ:производительрность-1-1000.Оперативная память 16-512 Мега байт. Разрядность 16-64 бит.
• Микро ЭВМ производительрность-1-100.Оперативная память 4-256 Мега байт. Разрядность 16-64 бит.
- По архитектуре
- Кол-ву и типу процессора: а)ЭВМ классической архитектуры, б)Многопроцессорная архитектура, в)Архитектура с параллельным процессорам
- По назначению: бытовые, учебные, универсальные, профессиональные
- По быстродействию
- По конструктивному использованию
- По составу элементов логической части.
Вопрос 11.
Архитектура современных компьютеров.
Архитектура – описание сложной системы, состоящей из множества элементов как единого целого.
Архитектура ЭВМ – совокупность общих принципов, определяющих состав, назначение, логическую организацию и порядок взаимодействия аппаратно-программных средств компьютера.
От типа архитектуры компьютера зависят его функциональные возможности при решении различных классов задач, однако, архитектура различных компьютеров обеспечивает их совместимость.
Модульно – магистральный принцип архитектуры компьютера: различные устройства (модули) комп-а связываются между собой посредством общего канала обмена инф-ции. Модульно – магистральный принцип позволяет легко создавать нужную конфигурацию компьютера или модифицировать ее не внося никаких изменений в уже имеющееся устройство при подключении нового.
Вопрос 12
Процессоры, их характеристика. Основные компоненты процессора
Процессор – осн.устройство комп, кот обрабатывает инф. и управляет работой всех его устройств.
Транзистор – электронное полупроводниковое устройство, имеющее 3 вывода – эмиттер, базу и коллектор. На 2 из них(эмиттер и коллектор) подается напряжение, необходимое для создания в транзисторе электр тока, а на 3-й(база) вход – напряжение, с помощью кот можно управлять внутр сопротивлением транзистора, а значит управлять током и напряжением на его выход. В процессоре комп каждые 2 или 3-4 транзистора объединены в элементарные электр схемы, наз соотв трипперами и вентилями.
Триппепы имеют 2 устойчивых состояния открыт-закрыт и переключаются из одного состояния в другое электрическими сигналами. Этим устойчивым состояниям соответствуют цифры 0 и 1.
Вентили могут иметь несколько управляющих входов (напряжение на выходе вентиля зависит от комбинаций напряжения на входах. Служат для простейших арифм и логарифм операций.
каждая команда, кот выполн процессор представляет собой последовательность электр импульсов, являющуюся физическим эквивалентом того или иного двоичного числа
Процессор распознает команды и программы, задаваемые компьютеру, записывает инф-цию в память и считывает её оттуда и передает команды др устройствам комп-а. От мощности процессора во многом зависит производительность комп-а
Осн хар-ки процессора:
-тактовая частота
-разрядность
-размер кэш-памяти
Имеются 2 типа тактовой частоты:
-внутренняя
-внешняя
Разрядность процессора – кол-во разрядов двоичных чисел, с кот оперирует процессор. Чем больше разряд процессора, тем быстрей он работает.
Основные части процессора:
-арифметико-логическое устройство
-устройство управления
-регистры (небольшая собств память)
Вопрос 13
Внутренняя память: оперативное запоминающееся устройство, постоянное запоминающееся устройство, кэш-память.
В состав внутренней памяти входят: оперативная память (ОЗУ), кэш-память, постоянная память (ПЗУ-ROM), перепрограммируемая постоянная память (Flash memory), видеопамять.
Оперативная память (ОЗУ) предназначена для хранения используемых программ и их данных в течении всего времени работы компьютера, по этим программам. Информация в ней постоянно стирается, заменяется новой и полностью исчезает после выключения компьютера. Конструктивно-оперативная память размещена в стандартных модулях, и состоит из определенного количества ячеек памяти, каждая из которых имеет собственный адрес (номер в двоичном коде). Объем 0,39 – 0,64 и более Мб.
Кэш-память используется для хранения наиболее часто используемых данных и команд, сокращая количество обращений к более медленной оперативной памяти и тем самым повышая быстродействие компьютера.
Постоянная память (ROM) предназначена для хранения неизменной инф-ции. Она представляет собой микросхему с записанным набором программ: программы первоначальной загрузки и первоначального тестирования компьютера, управление клавиатурой, видеокартой, дисками.
Комплект программ, находящихся в ПЗУ составляет базовую систему ввода-вывода BIOS.
Вопрос 14
Внешняя память. Машинные носители инф-и, их хар-ка. Организация ввода/вывода. Системная шина. Виды и стандарты системных шин. Устройства ввода/вывода, их подключение к комп-у.
Внешн. дисковая память – это устройство долговрем-го хранения больших объёмов инф-ции, программ и данных памяти магнитных и оптических действиях внешних по отн к материнской плате.
Дорожки и секторы обр во время форматирования диска
Прав функционир винчестера обеспеч-ся находящейся в нем спец. электр схемой
Магнитные носители инф-и, их хар-ка
Различают 2 осн вида памяти:
-внешняя
-внутр
Осн хар-ки накопителя на жестких магнитных дисках:
-скорость вращения диска (от 3600-10000 оборотов в мин)
-емкость памяти до 240 Гб
-скорость обмена
Организация ввода/вывода
Устройство ввода информ:
-клавиатура, -манипуляторы, -сканер, -микрофон, -цифровая видеокамера
Устройство вывода информ:
-монитор, -принтер, -графопостроитель, -наушники, - акуст колонки
Устройство для работы комп сетей:
-сетевой адаптер (сетевая карта, служ для подкл ПК к сети
-модем
Системная шина – все устройства комп-а соединены каналами, линиями, шинами, по кот перед информ.
Шина (магистраль) – информ накоп (конструктивно изготовленный в виде многожильного кабеля), используемый совместно несколько комп
По шинам осущ передача данных, адресация команд и устройств, обмен спец служебными каналами
Устройства ввода/вывода и подкл к компьютеру
Порты – разл разъемы на задней панели системного блока комп-а, кот служат для соед с комп-м периферийных устройств (монитора, клавиатуры, принтера, мыши)
Вопрос 15
Конструкция ПК. Системный блок, материнская плата, чипсет, модули памяти
В соответствие с принципом открытой архитектуры аппаратное обеспечение компьютеров (Hardware) может быть весьма различным. Но любой ПК имеет обязательный и дополнительный набор устройств.
Обязательный набор устройств:
1. Монитор,2. Клавиатура 3. Системный блок.
В системном блоке находится вся электронная начинка компьютера.
Основными деталями системного блока являются:
4. Процессор., 5. Материнская плата 6. Оперативная память (ОЗУ) - 7. Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) - 8. Кэш память, 9. Сопроцессор 10. Видеокарта 11. Флоппи дисковод 12. Винчестер 13. Блок питания 14. Контроллеры и шина - 15. Последовательные и параллельные порты 16. Корпус
Материнская плата является основной платой компьютера, т.к. именно на ней крепятся все компьютерные устройства.Оперативная память является одним из важнейших элементов компьютера. Часто для оперативной памяти используют обозначение RAM (Random Access Memory, то есть память с произвольным доступом). Всю память с произвольным доступом (RAM) можно разделить на два типа: DRAM (динамическая RAM) и SRAM (статическая RAM). Причем независимо от типа оперативная память ЭВМ является адресной. Это значит, что каждой, хранимой в памяти единице инф-ции ставится в соответствие специальное число, а именно адрес, определяющий место его хранения в памяти. В современных ЭВМ различных типов, как правило, минимальной адресуемой единицей инф-ции является байт.
Чипсет— набор микросхем, спроектированных для совместной работы с целью выполнения набора каких-либо функций. Так, в компьютерах чипсет, размещаемый на материнской плате выполняет роль связующего компонента, обеспечивающего совместное функционирование подсистем памяти, центрального процессора (ЦП), ввода-вывода и других.
Вопрос 16
Средства сбора, регистрации, хранения и передачи инф-ции
Средства сбора инф-ции можно условно разбить на две группы: источники инф-ции и источники данных либо сами данные, сигналы. Первые из них являются активными, а вторые – пассивными источниками инф-ции. Активные источники сами порождают информацию. Пассивные источники не вырабатывают информацию, а оставляют данные, которые при осмыслении их дают информацию, позволяют получать ее путем взаимодействия с ними специальных средств выработки (восприятия), обработки и интерпретации данных, сигналов
Получение инф-ции – это физический процесс, всегда развиваемый во времени, а иногда и в пространстве, то есть описываемый математически функцией времени и координат пространства. В непрерывных источниках информация получается постоянно, а в дискретных – в фиксированные моменты времени.
Регистраторыинф-ции выполнены на интегральных схемах и строятся на основе функционально законченных модулей (блоков и устройств), обладающих информационной и конструктивной совместимостью, имеющих стандартное сопряжение
Средства передачи данных обеспечивают связь и дистанционный обмен информацией между территориально удаленными объектами в распределенных системах сбора и обработки инф-ции, системах телеобработки данных, вычислительных сетях, системах связи и других информационных системах. Такими объектами могут быть регистраторы инф-ции, абонентские пункты, ЭВМ, объекты управления, выступающие в зависимости от направления передачи инф-ции в качестве отправителя (источника) или получателя (приемника) сообщений. Средства передачи данных производят доставку сообщений от отправителя к получателю по линиям связи.
Приемниками инф-ции могут быть непосредственно ЭВМ, печатающие устройства, магнитные накопители.
Средства и системы передачи данных делятся:
- по типу используемой физической среды – на проводные (телеграфные и телефонные) и беспроводные (радиорелейные и спутниковые);
- по форме представления инф-ции – на аналоговые и цифровые;
- по виду передаваемых сигналов – на непрерывные и дискретные.
Вопрос 17
Комп. сети, их классификация, топология комп. сетей, конвергенция, модель комп. сетей.
Комп.сеть – совкупность соединённых друг с другом комп-ов,устройств и соотв. программ. Обеспечения, позволяющего передавать инф. От одного комп-а к другому и использовать ресурсы сети.
Ресурсы сети – сов-ть аппаратных сре-тв подключённых к сети и доступных пользователям сети данных.
Узел – один комп, соедин. с сетью
Канал связи – устр-ва и кабели, обеспечивающие передачу сигнала между узлами сети.
Коммутация – соединение друг с другом узлов сети, обеспечивающее передачу инф. между ними.
Модем – спец. Устр-во, служащее для преобразования сигнала от комп-ра и посылки его по сети,а также для приёма и расшифровки сигнала, прихлдящего с сети к комп-ру.
Систем. Навигации – сов-ть программ, позволяющих пользователю ориентироваться во всём многообразии инф-ии,размещённой в сети.
Провайдер – лицо или организация,предоставляющая услуги пользователям по использованию конкретной сети.
Сетевой протокол – правило передачи и приёма инф в комп. Сети
Классиф. комп. сетей: -псевдосеть - соединено 2 комп-а, -локальная сеть – несколько комп-ов,находящихся в одном (соседних) зданиях., -региональная сеть – комп-ы в городе,регионе, -глобальная сеть – разные страны и континенты
Топология комп. Сетей:
Топология,компановка,карта сети – хар-ся физическим расположением комп-ов,перефирийных устройств,кабелей.На практике применяются: -базовые, -комбинированные
Линейный тип – все комп-ры подсоеденены к 1му незамкнутому кабелю
Звезда – каждый комп. Соединён с центральному устройству отдельным кабелем.
Кольцо– все комп-ры подсоеденены к 1му замкнутому кабелю
В комбинированных топологиях используется комбинации базовых топологий.Топология : Звезда – линия – несколько сетей с топологией звезда соединены в единую сеть при помощи магистрали.
Конвергенция комп. Сетей
В зависимости от иерархии в сети: -одноранговые сети (рабочие группы),все комп-ры равноправны и нет выделенного сервера, -на основе сервера
Вопрос 18
Глобальные компьютерные сети. Особенности протоколов канального уровня глобальных сетей.
Глобальная компьютерная сеть –представляет собой всемирную сеть, составленную из различных, региональных и локальных компьютерных сетей, объединённых стандартными сетевыми протоколами (соглашениями о способах обмена информацией и единой системой адресации)
Принципы коммуникации при передаче по глобальной компьютерной сети делится на части-пакеты. Каждый пакет передаётся по сети отдельно как единое целое, а всё а всё сообщение собирается в конечной точке.
Для связи одного узла с остальными достаточно связать его всего одной линией с другим узлом и передавать, а тот будет передавать другому. Такой подход даёт возможность расширять сеть, используя столько каналов, сколько имеется в наличии. При возникновении помех или обрывов связи нужно повторно передавать лишь утерянные и повреждённые пакеты, а не всё сообщение в целом.
Вопрос 19.
Локальные компьютерные сети. Основные технологии и оборудование локальных сетей.