
- •2. Учебно-методический блок
- •2.1 Теоретическая часть
- •Краткая история развития компьютерной техники.
- •2. Ко времени ее реализации должна быть достаточно развита техническая база для реализации идеи в массовом масштабе.
- •3. В практической реализации этой идеи должна быть заинтересована значительная часть общества (должен «созреть» социальный заказ).
- •2. Обобщенная структурная схема компьютера
- •3.Оценка производительности компьютеров
- •4. Классификация и краткий обзор современных компьютеров
- •Суперкомпьютеры
- •Мини-компьютеры
- •Микроконтроллеры
- •5. Формы представления информации в компьютере.
- •5.1. Кодирование в компьютерах числовой информации.
- •Десятичная:
- •Шестнадцатеричная:
- •Двоично-десятичная:
- •5.2. Кодирование в компьютерах символьной (алфавитно-цифровой) информации.
- •5.3 Кодирование в компьютерах звуковой информации.
- •5.4 Кодирование в компьютерах визуальной информации.
- •Основы компьютерной арифметики.
- •1. Операции сложения и вычитания целых чисел.
- •2. Операции с вещественными числами.
- •7. Элементная база компьютера.
- •8. Структура и функционирование cpu.
- •9. Способы адресации информации
- •10. Система прерываний компьютера.
- •Основные понятия.
- •Основные характеристики систем прерывания.
- •4. Классификация систем прерывания.
- •11. Принципы организации системы ввода/вывода в компьютерах.
- •Общие положения
- •3. Ввод/вывод по прерыванию.
- •4. Ввод/вывод с прямым доступом к памяти.
- •12. Конструктив атх рс и архитектура системной платы
- •13. Устройства ввода информации
- •1. Клавиатура
- •2. Мышь.
- •14. Организация оперативных запоминающих
- •1. Общие принципы функционирования
- •2. Тайминги
- •3. Тенденции развития
- •4. Распределение адресного пространства оп пк.
- •2.2 Лабораторный практикум
- •2.3 Методические рекомендации для преподавателей и студентов
- •2.3.1.Методические рекомендации по изучению дисциплины для преподавателя
- •2.3.2. Методические рекомендации для студентов
- •2.3.3. Методические рекомендации для применения активных и интерактивные формы проведения занятий
- •3.Глоссарий
- •Диагностико-контролирующий блок
- •Тест по теме: «Архитектура компьютеров» Вариант №1
- •Тест по теме: «Архитектура пк» Вариант №2
- •Блок наглядно-демонстрационного материала
Мини-компьютеры
Развитие мини-компьютеров началось с того, что в начале 70 годов молодые и честолюбивые компании, такие как DEC (Digital Equipment Corporation), стали выпускать сравнительно небольшие компьютеры, которые в 70 и начале 80 годов называли компактными универсальными ЭВМ. Они были рассчитаны на решение широкого круга задач но, в отличие от Mainframe'ов, имели упрощенную организацию и, как следствие, на порядок меньшую стоимость. Эти компьютеры оказались прекрасно приспособленными для приложений, не требующих большой производительности, достаточно дешевых и не требующих специальных условий эксплуатации. Этот класс компьютеров в дальнейшем специализировался главным образом в четырех направлениях:
персональные компьютеры;
серверы;
рабочие станции;
промышленные мини-компьютеры.
Персональные компьютеры.
Основной, массовой разновидностью мини-компьютеров являются в настоящее время персональные компьютеры (Personal computer) – ПК.
Первый ПК выпустила в 1977 г. фирма Apple Computer. В 1981 г. к выпуску ПК подключилась всей своей мощью корпорация IBM, используя в них знаменитые микропроцессоры фирмы Intel семейства i80Х86, начав с 16 разрядного i8086 и кончая 32 разрядными микропроцессорами серии Pentium 4 и Intel Core 2 Duo. (Заметим, кстати, что аббревиатура PC относится только к персональным компьютерам корпорации IBM и компьютеров, совместимых с ними).
В настоящее время ПК составляют основную массу мини-компьютеров и к сегодняшнему дню их уже выпущено более полутора миллиарда штук. Поскольку в дальнейшем вы будете иметь дело в большинстве случаев именно с персональными компьютерами, приведем их основные разновидности.
Персональные компьютеры, которые в настоящее время имеются на рынке, принято подразделять на:
- стационарные (настольные) ПК;
- портативные (переносные) ПК.
Стационарные персональные компьютеры, всем вам хорошо известные, используются обычно в офисах (учреждениях), научных и учебных заведениях и в качестве домашних компьютеров. Наиболее широкое распространение получили ПК IBM PC и их разновидности (почти 80% рынка), а также ПК типа Macintosh фирмы Apple Computer Inc.
К портативным персональным компьютерам относятся ПК типа:
- Laptop (наколенные), выполненные в виде чемодана-дипломата, весом обычно от 5 до 10 кг.
- Notebook (блокноты), размером с небольшую книгу толщиной 2…5 см и весом от 1,0 до 3,5 кг. Оформляются они обычно также в виде небольшого чемоданчика.
- Palmtop (наладонные, карманные), размером, например, 150×80×15 мм и весом 100…300 г.
- Tablet PC (планшетные ПК), имеющие размер с приличный книжный том (271×216×48) и вес до 2 кг.
Принцип работы первых двух типов портативных ПК мало чем отличается от функционирования стационарных компьютеров. Laptop'ы и Notеbook'и иногда сравнимы со стационарными ПК и по возможностям, поскольку в качестве процессоров в них используются процессоры типа Pentium, ОЗУ достигает 512 Мбайт, а емкость винчестеров – до 80…100 Гбайт. Отличительной чертой их является отсутствие мыши, вместо которой, как правило, используется Trackball (трекбол), Trackpoint (трекпойнт), или Trackpad (трекпад). Дисководы FDD в них обычно не используются, их заменяет Flash-память. В качестве дисплеев в них используются исключительно встроенные LCD-экраны.
Портативные ПК типа Palmtop имеют существенную особенность по сравнению с указанными выше. Она заключается в том, что программное обеспечение в них, как правило, фиксировано в постоянной памяти.
А в планшетных ПК (Tablet PC) в качестве дисплея используются сенсорные экраны, позволяющие вводить информацию с помощью электронного (оптического) пера, что дает возможность, избавится от обязательной клавиатуры. При этом, текст (печатными буквами) и рисунки вводятся и редактируются на сенсорном экране, как на обычном листе бумаги.
Серверы
Серверы (Server) локальных и региональных компьютерных сетей – это мини-компьютеры, которые служат как бы узловыми точками переприема запросов, а также для хранения некоторой общей информации. Такого типа серверы могут использоваться и как серверы глобальных сетей, однако в последнем случае чаще всего используются компьютеры типа Mainframe. Надо сказать, что понятие сервер во многом функциональное, так что в простых локальных сетях в качестве серверов могут использоваться и обычные ПК. Но все-таки в качестве серверов достаточно серьезных сетей используются более мощные и надежные мини-компьютеры.
Рабочие станции
К рабочим станциям (workstation – WKS) относятся мини-компьютеры повышенной производительности, ориентированные на эффективное использование в инженерной практике (САПР, системы обработки изображений и пр.). Рабочие станции обычно имеют мощный центральный процессор с производительностью от 300 до 1000 MIPS, ОЗУ емкостью до нескольких гигабайт и внешнюю дисковую память емкостью в десятки и сотни гигабайт. Кроме того, они, как правило, включают в себя расширенный набор периферийных устройств. Обычно они имеют графический монитор с высокой разрешающей способностью (не менее 1280×1024 точек), мощные принтеры и сканеры, а также различные устройства манипуляции. Интересно, что спрос на эти профессиональные системы растет непрерывно и, главное, 75% распродаж приходится на долю таких далеких от науки и техники пользователей, как финансовые, страховые и медицинские компании.
Промышленные мини-компьютеры
Еще одно направление в области мини-компьютеров представляет собой мини-компьютеры, специально предназначенные для управления производственными процессами в условиях промышленного предприятия. Они представляют собой набор модулей мини-компьютера (CPU, ЗУ, Chip-Set, PIO и т.п.), изготавливаемых в виде особо надежных и прочных конструкций плат модулей. Их набор в специальных фрейм-каркасах, дает возможность создавать различной конфигурации мини-компьютеры, специально приспособленные для работы в тяжелых промышленных условиях.
Надо отметить, что часто такого класса мини-компьютеры относят к типу промышленных контроллеров, поскольку, в основном, они служат для автоматического управления технологическими процессами и используются без установки мониторов.