Вопрос 5
ЭВМ выполняет следующие операции:
• ввод информации;
• обработку информации по заложенной в ЭВМ программе;
• вывод результатов обработки в форме, пригодной для восприятия человеком.
Структурная схема ЭВМ представлена на рис. 1.
Основными элементами ЭВМ являются:
• процессор;
• память;
• системная шина;
• устройства ввода информации;
• устройства вывода информации.
Процессор выполняет логические и арифметические операции, определяет порядок выполнения операций. Процессор работает под управлением программы. В состав процессора входят:
• арифметико-логическое устройство (АЛУ);
• устройство управления (УУ);
• регистры общего назначения (РОН);
• кэш-память (КЭШ).
Арифметико-логическое устройство осуществляет арифметические и логические операции над данными. Устройство управления отвечает за порядок выполнения команд, из которых состоит программа. В регистрах общего назначения сохраняются промежуточные результаты расчетов. Кэш-память служит для повышения быстродействия процессора. Память предназначена для записи, хранения, выдачи данных.
Существуют следующие виды памяти:
• оперативная память (ОЗУ);
• постоянная память (ПЗУ);
• внешняя память (ВЗУ).
Оперативная память (ОЗУ) используется для кратковременного хранения изменяемой в процессе выполнения процессором вычислительной операции. ОЗУ используется для хранения программ пользователя, исходных данных, выходных и промежуточных данных. При выключении ЭВМ информация, которая хранилась в ОЗУ, теряется. Постоянная память (ПЗУ) используется для хранения не изменяющейся при работе ЭВМ информации. Такой информацией является, например, тестовая программа, которая стартует при включении ЭВМ и проверяет работоспособность всех устройств, как внутренних, так и внешних, драйверы устройств и др. Внешняя память (ВЗУ) предназначена для долговременного хранения информации. К устройствам внешней памяти относятся накопители на магнитной ленте, накопители на жестких дисках (винчестер), накопители на гибких дисках (дискеты), накопители на оптических дисках и т.д..
Системная шина используется для передачи информации между процессором и остальными устройствами ЭВМ. Она состоит из:
• шины управления;
• шины данных;
• адресной шины.
Данные (в качестве данных могут выступать программы и команды) пересылаются по шине данных по адресам, которые указаны на адресной шине. Шина управления отслеживает, чтобы данные при перемещении не мешали друг другу и перемещались по очереди.
Устройства ввода информации предназначены для ввода информации (данных и команд) с внешнего носителя в память компьютера.
К таким устройствам относятся:
• клавиатура;
• манипулятор ввода «мышь»;
• сканер;
• цифровая видеокамера;
• микрофон и т.д.
Устройства вывода информации осуществляют вывод информации
на внешние устройства. К ним относятся:
• дисплей;
• принтер;
• графопостроитель;
• акустические колонки и др.
Вопрос 7.
Главной тенденцией развития вычислительной техники в настоящее время является дальнейшее расширение сфер применения ЭВМ и, как следствие, переход от отдельных машин к их системам - вычислительным системам и комплексам разнообразных конфигураций с широким диапазоном функциональных возможностей и характеристик.
Наиболее перспективные, создаваемые на основе персональных ЭВМ, территориально распределенные многомашинные вычислительные системы - вычислительные сети - ориентируются не столько на вычислительную обработку информации, сколько на коммуникационные информационные услуги: электронную почту, системы телеконференций и информационно-справочные системы.
Ближайшие прогнозы по созданию отдельных устройств ЭВМ:
микропроцессоры с огромным быстродействием;
встроенные сетевые и видеоинтерфейсы;
плоские (толщиной 3-5 мм) крупноформатные дисплеи с высокой разрешающей способностью пикселей и более;
портативные, маленького размера накопители емкостью в много терабайт. Терабайтные дисковые массивы на их основе сделают практически ненужным стирание старой информации.
Названные ожидаемые технологии и характеристики устройств ЭВМ совместно с их общей миниатюризацией могут сделать всевозможные вычислительные средства и системы вездесущими, привычными, обыденными, естественно насыщающими нашу повседневную жизнь.
Специалисты предсказывают в ближайшие годы возможность создания компьютерной модели реального мира, такой виртуальной (кажущейся, воображаемой) системы, в которой мы можем активно жить и манипулировать виртуальными предметами. Простейший прообраз такого кажущегося мира уже сейчас существует в сложных компьютерных играх.