Персональний комп’ютер. Склад та структура.

1. Основні принципи побудови комп’ютерів. Архітектура Фон-Неймана Багатопроцесорні ЕОМ

2. Основні елементи ПК та їх призначення. Блок-схема побудови ПК

3. Технічні характеристики сучасних комп’ютерів.

4. Структура обчислювальної системи: апаратні та програмні складові їх взаємодія.

1. За фон Нейманом основними принципами є:

1) принцип програмного керування. Цей принцип забезпечую автоматизацію керування програмою. Ефективність програмного керування є високою тоді коли задача розв’язується за тією ж програмою багато разів;

2) принцип програми, що зберігається в пам’яті ЕОМ;

3) універсальність алгоритмів при розв’язання на ЕОМ.

Набір операцій які виконуються ЕОМ є достатнім для запису будь-якого алгоритму, що реалізує чисельні методи розв’язання математичної задачі.

В теорії алгоритмів доводиться, що універсальність відносно обчислювальних алгоритмів є універсальністю відносно цифровою інформації взагалі

На підставі цих принципів можна стверджувати, що сучасна ЕОМ - це технічний пристрій, які після введення в пам'ять початкових даних у вигляді цифрових кодів і програми їх оброблення, вираженою також цифровими кодами, здатний автоматично здійснити обчислювальний алгоритм, заданий програмою обчислень, і видати готові результати розв’язання задач.

Архітектура фон Неймана

Основні принципи побудові сучасних комп’ютерів є такими:

1) наявність тера(?) пристроїв пам’яті, вводу та виводу, і управління;

2) кодування та збереження програми в пам’яті;

3) двійкова система чисел для кодування чисел та команд;

4) автоматичне виконання обчислень на основі збереженої програми;

5) наявність як арифметичних так і логічних операцій;

6) ієрархічний принцип побудови пам’яті;

7) використання чисельних методів для реалізації обчислень.

Архітектура фон Неймана - це архітектура ЕОМ, основною відмінністю якої від інших подібних архітектури є спільне зберігання даних та машинних команд по мірках однієї та тієї ж пам’яті що унеможливлює їх розрізнення за способом представлення або кодування (Знайти співавторів).

Формально обчислювання машина є машиною з архітектурою фон Неймана, якщо:

1) програма та данні зберігаються в одній загальній пам’яті;

2) кожна комірка пам’яті машини індефікується унікальним номером, який називається адресую;

3) різні слова інформації розрізняються за способом використання, але не за способом кодування та структурою представлення в пам’яті;

4) кожна програма виконується послідовно, починаючи з першою команди, якщо не має спеціальних вказівок. Для зміни цієї послідовності використовуються команди передачі управління.

 

ДЗ Знайти Джарльз Беббідж

---------------------------------------------------------------------------------------------------

Гарвардська архітектура – архітектура обчислювальних машин, головною відмінністю якої від інших подібних архітектур є те, що данні і оператори зберігаються окремо.

Головною перевагою такої архітектурі можна вважати, що данні можна завантажувати для обробки з запам’ятовувального пристрою одночасно с командуванням.

Недоліком цієї архітектурі є складність реалізації.

Застосовується ця архітектура в спеціалізованих обчислювачах.

Архітектура потоків даних це архітектура обчислюваних машин, в яких процесом обчислень керую потік даних, які переміщуються між обчислювальними пристроями машини, де обробляються «поступово приводячи себе до обробленого вигляду».

Фактично, в цій архітектурі процесом обчислень управляє безпосередньо потік даних, а не спеціалізовані команди.

В машинах потоків даних не має потреби в будь-якому централізованому керуванні.

Паралельна архітектура – різновид архітектурі в якій явно (для програміста) відбувається розподіл процесу обчислень між декількома обчислювальними пристроями (процесорами), які виконують свою завдання одночасно.

Основні елементи та їх призначення.

Персональні комп’ютери - це пристрій, що виконує операцію введення інформації, оброблення її за певною програмою, виведення одержаних результатів у формі придатній для сприйняття людиною.

Структура комп’ютера – це модель, що встановлює склад порядок та принципи взаємодії її компонентів.

Основними функціями комп’ютера є обробка та зберігання даних та обмін інформацією із зовнішніми об’єктами.

Додаткові функції всі ті що підвищують ефективність виконання основних функцій.

Ці функції комп’ютера реалізуються за допомогою апаратних та програмних засобів.

Кожну функцію виконують окремі блоки комп’ютера це пристрій введення центральний процесор та пристрій виведення інформації.

Основні блоки ПК: Мікропроцесор, материнська плата або системна плата, накопичувач, постійний запам’ятовувальній пристрій, оперативний, блок живлення, адаптери. Блок живлення материнська плата

Материнська плата – це велика друкована плата, яка містить головні компоненти комп’ютерної системи.

Центральний процесор, оперативна пам'ять, центральна шина, контролер шина, чіп-сет, кілька слотів.

На материнській платі є перемички та перемикачі.

Також на системній платі встановлюються мікросхема BIOS

Технічні характеристики

Мікропроцесор – це по суті мініатюрна ОВМ основними параметрами якої є набір команд, розрядність та тактова частота, зараз ще і кількість ядер.

Розрядність показує скільки двійкових розрядів або бітів інформації обробляється за один такт а також скільки двійкових розрядів може бути використано в мікропроцесорі для адресації оперативної пам’яті передачі даних та іншого. Кількість пам’яті що адресується або адресний простір залежить від числа лінії шини адреси мікропроцесора.

Тактова частота вказує скільки елементарних операцій або тактів мікропроцесор виконує за секунду.

Важливими характеристиками мікропроцесорів також є ємність і швидкість функціонування кеш-пам’яті.

Кеш-пам'ять буває двох рівнів

Кеш пам'ять першого рівня це невелика надшвидка пам'ять призначена для зберігання проміжних результатів.(з’ясувати розмір кеш пам’яті 1 рівня)

Кеш пам'ять 2 рівня трохи повільніша але більша. Вона може бути інтегрована на самому кристалі або у вигляді додаткового кристалу.

Накопичувачі – це запам’ятовувальні просторої призначені для тривалого зберігання великих обсягів інформації.

Накопичувач можна розглядати як сукупність носія та відповідного приводу.

Розрізняють накопичувачі із змінними і незмінними носіями.

Накопичувач на жорстких магнітних дисках НЖМД це пристрій з незмінним носієм. На швидкодію впливають частота обертання, ємність кеш-пам’яті, час пошуку (час доступу).

Адаптери – пристрої які підтримують взаємодію інших складових ті перетворюють інформацію з однієї форми в іншу. Конструктивна це друкована плата, яка має стандартне з’єднання для сполучення з шиною та специфічним з’єднанням для зв’язку з відповідним пристроєм.(плотер(?) і дигітайзер, модем, монітор, мишка…)

Програмне забезпечення ПК.

1. Класифікація сучасного ПЗ.

2. Характеристика системного ПЗ.

3. Характеристика прикладного ПЗ.

4. Огляд інструментальних систем програмувань. Транслятори та інтерпретатори.

5. Основні етапи розв’язання задач за допомогою ЕОМ.

6. Прийняття алгоритму. Основні властивості алгоритмів. Основні способи опису алгоритмів. Елементарні алгоритмічні структури.

7. Стилі програмування.