Повна версія

Головна arrow Головна

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   ЗМІСТ   >>

РОЗДІЛ II. ЗАГАЛЬНИЙ СКЛАД І СТРУКТУРА ПЕРСОНАЛЬНИХ ЕОМ І ОБЧИСЛЮВАЛЬНИХ СИСТЕМ. ПРОГРАМНЕ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ

ЗАГАЛЬНИЙ СКЛАД І СТРУКТУРА ПЕРСОНАЛЬНИХ ЕОМ І ОБЧИСЛЮВАЛЬНИХ СИСТЕМ

Після вивчення глави 3 студент повинен:

знати

  • • структурну схему (архітектуру) персонального комп'ютера;
  • • призначення та взаємозв'язку типових компонентів, апаратних і програмних засобів комп'ютерних систем;
  • • принципи фон Неймана побудови ЕОМ: програмне управління, однорідність пам'яті, адресність;
  • • призначення окремих клавіш клавіатури;
  • • поширені види програмних продуктів для комп'ютерів;

вміти

  • • користуватися клавіатурою для набору тексту і управління комп'ютерною системою;
  • • зіставляти конфігурації різних комп'ютерів по їх основними параметрами і необхідним завданням обробки інформації;

володіти

  • • навичками перезавантаження комп'ютера в разі зависання;
  • • навичками використання клавіш-модифікаторів клавіатури;
  • • навичками роботи з маніпулятором миша, принтером та іншими периферійними пристроями.

Архітектура ЕОМ і обчислювальних систем

До складу ЕОМ входять центральний пристрій і периферійні пристрої, взаємодія і робота яких відбувається під керуванням програм. Центральний пристрій ЕОМ включає центральний процесор (ЦП, англ. Central Processing Unit, CPU) і пристрій (ЗУ). Периферійні пристрої ЕОМ є пристрої введення / виводу і зберігання інформації. Сполучення цих основних складових вузлів ЕОМ забезпечується каналами зв'язку (Внутрімашінная інтерфейсом), як показано на рис. 3.1.

Принцип дії, інформаційні взаємозв'язки і поєднання цих основних вузлів визначають архітектуру ЕОМ, спільність якої для різних комп'ютерів забезпечує їх сумісність для користувача.

Архітектура - структура компонентів комп'ютерної системи і система взаємозв'язків апаратних і (або) програмних засобів, описана схематично або з детальним зазначенням параметрів.

Термін "архітектура" ширше, ніж структура, оскільки застосовується до системи систем, структурі зі структур, а також для мережі комп'ютерів. Архітектура може носити характер рекомендації щодо моделі комп'ютера, окремого пристрою (архітектура процесора) або операційної системи. Кожна підсистема має свою архітектуру, так що термін "архитек туру" залежить від контексту. Наприклад, процесор - складна система, що володіє власною архітектурою.

В основі побудови більшості ЕОМ лежать три загальних принципу, сформульованих Дж. Фон Нейманом (1945): програмне управління, однорідність пам'яті, адресність.

Принцип програмного управління полягає в тому, що виконання програм процесором здійснюється автоматично без втручання людини. Реалізується цей принцип за рахунок того, що програма, що складається з набору команд, виконується в строго визначеної послідовності. Порядок виконання команд забезпечується лічильником команд, який виробляє вибірку команд з пам'яті, де вони розташовані в порядку проходження друг за другом.

Принцип однорідності пам'яті полягає в тому, що в пам'яті комп'ютера зберігаються як програми, так і дані. Принцип дозволяє створювати більш гнучкі програми, які в процесі виконання можуть піддаватися переробці.

Принцип адресності полягає в тому, що всі осередки основний пам'яті комп'ютера пронумеровані і процесору доступна будь-яка комірка пам'яті.

Структурна схема ЕОМ

Мал. 3.1. Структурна схема ЕОМ

Класичні типи архітектур ЕОМ: зірка, ієрархічна і магістральна архітектури.

Сучасні комп'ютери типу IBM PC побудовані за принципом магістральної архітектури: центральний процесор (процесори), оперативні запам'ятовуючі пристрої (ОЗУ) і контролери зовнішніх пристроїв (КВУ) підключені до однієї загальної магістралі (шині). Системна магістраль (загальна шина) являє собою многопроводную лінію з гніздами для підключення електронних схем (рис. 3.2). У загальній шині виділяють окремі групи: шину адреси, шину даних, шину управління. Відкритість архітектури ЕОМ дозволяє вибирати склад зовнішніх пристроїв і тим самим конфігурувати комп'ютер.

Обчислювальна система (ВС) - сукупність взаємопов'язаних і взаємодіючих процесорів або ЕОМ, периферійного обладнання та програмного забезпечення, призначена для збору, зберігання, обробки і розподілу інформації.

Створення обчислювальних систем підвищує продуктивність обчислень за рахунок прискорення процесів обробки даних, підвищення надійності та достовірності. Особливістю обчислювальної системи є наявність декількох обчислювачів, що виконують паралельну обробку даних. Паралелізм виконання операцій істотно підвищує швидкодію і надійність системи, але значно ускладнює управління обчислювальним процесом. До основних архітектур обчислювальних систем відносяться багатомашинні і багатопроцесорні.

Багатомашинна ВС включає кілька процесорів, кожен з яких працює зі своєю оперативною пам'яттю. Кожен комп'ютер многомашинной системи має класичну архітектуру і виконує свою обчислювальну задачу, слабо пов'язану з обчислювальними завданнями інших комп'ютерів, що входять в обчислювальну систему.

Многопроцессорная архітектура будується на базі декількох процесорів, паралельно виконують обчислення, складові одну задачу. У такій обчислювальної

Магістральна архітектура ЕОМ

Мал. 3.2. Магістральна архітектура ЕОМ

системі можна організувати кілька потоків даних і кілька потоків команд. Архітектура обчислювальних систем з паралельною обробкою даних може включати чотири базових класу, в основі яких лежить поняття потоку , тобто послідовності елементів, команд або даних, які обробляються процесором.

 
<<   ЗМІСТ   >>