Меню
Главная
УСЛУГИ
Авторизация/Регистрация
Реклама на сайте
Состав и структура вычислительных системВысокопроизводительные вычислительные системыОсобенности состава и структуры персонала энергетических компаний
Состав и структура вычислительных системВысокопроизводительные вычислительные системыОсобенности состава и структуры персонала энергетических компаний
Высокопроизводительные вычислительные системыКонцепция архитектуры предприятия и ее применение для развития теории...Многоядерные и многопроцессорные вычислительные системы
 
Главная arrow Информатика arrow Информатика и информационные технологии
< Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая >

Лекция II. ОБЩИЙ СОСТАВ И СТРУКТУРА ПЕРСОНАЛЬНЫХ ЭВМ И ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ. ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

Лекция 3. ОБЩИЙ СОСТАВ И СТРУКТУРА ПЕРСОНАЛЬНЫХ ЭВМ И ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ

После изучения главы 3 студент должен:

знать

• структурную схему (архитектуру) персонального компьютера;

• назначение и взаимосвязи типичных компонентов, аппаратных и программных средств компьютерных систем;

• принципы фон Неймана построения ЭВМ: программное управление, однородность памяти, адресность;

• назначение отдельных клавиш клавиатуры;

• распространенные виды программных продуктов для компьютеров;

уметь

• пользоваться клавиатурой для набора текста и управления компьютерной системой;

• сопоставлять конфигурации различных компьютеров по их основным параметрам и требуемым задачам обработки информации;

владеть

• навыками перезагрузки компьютера в случае зависания;

• навыками использования клавиш-модификаторов клавиатуры;

• навыками работы с манипулятором мышь, принтером и другими периферийными устройствами.

Архитектура ЭВМ и вычислительных систем

В состав ЭВМ входят центральное устройство и периферийные устройства, взаимодействие и работа которых происходит под управлением программ. Центральное устройство ЭВМ включает центральный процессор (ЦП, англ. Central Processing Unit, CPU) и запоминающее устройство (ЗУ). Периферийные устройства ЭВМ представляют собой устройства ввода/вывода и хранения информации. Сопряжение этих основных составляющих узлов ЭВМ обеспечивается каналами связи (внутримашинным интерфейсом), как показано на рис. 3.1.

Принцип действия, информационные взаимосвязи и соединение этих основных узлов определяют архитектуру ЭВМ, общность которой для разных компьютеров обеспечивает их совместимость для пользователя.

Архитектура – структура компонентов компьютерной системы и система взаимосвязей аппаратных и (или) программных средств, описанная схематически или с подробным указанием параметров.

Термин "архитектура" шире, чем структура, поскольку применяется к системе систем, структуре из структур, а также для сети компьютеров. Архитектура может носить характер рекомендации в отношении модели компьютера, отдельного устройства (архитектура процессора) или операционной системы. Каждая подсистема имеет свою архитектуру, так что термин "архитек тура" зависит от контекста. Например, процессор – сложная система, обладающая собственной архитектурой.

В основе построения большинства ЭВМ лежат три общих принципа, сформулированных Дж. фон Нейманом (1945): программное управление, однородность памяти, адресность.

Принцип программного управления заключается в том, что выполнение программ процессором осуществляется автоматически без вмешательства человека. Реализуется этот принцип за счет того, что программа, состоящая из набора команд, выполняется в строго определенной последовательности. Порядок выполнения команд обеспечивается счетчиком команд, который производит выборку команд из памяти, где они расположены в порядке следования друг за другом.

Принцип однородности памяти заключается в том, что в памяти компьютера хранятся как программы, так и данные. Принцип позволяет создавать более гибкие программы, которые в процессе выполнения могут подвергаться переработке.

Принцип адресности состоит в том, что все ячейки основной памяти компьютера пронумерованы и процессору доступна любая ячейка памяти.

Структурная схема ЭВМ

Рис. 3.1. Структурная схема ЭВМ

Классические типы архитектур ЭВМ: звезда, иерархическая и магистральная архитектуры.

Современные компьютеры типа IBM PC построены по принципу магистральной архитектуры: центральный процессор (процессоры), оперативные запоминающие устройства (ОЗУ) и контроллеры внешних устройств (КВУ) подключены к одной общей магистрали (шине). Системная магистраль (общая шина) представляет собой многопроводную линию с гнездами для подключения электронных схем (рис. 3.2). В общей шине выделяют отдельные группы: шину адреса, шину данных, шину управления. Открытость архитектуры ЭВМ позволяет выбирать состав внешних устройств и тем самым конфигурировать компьютер.

Вычислительная система (ВС) – совокупность взаимосвязанных и взаимодействующих процессоров или ЭВМ, периферийного оборудования и программного обеспечения, предназначенная для сбора, хранения, обработки и распределения информации.

Создание вычислительных систем повышает производительность вычислений за счет ускорения процессов обработки данных, повышения надежности и достоверности. Особенностью вычислительной системы является наличие нескольких вычислителей, выполняющих параллельную обработку данных. Параллелизм выполнения операций существенно повышает быстродействие и надежность системы, но значительно усложняет управление вычислительным процессом. К основным архитектурам вычислительных систем относятся многомашинные и многопроцессорные.

Многомашинная ВС включает несколько процессоров, каждый из которых работает со своей оперативной памятью. Каждый компьютер многомашинной системы имеет классическую архитектуру и выполняет свою вычислительную задачу, слабо связанную с вычислительными задачами других компьютеров, входящих в вычислительную систему.

Многопроцессорная архитектура строится на базе нескольких процессоров, параллельно выполняющих вычисления, составляющие одну задачу. В такой вычислительной

Магистральная архитектура ЭВМ

Рис. 3.2. Магистральная архитектура ЭВМ

системе можно организовать несколько потоков данных и несколько потоков команд. Архитектура вычислительных систем с параллельной обработкой данных может включать четыре базовых класса, в основе которых лежит понятие потока, т.е. последовательности элементов, команд или данных, обрабатываемых процессором.

 
Если Вы заметили ошибку в тексте выделите слово и нажмите Shift + Enter
< Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая >
 
Предметы
Агропромышленность
Банковское дело
БЖД
Бухучет и аудит
География
Документоведение
Журналистика
Инвестирование
Информатика
История
Культурология
Литература
Логика
Логистика
Маркетинг
Медицина
Менеджмент
Недвижимость
Педагогика
Политология
Политэкономия
Право
Психология
Религиоведение
Риторика
Социология
Статистика
Страховое дело
Техника
Товароведение
Туризм
Философия
Финансы
Экология
Экономика
Этика и эстетика