1.

Информатизация общества

Компьютеры и вычислительные сети сами в большой степени поспособствовали информационному кризису, они легли в основу так называемой информатизации общества. Информатизация общества – это процесс, затрагивающий все сферы общества (социальную, экономическую, техническую и научную) и направленный на создание лучших условий для удовлетворения информационных потребностей всех видов организации и людей.

Информатизация была отмечена в первую очередь в странах Запада и США, а также в Японии (60-80-е годы XX века).

Информатизация стала возможной благодаря появлению компьютеров, которые представляют собой универсальное средство для работы с информацией и обеспечивают широкие возможности для коммуникации. Социальный прогресс на сегодняшний день не возможен без информатизации, а, следовательно, и без компьютеров. Поэтому часто говорят о компьютеризации общества, где особое место уделяют развитию и внедрению вычислительных машин. Однако информатизация общества – это не то же самое, что компьютеризация общества. При информатизации на первый план выходит комплекс мероприятий, целью которых является использование знания и данных во всех сферах цивилизации. Поэтому информатизация – это более широкое понятие, чем компьютеризация. Информатизация – это как бы надстроечный процесс, происходящий на базе компьютеризации, процесс формирования новой, автоматизированной среды зарождения знаний, их переработки, распространения и превращения в силу, в материальный фактор.

Развитие информатизации может потребовать от государства отказа от стремления во чтобы то ни стало обеспечить экономический рост страны, активное внедрение наукоемких технологий, развитие новых форм инфраструктуры, использование научных достижений, затрат значительных средств на информатизацию.

СОЦИАЛЬНЫЕ ПОСЛЕДСТВИЯ ИНФОРМАТИЗАЦИИ ОБЩЕСТВА

Под социальными последствиями информатизации понимаются реальные и прогнозируемые изменения в обществе, происходящие под влиянием информатизации.

Общие прогнозы ряда специалистов об изменении социальной структуры под влиянием информатизации выглядят так:

а) количество социальных групп будет расти, что приведет, естественно, к уменьшению их среднего размера.

Современные информационные технологии предоставляют реальную возможность более точного, оперативного учета индивидуальных интересов людей. Качественные параметры социальных групп будут улучшаться по таким параметрам как уровень интеллекта, образования, квалификации др.

б) возникнут новые процентные соотношения между социальными группами, выделяемыми в обществе по различным критериям, которые, вероятно, будут выглядеть следующим образом:

возрастет доля людей, занятых интеллектуальным трудом - интеллектуалов. Прогнозируется появление особого класса "интеллектуалов", формирование и развитие так называемого "двухклассового информационного общества".

увеличится количество работоспособных, занятых людей. Лица с ограниченными физическими возможностями, в частности люди старшего возраста, смогут даже после ухода на пенсию продолжать работать, так как повысится планка работоспособного возраста - очевидно, что тело стареет раньше мозга. На сегодняшний день социологи обращают наше внимание на такие основные проблемы общества:

Проблема языковой коммуникации. Языковая коммуникация составляет ядро информатизации. Значит, электронные средства информатизации должны органически встраиваться в сеть естественно сложившейся для каждого человека языковой среды. Например, в России широко распространены нерусифицированные программные средства. Формирование общественного мнения о нормальности подобной ситуации - тяжелая по перспективным последствиям социальная проблема.

2.

Информация.

Информация, это все то, что мы видим, слышим, ощущаем. Информация бывает актуальной и неактуальной, т.е. нужной и ненужной. Например, если я сообщу вам ваше имя, для вас это будет неактуальная информация, т.к. вы его и так знаете. Актуальность информации зависит так же от владения дополнительной информацией.

Символ в компьютере – это любая буква, цифра, знак препинания, математический знак, специальный символ. В общем, все, что можно ввести с клавиатуры.

Но компьютер «не понимает» человеческий язык. Поэтому каждый символ кодируется. ПК «понимает» только нули и единички – с помощью них и представляется информация в компьютере. Эти «нули и единички» называются битом. Бит может принимать одно из двух значений – 0 или 1. Восьми таких бит достаточно, чтобы придать уникальность любому символу, а таких последовательностей, состоящих из 8 бит, может быть 256, что достаточно, чтобы отобразить любой символ. Поэтому – 1 символ = 8 битам. Но информацию не считают не в символах не в битах. Информацию считают в байтах, где 1 символ = 8 битам = 1 байту. Байт – это единица измерения информации.

Давайте попробуем посчитать объем информации в словах. Сколько байт в слове «МАМА»? Правильно, 4 байта. Ведь 1 буква – это 1 символ, а 1 символ – 1 байт. А сколько байт в предложении «МАМА И ПАПА!»? Правильно, 12 байт. Пробел, т.е. разделитель между словами, тоже символ, только пустой или белый (от этого и название – пробел).

Единицы измерения информации.

Итак, мы узнали, что единица измерения информации – это байт. Но т.к. приходится считать большие объемы информации, существует еще несколько единиц измерения информации. Это:

1 Килобайт = 2 10 = 1024 байта.

1 Мегабайт = 1024 Кб

1 Гигабайт = 1024 Мб

1 Терабайт = 1024 Гб

3.

Информатика. Основные определения информатики

Информатика - область научно-технической деятельности, занимающаяся

исследованием процессов получения, передачи, обработки, хранения,

представления информации, решением проблем создания, внедрения и

использования информационной техники и технологии во всех сферах

общественной жизни.

Основная задача информатики заключается в определении общих закономерностей, в соответствии с которыми происходит создание научной информации, ее преобразование, передача и использование в различных сферах деятельности человека.

В структуре информатики как науки выделяют алгоритмическую, программную техническую области. Информатика входит в состав кибернетики, изучающей общую теорию управления и передачи информации. Кибернетика - наука об общих законах получения, хранения, передачи и обработки информации в сложных системах.

К информационным процессам относятся:

Сбор информации — это деятельность субъекта, в ходе которой он получает сведения об интересующем его объекте.

Обмен информацией — это процесс, в ходе которого источник информации ее передает, а получатель — принимает.

Хранение информации — это процесс поддержания исходной информации в виде, обеспечивающем выдачу данных по запросам конечных пользователей в установленные сроки.

Обработка информации — это упорядоченный процесс ее преобразования в соответствии с алгоритмом решения задачи.

Операции над информацией:

Сбор,формализация (к единому виду), фильтрация, сортировка, архивация, защита, транспортировка, преобразование.

ОСНОВНЫЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИНФОРМАТИКИ

СИСТЕМА – комплекс взаимодействующих компонентов (гибкие и жесткие – при удалении функционально важного элемента не функционирует – биологические и технические, открытые и закрытые – по обмену с внешней средой)

ПЕРСОНАЛЬНЫЙ КОМПЬЮТЕР (ПК или IBM PC) - это электронно-вычислительная машина (ЭВМ), предназначенная для работы в диалоге с человеком (пользователем).

ИНФОРМАТИКА - это наука, изучающая структуру и наиболее общие свойства информации, ее поиск, хранение, передачу и обработку с применением ЭВМ.

ИНФОРМАЦИЯ - это сведения об объектах и явлениях окружающей среды, их параметрах, свойствах и состоянии.

ФАЙЛ - это именованная область памяти на внешнем носителе. В файлах могут храниться тексты, документы, сами программы, рисунки и т.д.

КАТАЛОГ - это поименованное место на диске, в котором хранятся файлы.

ПРОГРАММИРОВАНИЕ - это подготовка задачи к решению ее на компьютере.

АЛГОРИТМ - это последовательность команд, ведущих к какой-либо цели.

ВЕТВЛЕНИЕ - это команда алгоритма, в которой делается выбор: выполнять или не выполнять какую-нибудь группу команд в зависимости от условия.

ЦИКЛ - это команды алгоритма, которые позволяют несколько раз повторить одну и ту же группу команд.

4.

Алгороитмизация

АЛГОРИТМ - это последовательность команд, ведущих к какой-либо цели.

Основными алгоритмическими структурами (ОАС) являются следование, развилка и цикл. В более сложных случаях используются суперпозиции (вложения) ОАС.

Линейные алгоритмы

Простейшие задачи имеют линейный алгоритм решения. Это означает, что он не содержит проверок условий и повторений.

Развилка

Достаточно часто то или иное действие должно быть выполнено в зависимости от значения логического выражения, выступающего в качестве условия. В таких случаях используется развилка.

Циклы

Если какие-либо операторы необходимо выполнить несколько раз, то их не переписывают каждый раз заново, а организуют цикл.

Основные свойства алгоритмов следующие:

1. Понятность для исполнителя — исполнитель алгоритма должен понимать, как его выполнять. Иными словами, имея алгоритм и произвольный вариант исходных данных, исполнитель должен знать, как надо действовать для выполнения этого алгоритма.

2. Дискpетность (прерывность, раздельность) — алгоpитм должен пpедставлять пpоцесс pешения задачи как последовательное выполнение пpостых (или pанее опpеделенных) шагов (этапов).

3. Опpеделенность — каждое пpавило алгоpитма должно быть четким, однозначным и не оставлять места для пpоизвола. Благодаpя этому свойству выполнение алгоpитма носит механический хаpактеp и не тpебует никаких дополнительных указаний или сведений о pешаемой задаче.

4. Pезультативность (или конечность) состоит в том, что за конечное число шагов алгоpитм либо должен пpиводить к pешению задачи, либо после конечного числа шагов останавливаться из-за невозможности получить решение с выдачей соответствующего сообщения, либо неограниченно продолжаться в течение времени, отведенного для исполнения алгоритма, с выдачей промежуточных результатов.

5. Массовость означает, что алгоpитм pешения задачи pазpабатывается в общем виде, т.е. он должен быть пpименим для некотоpого класса задач, pазличающихся лишь исходными данными. Пpи этом исходные данные могут выбиpаться из некотоpой области, котоpая называется областью пpименимости алгоpитма.

Выделяют три крупных класса алгоритмов:

- вычислительные алгоритмы, работающие со сравнительно простыми видами данных, такими как числа и матрицы, хотя сам процесс вычисления может быть долгим и сложным;

- информационные алгоритмы, представляющие собой набор сравнительно простых процедур, работающих с большими объемами информации (алгоритмы баз данных);

- управляющие алгоритмы, генерирующие различные управляющие воздействия на основе данных, полученных от внешних процессов, которыми алгоритмы управляют.

Способы записи алгоритмов:

Для записи алгоритмов используют самые разнообразные средства. Выбор средства определяется типом исполняемого алгоритма. Выделяют следующие основные способы записи алгоритмов:

- вербальный, когда алгоритм описывается на человеческом языке;

- символьный, когда алгоритм описывается с помощью набора символов;

- графический, когда алгоритм описывается с помощью набора графических изображений.

5.

Кодирование текстовой информации.

Если каждому символу алфавита сопоставить определенное целое число (например, порядковый номер), то с помощью двоичного кода можно кодировать и текстовую информацию. Для хранения двоичного кода одного символа выделен 1 байт = 8 бит.

Учитывая, что каждый бит принимает значение 0 или 1, количество их возможных сочетаний в байте равно 2^8=256.

Значит, с помощью 1 байта можно получить 256 разных двоичных кодовых комбинаций и отобразить с их помощью 256 различных символов.

Такое количество символов вполне достаточно для представления текстовой информации, включая прописные и заглавные буквы русского и латинского алфавита, цифры, знаки, графические символы и т.д.

Кодирование заключается в том, что каждому символу ставится в соответствие уникальный десятичный код от 0 до 255 или соответствующий ему двоичный код от 00000000 до 11111111.

Таким образом, человек различает символы по их начертанию, а компьютер - по их коду.

В системе ASCII закреплены две таблицы кодирования - базовая и расширенная.

Базовая таблица закрепляет значения кодов от 0 до 127, а расширенная относится к символам с номерами от 128 до 255.

Первые 33 кода (с 0 до 32) соответствуют не символам, а операциям (перевод строки, ввод пробела и т. д.).

Коды с 33 по 127 являются интернациональными и соответствуют символам латинского алфавита, цифрам, знакам арифметических операций и знакам препинания.

Коды с 128 по 255 являются национальными, т.е. в национальных кодировках одному и тому же коду соответствуют различные символы.

С распространением современных информационных технологий в мире возникла необходимость кодировать символы алфавитов других языков: японского, корейского, арабского, хинди, а также других специальных символов.

На смену старой системе пришла новая универсальная – UNICODE, в которой один символ кодируется не одним, а двумя байтами.

В настоящее время существует много различных кодовых таблиц (DOS, ISO, WINDOWS, KOI8-R, KOI8-U, UNICODE и др.), поэтому тексты, созданные в одной кодировке, могут не правильно отображаться в другой.

Системы счисления.

Система счисле́ния — символический метод записи чисел, представление чисел с помощью письменных знаков.

Система счисления:

даёт представления множества чисел (целых и/или вещественных);

даёт каждому числу уникальное представление (или, по крайней мере, стандартное представление);

отражает алгебраическую и арифметическую структуру чисел.

Системы счисления подразделяются на позиционные, непозиционные и смешанные.

6.

Кодирование графической информации

Графическая информация, как и информация любого другого типа, хранятся в памяти компьютера в виде двоичных кодов. Изображение, состоящее из отдельных точек, каждая из которых имеет свой цвет, называется растровым изображением. Минимальный элемент такого изображения в полиграфии называется растр, а при отображении графики на мониторе минимальный элемент изображения называют пиксель (pix).

Двоичное кодирование графической информации

С 80-х годов интенсивно развивается технология обработки на компьютере графической информации.

Компьютерная графика позволяет создавать и редактировать рисунки, схемы, чертежи, преобразовывать изображения (фотографии, слайды и т.д.), представлять статистические данные в форме деловой графики, создавать анимационные модели (научные, игровые и т.д.), обрабатывать «живое видео».

Графическая информация на экране монитора представляется в виде изображения, которое формируется из точек (пикселей). В простейшем каждая точка экрана может иметь лишь два состояния — «черная» или «белая», т.е. для хранения ее состояния необходим 1 бит.

Цветные изображения могут иметь различную глубину цвета (бит на точку: 4. 8, 16, 24). Каждый цвет можно рассматривать как возможное состояние точки, и тогда по формуле N = 21 может быть вычислено количество цветов, отображаемых на экране монитора.

Количество отображаемых цветов при определенной глубине цвета

Изображение может иметь различный размер, который определяется количеством точек по горизонтали и по вертикали. В современных персональных компьютерах обычно используются четыре основных размера изображения или разрешающих способностей экрана: 640*480, 800*600, 1024*768 и 1280*1024 точки.

Графический режим вывода изображения на экран определяется разрешающей способностью экрана и глубиной цвета. Полная информация о всех точках изображения, хранящаяся в видеопамяти, называется битовой картой изображения.

Для того чтобы на экране монитора формировалось изображение, информация о каждой его точке (цвет точки) должна храниться в видеопамяти компьютера. Рассчитаем необходимый объем видеопамяти для наиболее распространенного в настоящее время графического режима (800*600 точек, 16 бит на точку).

Всего точек на экране: 800 * 600 = 480000

Необходимый объем видеопамяти: 16 бит * 480000 = 7680000 бит = 960000 байт = 937,5 Кбайт.

Аналогично рассчитывается необходимый объем видеопамяти для других графических режимов.

Таблица . Объем видеопамяти для различных графических режимов

Таблица объема видеопамяти для различных графических режимов

Современные компьютеры обладают такими техническими характери­стиками, которые позволяют обрабатывать и выводить на экран, так называемое «живое видео», т.е. видеоизображение естественных объектов. Видеоизображение формируется из отдельных кадров, которые сменяют друг друга с высокой частотой (не воспринимаемой глазом). Обычно частота кадров составляет 25 Гц, т.е. за 1 секунду сменяется 25 кадров.

Видео информации

Кодирование видеоинформации еще более сложная проблема, чем кодирование звуковой информации, так как нужно позаботиться не только о дискретизации непрерывных движений, но и о синхронизации изображения со звуковым сопровождением. В настоящее время для этого используется формат, которой называется AVI (Audio-Video Interleaved — чередующееся аудио и видео).

Основные мультимедийные форматы AVI и WAV очень требовательны к памяти. Поэтому на практике применяются различные способы компрессии, то есть сжатия звуковых и видеокодов. В настоящее время стандартными стали способы сжатия, предложенные MPEG (Moving Pictures Experts Group — группа экспертов по движущимся изображениям). В частности, стандарт MPEG-1 описывает несколько популярных в настоящее время форматов записи звука. Так, например, при записи в формате МР-3 при практически том же качестве звука требуется в десять раз меньше памяти, чем при использовании формата WAV. Существуют специальные программы, которые преобразуют записи звука из формата WAV в формат МР-3. Стандарт MPEG-2 описывает методы сжатия видеозаписей, которые обеспечивают телевизионное качество изображения и стереозвуковое сопровождение и имеют приемлемые требования к памяти. Совсем недавно был разработан стандарт MPEG-4, применение которого позволяет записать полнометражный цветной фильм со звуковым сопровождением на компакт-диск обычных размеров и качества.

7.

Кодирование звуковой информации

Двоичное кодирование звуковой информации

С начала 90-х годов персональные компьютеры получили возмож­ность работать со звуковой информацией. Каждый компьютер, имеющий звуковую плату, микрофон и колонки, может записывать, сохранять и воспроизводить звуковую информацию. С помощью специальных про­граммных средств (редакторов аудиофайлов) открываются широкие возможности по созданию, редактированию и прослушиванию звуковых файлов. Создаются программы распознавания речи и появляется возможность управления компьютером при помощи голоса.

Звуковой сигнал - это непрерывная волна с изменяющейся амплитудой и частотой. Чем больше амплитуда сигнала, тем он громче для человека, чем больше частота сигнала, тем выше тон. Для того чтобы компью­тер мог обрабатывать непрерывный звуковой сигнал, он должен быть дистретизирован, т.е. превращен в последовательность электрических им­пульсов (двоичных нулей и единиц).

При двоичном кодировании непрерывного звукового сигнала он заменяется серией его отдельных выборок — отсчетов.

Современные звуковые карты могут обеспечить кодирование 65536 различных уровней сигнала или состояний. Для определения количества бит, необходимых для кодирования, решим показательное уравнение:

Таким образом, современные звуковые карты обеспечивают 16-битное кодирование звука. При каждой выборке значению амплитуды звукового сигнала присваивается 16-битный код.

Можно оценить информационный объем моном аудио файла длительно­стью звучания 1 секунду при среднем качестве звука (16 бит, 24 Кгц). Для этого количество бит на одну выборку необходимо умножить на количе­ство выборок в 1 секунду:

16 бит * 24000 = 384000 бит = 48000 байт или 47 Кбайт

Частота - количество измерений амплитуды аналогового сигнала в секунду.

Разрядность указывает с какой точностью происходят изменения амплитуды аналогового сигнала. Точность, с которой при оцифровке передается значение амплитуды сигнала в каждый из моментов времени, определяет качество сигнала после цифро-аналогового преобразования. Именно от разрядности зависит достоверность восстановления формы волны.

Семпл - это промежуток времени между двумя измерениями амплитуды аналогового сигнала .

8.

Представление чисел в ЭВМ. Машинные коды

Существуют два способа представления чисел в памяти ЭВМ. Они называются так: форма с фиксированной точкой и форма с плавающей точкой. Форма с фиксированной точкой применяется к целым числам, форма с плавающей точкой — к вещественным числам (целым и дробным). Под точкой здесь подразумевается знак-разделитель целой и дробной части числа.

Для выполнения операций над двоичными числами в ЭВМ предусмотрены специальные машинные коды. В первую очередь, их применение обусловлено необходимостью выполнения арифметических операций над числами, имеющими разные знаки. Кроме того, реализовать, например, операцию вычитания двоичных чисел значительно проще, если заменить ее операцией сложения с отрицательным числом, а операнды (слагаемые) преобразовать в соответствующий код. Различают несколько вариантов машинных кодов, самые популярные из них – это прямой код, обратный код и дополнительный код. Однако наряду с ними применяются также модифицированные обратный и дополнительный коды.

Прямой код двоичного числа образуется, если перед старшим разрядом абсолютного значения этого числа добавить знаковый разряд, единица в котором означает, что это отрицательное число, нуль, что положительное.

Для получения обратного кода чисел существует два правила. Обратный код положительного числа совпадает с его прямым кодом и содержит нуль в знаковом разряде. Обратный код отрицательного числа содержит единицу в знаковом разряде, а у значащих цифр нули заменяются единицами, а единицы нулями, именно поэтому этот код и получил свое название.

Обратный код имеет несколько важных свойств:

-сложение положительного числа с его отрицательным значением в обратном коде дает машинную единицу обратного кода МЕобр = 1|111…111;

-нуль в обратном коде может быть как положительным - 0|000…000, так и отрицательным - 1|111…111 числом.

Неоднозначность в определении нуля в обратном коде является основной причиной того, что он не используется в современных ЭВМ.

Дополнительный код числа получают по следующим правилам. Дополнительный код положительного числа совпадает с его прямым кодом. Дополнительный код отрицательного числа получается прибавлением к младшему разряду обратного кода числа единицы9.

Дополнительный код имеет несколько важных свойств:

сложение дополнительных кодов положительного и отрицательного чисел дает машинную единицу дополнительного кода МЕдоп = МЕобр + 20 = 10|000…000;

нуль в дополнительном коде имеет единственное представление.

9.

Логические законы построения ЭВМ. Основные логические функции одного и двух переменных. Таблицы истинности

В алгебре логики имеются законы, которые записываются в виде соотношений. Логические законы позволяют производить равносильные (эквивалентные) преобразования логических выражений. Преобразования называются равносильными, если истинные значения исходной и полученной после преобразования логической функции совпадают при любых значениях входящих в них логических переменных.

Для простоты записи приведем основные законы алгебры логики для двух логических переменных А и В. Эти законы распространяются и на другие логические переменные.

10.

Законы алгебры логики

Алгебра логики (алгебра высказываний) — раздел математической логики, в котором изучаются логические операции над высказываниями. Чаще всего предполагается, что высказывания могут быть только истинными или ложными, то есть используется так называемая бинарная или двоичная логика, в отличие от, например, троичной логики.

Для логических величин обычно используются три операции:

Конъюнкция – логическое умножение (И) – and, &, ∧.

Дизъюнкция – логическое сложение (ИЛИ) – or, |, v.

Логическое отрицание (НЕ) – not, ¬.

Логические выражения можно преобразовывать в соответствии с законами алгебры логики:

1.Законы рефлексивности

a ∨ a = a

a ∧ a = a

2.Законы коммутативности

a ∨ b = b ∨ a

a ∧ b = b ∧ a

3.Законы ассоциативности

(a ∧ b) ∧ c = a ∧ (b ∧ c)

(a ∨ b) ∨ c = a ∨ (b ∨ c)

4.Законы дистрибутивности

a ∧ (b ∨ c) = (a ∧ b) ∨ (a ∧ c)

a ∨ (b ∧ c) = (a ∨ b) ∧ (a ∨ c)

5.Закон отрицания отрицания

¬ (¬ a) = a

6.Законы де Моргана

¬ (a ∧ b) = ¬ a ∨ ¬ b

¬ (a ∨ b) = ¬ a ∧ ¬ b

7.Законы поглощения

a ∨ (a ∧ b) = a

a ∧ (a ∨ b) = a

11.

Техническая реализация логических функций

Логическая функция - это функция логических переменных, которая может принимать только два значения: 0 или 1. В свою очередь, сама логическая переменная (аргумент логической функции) тоже может принимать только два значения: 0 или 1.

К тому же процесс упрощения логических функций не является алгоритмическим. Поэтому более целесообразно использовать специальные алгоритмические методы минимизации, позволяющие проводить упрощение функции более просто, быстро и безошибочно. К таким методам относятся, например, метод Квайна, метод карт Карно, метод испытания импликант, метод импликантных матриц, метод Квайна и др. Эти методы наиболее пригодны для обычной практики.

МЕТОДЫ МИНИМИЗАЦИИ ЛОГИЧЕСКИХ ФУНКЦИЙ

Существует два направления минимизации:

Кратчайшая форма записи (цель - минимизировать ранг каждого терма);

Получение минимальной формы записи (цель - получение минимального числа символов для записи всей функции сразу).

12.

Схемы основных функциональных узлов ЭВМ.

Узлы ЭВМ классифицируются на :

1. комбинационные - это узлы, выходные сигналы которых определяются только сигналом на входе, действующим в настоящий момент времени (дешифратор). Выходной сигнал дешифратора зависит только от двоичного кода, поданного на вход в настоящий момент времени. Комбинационные узлы называют также автоматами без памяти.

2. последовательностные (автоматы с памятью) - это узлы, выходной сигнал которых зависит не только от комбинации входных. сигналов, действующих в настоящий момент времени, но и от предыдущего состояния узла (счетчик).

3. программируемые узлы функционируют в зависимости от того, какая программа в них записана. Например, программируемая логическая матрица (ПЛМ), которая в зависимости от прожженной в ней программы может выполнять функции сумматора, дешифратора, ПЗУ.

СУММАТОР 

Сумматор может быть построен как комбинационная схема -

последовательный сумматор и как

последовательностная схема -

накапливающий сумматор. Сумматор осуществляет cуммирование цифр разрядов слагаемых и цифр переноса по правилам сложения по модулю 2. Работа сумматора строго регламентирована в соответствии с таблицей.

АРИФМЕТИКО - ЛОГИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО (АЛУ)

АЛУ предназначено для выполнения арифметических и логических операций над операндами(операциями). АЛУ классифицируются следующим образом:

1. По способу действий над операндами. Бывают АЛУ последовательного и параллельного действия. В последовательных АЛУ действия над операндами производятся последовательно разряд за разрядом начиная с младшего. В параллельных АЛУ все разряды операндов обрабатываются одновременно.

2. По виду обрабатываемых чисел АЛУ могут производить операции над двоичными числами с фиксированной или плавающей запятой и над двоично- десятичными числами.

Каждая десятичная цифра записывается четырьмя разрядами двоичного кода.

13.

История развития и поколения ЭВМ

Чарльз Беббидж создатель первой в мире вычислительной машины.

1. Первое поколение ЭВМ 1950-1960-е годы Логические схемы создавались на дискретных радиодеталях и электронных вакуумных лампах с нитью накала. В оперативных запоминающих устройствах использовались магнитные барабаны, акустические ультразвуковые ртутные и электромагнитные линии задержки, электронно-лучевые трубки (ЭЛТ). В качестве внешних запоминающих устройств применялись накопители на магнитных лентах, перфокартах, перфолентах и штекерные коммутаторы.  Программирование работы ЭВМ этого поколения выполнялось в двоичной системе счисления на машинном языке, то есть программы были жестко ориентированы на конкретную модель машины и "умирали" вместе с этими моделями.  В середине 1950-х годов появились машинно-ориентированные языки типа языков символического кодирования (ЯСК), позволявшие вместо двоичной записи команд и адресов использовать их сокращенную словесную (буквенную) запись и десятичные числа. В 1956 году был создан первый язык программирования высокого уровня для математических задач - язык Фортран, а в 1958 году - универсальный язык программирования Алгол.  ЭВМ, начиная от UNIVAC и заканчивая БЭСМ-2 и первыми моделями ЭВМ "Минск" и "Урал", относятся к первому поколению вычислительных машин. 

2. Второе поколение ЭВМ: 1960-1970-е годы Логические схемы строились на дискретных полупроводниковых и магнитных элементах (диоды, биполярные транзисторы, тороидальные ферритовые микротрансформаторы). В качестве конструктивно-технологической основы использовались схемы с печатным монтажом (платы из фольгированного гетинакса). Широко стал использоваться ‑­ блочный принцип конструирования машин, который позволяет подключать к основным устройствам большое число разнообразных внешних устройств, что обеспечивает большую гибкость использования компьютеров. Тактовые частоты работы электронных схем повысились до сотен килогерц.  Стали применяться внешние накопители на жестких магнитных дисках1 и на флоппи-дисках - промежуточный уровень памяти между накопителями на магнитных лентах и оперативной памятью.  В 1964 году появился первый монитор для компьютеров - IBM 2250. Это был монохромный дисплей с экраном 12 х 12 дюймов и разрешением 1024 х 1024 пикселов. Он имел частоту кадровой развертки 40 Гц.  Создаваемые на базе компьютеров системы управления потребовали от ЭВМ более высокой производительности, а главное - надежности. В компьютерах стали широко использоваться коды с обнаружением и исправлением ошибок, встроенные схемы контроля.  В машинах второго поколения были впервые реализованы режимы пакетной обработки и телеобработки информации.  Первой ЭВМ, в которой частично использовались полупроводниковые приборы вместо электронных ламп, была машина SEAC (Standarts Eastern Automatic Computer), созданная в 1951 году.  В начале 60-х годов полупроводниковые машины стали производиться и в СССР. 

3. Третье поколение ЭВМ: 1970-1980-е годы В 1958 году Роберт Нойс изобрел малую кремниевую интегральную схему, в которой на небольшой площади можно было размещать десятки транзисторов. Эти схемы позже стали называться схемами с малой степенью интеграции (Small Scale Integrated circuits - SSI). А уже в конце 60-х годов интегральные схемы стали применяться в компьютерах.  Логические схемы ЭВМ 3-го поколения уже полностью строились на малых интегральных схемах. Тактовые частоты работы электронных схем повысились до единиц мегагерц. Снизились напряжения питания (единицы вольт) и потребляемая машиной мощность. Существенно повысились надежность и быстродействие ЭВМ.  В оперативных запоминающих устройствах использовались миниатюрнее ферритовые сердечники, ферритовые пластины и магнитные пленки с прямоугольной петлей гистерезиса. В качестве внешних запоминающих устройств широко стали использоваться дисковые накопители. Появились еще два уровня запоминающих устройств: сверхоперативные запоминающие устройства на триггерных регистрах, имеющие огромное быстродействие, но небольшую емкость (десятки чисел), и быстродействующая кэш-память.  Начиная с момента широкого использования интегральных схем в компьютерах, технологический прогресс в вычислительных машинах можно наблюдать, используя широко известный закон Мура. Один из основателей компании Intel Гордон Мур в 1965 году открыл закон, согласно которому количество транзисторов в одной микросхеме удваивается через каждые 1,5 года.  Ввиду существенного усложнения как аппаратной, так и логической структуры ЭВМ 3-го поколения часто стали называть системами.  Так, первыми ЭВМ этого поколения стали модели систем IBM (ряд моделей IBM 360) и PDP (PDP 1). В Советском Союзе в содружестве со странами Совета Экономической Взаимопомощи (Польша, Венгрия, Болгария, ГДР и др1.) стали выпускаться модели единой системы (ЕС) и системы малых (СМ) ЭВМ.  В вычислительных машинах третьего поколения значительное внимание уделяется уменьшению трудоемкости программирования, эффективности исполнения программ в машинах и улучшению общения ‑­ оператора с машиной. Это обеспечивается мощными операционными системами, развитой системой автоматизации программирования, эффективными системами прерывания программ, режимами работы с разделением машинного времени, режимами работы в реальном времени, мультипрограммными режимами работы и новыми интерактивными режимами общения. Появилось и эффективное видеотерминальное устройство общения оператора с машиной - видеомонитор, или дисплей.  Большое внимание уделено повышению надежности и достоверности функционирования ЭВМ и облегчению их технического обслуживания. Достоверность и надежность обеспечиваются повсеместным использованием кодов с автоматическим обнаружением и исправлением ошибок (корректирующие коды Хеммин-га и циклические коды).  Модульная организация вычислительных машин и модульное построение их операционных систем создали широкие возможности для изменения конфигурации вычислительных систем. В связи с этим возникло новое понятие "архитектура" вычислительной системы, определяющее логическую организацию этой системы с точки зрения пользователя и программиста. 

4. Четвертое поколение ЭВМ: 1980-1990-е годы Революционным событием в развитии компьютерных технологий третьего поколения машин было создание больших и сверхбольших интегральных схем (Large Scale Integration - LSI и Very Large Scale Integration - VLSI), микропроцессора (1969 г.) и персонального компьютера. Начиная с 1980 года практически все ЭВМ стали создаваться на основе микропроцессоров. Самым востребованным компьютером стал персональный.  Логические интегральные схемы в компьютерах стали создаваться на основе униполярных полевых CMOS-транзисторов с непосредственными ‑­ связями, работающими с меньшими амплитудами электрических напряжений (единицы вольт), потребляющими меньше мощности, нежели биполярные, и тем самым позволяющими реализовать более прогрессивные нанотехнологии (в те годы - масштаба единиц микрон).  Оперативная память стала строиться не на ферритовых сердечниках, а также на интегральных CMOS-транзисторных схемах, причем непосредственно запоминающим элементом в них служила паразитная емкость между электродами (затвором и истоком) этих транзисторов.  Первый персональный компьютер создали в апреле 1976 года два друга, Стив Джобе (1955 г. р.) - сотрудник фирмы Atari, и Стефан Возняк (1950 г. р.), работавший на фирме Hewlett-Packard. На базе интегрального 8-битного контроллера жестко запаянной схемы популярной электронной игры, работая вечерами в автомобильном гараже, они сделали простенький программируемый на языке Бейсик игровой компьютер "Apple", имевший бешеный успех. В начале 1977 года была зарегистрирована Apple Сотр., и началось производство первого в мире персонального компьютера Apple. 

5. Пятое поколение ЭВМ: 1990-настоящее время Особенности архитектуры современного поколения компьютеров подробно рассматриваются в данном курсе.  Кратко основную концепцию ЭВМ пятого поколения можно сформулировать следующим образом: 

1. Компьютеры на сверхсложных микропроцессорах с параллельно-векторной структурой, одновременно выполняющих десятки последовательных инструкций программы. 

2. Компьютеры с многими сотнями параллельно работающих процессоров, позволяющих строить системы обработки данных и знаний, эффективные сетевые компьютерные системы. 

Шестое и последующие поколения ЭВМ Электронные и оптоэлектронные компьютеры с массовым параллелизмом, нейронной структурой, с распределенной сетью большого числа (десятки тысяч) микропроцессоров, моделирующих архитектуру нейронных биологических систем. 

Заключение Все этапы развития ЭВМ принято условно делить на поколения.  Первое поколение создавалось на основе вакуумных электроламп, машина управлялась с пульта и перфокарт с использованием машинных кодов. Эти ЭВМ размещались в нескольких больших металлических шкафах, занимавших целые залы.  Втрое поколение появилось в 60-е годы 20 века. Элементы ЭВМ выполнялись на основе полупроводниковых транзисторов. Эти машины обрабатывали информацию под управлением программ на языке Ассемблер. Ввод данных и программ осуществлялся с перфокарт и перфолент.  Третье поколение выполнялось на микросхемах, содержавших на одной пластинке сотни или тысячи транзисторов. Пример машины третьего поколения - ЕС ЭВМ. Управление работой этих машин происходило с алфавитно-цифровых терминалов. Для управления использовались языки высокого уровня и Ассемблер. Данные и программы вводились как с терминала, так и с перфокарт и перфолент.  Четвертое поколение было создано на основе больших интегральных схем (БИС). Наиболее яркие представители четвертого поколения ЭВМ - персональные компьютеры (ПК). Персональной называется универсальная однопользовательская микроЭВМ. Связь с пользователем осуществлялась посредством цветного графического дисплея с использованием языков высокого уровня.  Пятое поколение создано на основе сверхбольших интегральных схем (СБИС), которые отличаются колоссальной плотностью размещения логических элементов на кристалле.  Предполагается, что в будущем широко распространится ввод информации в ЭВМ с голоса, общения с машиной на естественном языке, машинное зрение, машинное осязание, создание интеллектуальных роботов и робототехнических устройств. 

14.

Понятие о ресурсах и классификация ЭВМ

 КЛАССИФИКАЦИЯ КОМПЬЮТЕРОВ:

• по этапам развития (по поколениям); • по архитектуре; • по производительности; • по условиям эксплуатации; • по количеству процессоров; • по потребительским свойствам и т.д.

^ По этапам развития (по поколениям) Можно выделить 4 основные поколения ЭВМ. Но деление компьютерной техники на поколения — весьма условная, нестрогая классификация по степени развития аппаратных и программных средств, а также способов общения с компьютером. Идея делить машины на поколения вызвана к жизни тем, что за время короткой истории своего развития компьютерная техника проделала большую эволюцию, как в смысле элементной базы (лампы, транзисторы, микросхемы и др.), так и в смысле изменения её структуры, появления новых возможностей, расширения областей применения и характера использования. К первому поколению (1946-1958) относят машины, построенные на электронных лампах накаливания. В эту группу входят машины, созданные в период, начинающийся с электронной вычислительной машины «EDSAC» и заканчивающийся примерно в конце пятидесятых годов. Эти машины стоили очень дорого, занимали огромные площади, были не совсем надежны в работе, имели маленькую скорость обработки информации и могли хранить очень мало данных. Создавались они в единичных экземплярах и использовались в основном для военных и научных целей. В качестве типичных примеров машин первого поколения можно указать американские компьютеры UNIVAC, IBM-701, IBM-704, а также советские машины БЭСМ и М-20. Типичная скорость обработки данных для машин первого поколения составляла 5-30 тысяч арифметических операций в секунду. Ко второму поколению (1958-1964) относят машины, построенные на транзисторных элементах. У этих машин значительно уменьшились стоимость и габариты, выросли надежность, скорость работы и объем хранимой информации. Типичные представители машин второго поколения - PDP-8, IBM-7094, CDC-6600 (США), ATLAS (Великобритания), БЭСМ-4, М-220, Минск-32, БЭСМ-6 (СССР). Скорость обработки данных у машин второго поколения возросла до 1 миллиона операций в секунду. Машины третьего поколения (1964-1972) выполнены на так называемых интегральных схемах, которые сокращенно обозначают ИС. Площадь такой схемы порядка одного квадратного миллиметра, но по своим функциональным возможностям интегральная схема эквивалентна сотням и тысячам транзисторных элементов. Из-за очень маленьких размеров и толщины интегральную схему иногда называют микросхемой, а также чипом(chip - тонкий кусочек). Благодаря переходу от транзисторов к интегральным схемам изменились стоимость, размер, надежность, скорость и емкость машин. Это машины семейства IBM/360. Популярность этих машин оказалась настолько велика, что во всем мире их стали копировать или выпускать похожие по функциональным возможностям и совпадающие по способам кодирования и обработки информации. Причем программы, подготовленные для выполнения на машинах IBM, с успехом выполнялись на их аналогах, так же как и программы, написанные для выполнения на аналогах, могли быть выполнены на машинах IBM. Такие модели машин принято называть программно-совместимыми. В нашей стране такой программно-совместимой с семейством IBM/360 была серия машин ЕС ЭВМ, в которую входило около двух десятков различных по мощности моделей. Начиная с третьего поколения вычислительные машины становятся повсеместно доступными и широко используются для решения самых различных задач. Характерным для этого времени является коллективное использование машин, так как они все еще достаточно дороги, занимают большие площади и требуют сложного и дорогостоящего обслуживания. Носителями исходной информации все еще являются перфокарты и перфоленты, хотя уже значительный объем информации сосредотачивается на магнитных носителях - дисках и лентах. Скорость обработки информации у машин третьего поколения достигала нескольких миллионов операций в секунду. Четвертое поколение (1972 - настоящее время. Происходит переход от обычных интегральных схем к большим интегральным схемам (БИС). Если обычные интегральные схемы эквивалентны тысячам транзисторных элементов, то большие интегральные схемы заменяют уже десятки и сотни тысяч таких элементов. Среди них следует упомянуть семейство машин IBM/370, а также модель IBM 196, скорость которой достигла 15 миллионов операций в секунду. Отечественными представителями машин четвертого поколения являются машины семейства «Эльбрус». Отличительная черта четвертого поколения - наличие в одной машине нескольких (обычно 2-6, иногда до нескольких сотен и даже тысяч) центральных, главных устройств обработки информации - процессоров, которые могут дублировать друг друга или независимым образом выполнять вычисления. Такая структура позволяет резко повысить надежность машин и скорость вычислений. Другая важная особенность - появление мощных средств, обеспечивающих работу компьютерных сетей. Это позволило впоследствии создавать и развивать на их основе глобальные, всемирные компьютерные сети. В компьютерах пятого поколения произойдет качественный переход от обработки данных к обработке знаний. Архитектура компьютеров будущего поколения будет содержать два основных блока. Один из них – это традиционный компьютер. Но теперь он лишен связи с пользователем. Эту связь осуществляет блок, называемый термином «интеллектуальный интерфейс». Его задача – понять текст, написанный на естественном языке и содержащий условие задачи, и перевести его в работающую программу для компьютера. ^ По условиям эксплуатации По условиям эксплуатации компьютеры делятся на два типа: Офисные (универсальные) – предназначены для решения широкого класса задач при нормальных условиях эксплуатации. Специальные – служат для решения более узкого класса задач или даже одной задачи, требующей многократного решения, и функционируют в особых условиях эксплуатации. Машинные ресурсы специальных компьютеров часто ограничены. Однако их узкая ориентация позволяет реализовать заданный класс задач наиболее эффективно. Специальные управляют технологическими установками, работают в операционных или машинах скорой помощи, на ракетах, самолетах и вертолетах, вблизи высоковольтных линий передач или в зоне действия радаров, радиопередатчиков, в неотапливаемых помещениях, под водой на глубине, в условиях пыли, грязи, вибраций, взрывоопасных газов и т.п. ^ По принципу действия Критерием деления вычислительных машин здесь является форма представления информации, с которой они работают:

 Аналоговые (АВМ) – вычислительные машины непрерывного действия, работают с информацией, представленной в непрерывной (аналоговой) форме, т.е. в виде непрерывного ряда значений какой-либо физической величины (чаще всего электрического напряжения).

Аналоговые вычислительные машины весьма просты и удобны в эксплуатации; программирование задач для решения на них, как правило, нетрудоемкое; скорость решения задач изменяется по желанию оператора и может быть сделана сколь угодно большой (больше,чем у ЦВМ), но точность решения задач очень низкая (относительная погрешность 2-5%). На АВМ наиболее эффективно решать математические задачи, содержащие дифференциальные уравнения, не требующие сложной логики.

 Цифровые (ЦВМ) – вычислительные машины дискретного действия, работают с информацией, представленной в дискретной, а точнее, в цифровой форме.

 Гибридные (ГВМ) – вычислительные машины комбинированного действия, работают с информацией, представленной и в цифровой, и в аналоговой форме; они совмещают в себе достоинства АВМ и ЦВМ. ГВМ целесообразно использовать для решения задач управления сложными быстродействующими техническими комплексами.

Наиболее широкое применение получили ЦВМ с электрическим представлением дискретной информации – электронные цифровые вычислительные машины, обычно называемые просто электронными вычислительными машинами (ЭВМ), без упоминания об их цифровом характере. ^ По назначению

 Универсальные (общего назначения) – предназначены для решения самых различных технических задач: экономических, математических, информационных и других задач, отличающихся сложностью алгоритмов и большим объемом обрабатываемых данных. Они широко используются в вычислительных центрах коллективного пользования и в других мощных вычислительных комплексах.

 Проблемно-ориентированные – служат для решения более узкого круга задач, связанных, как правило, с управлением технологическими объектами; регистрацией, накоплением и обработкой относительно небольших объемов данных; выполнением расчетов по относительно несложным алгоритмам; они обладают ограниченными по сравнению с универсальными ЭВМ аппаратными и программными ресурсами. К проблемно-ориентированным ЭВМ можно отнести, в частности, всевозможные управляющие вычислительные комплексы

 Специализированные – используются для решения узкого круга задач или реализации строго определенной группы функций. Такая узкая ориентация ЭВМ позволяет четко специализировать их структуру, существенно снизить их сложность и стоимость при сохранении высокой производительности и надежности их работы. К специализированным ЭВМ можно отнести, например, программируемые микропроцессоры специального назначения; адаптеры и контроллеры, выполняющие логические функции управления отдельными несложными техническими устройствами, агрегатами и процессами; устройства согласования и сопряжения работы узлов вычислительных систем. 

^ По размерам и функциональным возможностям

 Сверхбольшие (суперЭВМ) – к ним относятся мощные многопроцессорные вычислительные машины с быстродействием сотни миллионов – десятки миллиардов операций в секунду. Суперкомпьютеры используются для решения сложных научных задач (метеорология, гидродинамика и т.п.), в управлении, разведке, в качестве централизованных хранилищ информации и т.д.

 Большие – за рубежом чаще всего их называют мэйнфреймами (Mainframe). Мейнфреймы и до сегодняшнего дня остаются наиболее мощными (не считая суперкомпьютеров) вычислительными системами общего назначения, обеспечивающими непрерывный круглосуточный режим эксплуатации. Они могут включать один или несколько процессоров. В нашем сознании мейнфреймы все еще ассоциируются с большими по габаритам машинами, требующими специально оборудованных помещений с системами водяного охлаждения и кондиционирования. Однако это не совсем так. Прогресс в области элементно-конструкторской базы позволил существенно сократить габариты основных устройств.

 Малые (мини ЭВМ) – надежные, недорогие и удобные в эксплуатации компьютеры, обладающие несколько более низкими по сравнению с мэйнфреймами возможностями. Все модели мини-ЭВМ разрабатываются на основе микропроцессорных наборов интегральных микросхем, 16-, 32-, 64-разрядных микропроцессоров. Основные их особенности: широкий диапазон производительности в конкретных условиях применения, простая реализация микропроцессорных и многомашинных систем, высокая скорость обработки прерываний, возможность работы с форматами данных различной длины.

 Сверхмалые (микроЭВМ) – это компьютеры, в которых центральный процессор выполнен в виде микропроцессора. Продвинутые модели микрокомпьютеров имеют несколько микропроцессоров. Производительность компьютера определяется не только характеристиками применяемого микропроцессора, но и ёмкостью оперативной памяти, типами периферийных устройств, качеством конструктивных решений и др.

15.

Появление, назначение и области применения ЭВМ

Появление ЭВМ или компьютеров - одна из существенных примет современной научно-технической революции. Широкое распространение компьютеров привело к тому, что все большее число людей стало знакомиться с основами вычислительной техники, а программирование постепенно превратилось в элемент культуры. Первые электронные компьютеры появились в первой половине XX века. Они могли делать значительно больше механических калькуляторов, которые лишь складывали, вычитали и умножали. Это были электронные машины, способные решать сложные задачи.  Кроме того, они имели две отличительные особенности, которыми предыдущие машины не обладали: Одна из них состояла в том, что они могли выполнять определенную последовательность операций по заранее заданной программе или последовательно решать задачи разных типов.  Способность хранить информацию в специальной памяти.  Назначение ЭВМ и область применения.  Специализированная ЭВМ - ЭВМ, предназначенная для решения узкого класса определенных задач. Характеристики и архитектура машин этого класса определяются спецификой задач, на которые они ориентированы, что делает их более эффективными в по отношению к универсальным ЭВМ. К разряду специализированных могут быть отнесены, в частности, управляющие, бортовые, бытовые и выделенные ЭВМ.  Универсальная ЭВМ [universal computer] - ЭВМ, предназначенная для решения широкого класса задач. ЭВМ этого класса имеют разветвленную и алгоритмически полную систему операций, иерархическую структуру ЗУ и развитую систему устройств ввода-вывода данных. 

16.

Устройство и принцип работы ЭВМ

ЭВМ (компьютер) -- это электронное устройство, которое выполняет операции ввода информации, хранения и обработки ее по определенной программе, вывод полученных результатов в форме, пригодной для восприятия человеком. За любую из названных операций отвечают специальные блоки компьютера:

устройство ввода,

центральный процессор,

запоминающее устройство,

устройство вывода.

Центральный процессор ЭВМ

Центральный процессор (ЦП) -- программно-управляемое устройство обработки информации, предназначенное для управления работой всех блоков машины и выполнения арифметических и логических операций. Функции процессора: чтение команд из ОЗУ; декодирование команд, то есть определение их назначения, способа выполнения и адресов операндов; исполнение команд; управление пересылкой информации между МПП, ОЗУ и периферийными устройствами; обработка прерываний; управление устройствами, составляющими ЭВМ. Центральный процессор состоит из устройства управления, арифметико-логического устройства, микропроцессорной памяти, интерфейсной системы.

Арифметико-логическое устройство (АЛУ) -- это устройство, которое выполняет арифметические действия и логические операции над данными.

Устройство управления (УУ) координирует работу всех блоков компьютера. В определенной последовательности он выбирает из оперативной памяти команду за командой. Каждая команда декодируется, по потребности элементы данных из указанных в команде ячеек оперативной памяти передаются в АЛУ; АЛУ настраивается на выполнение действия, указанной текущей командой (в этом действии могут принимать участие также устройства ввода-вывода); дается команда на выполнение этого действия. Этот процесс будет продолжаться до тех пор, пока не возникнет одна из следующих ситуаций: исчерпаны входные данные, от одного из устройств поступила команда на прекращение работы, выключено питание компьютера.

Микропроцессорная память (МПП) -- память небольшой емкости, но чрезвычайно высокого быстродействия (время обращения к МПП примерно 1 нс). Данная память выступает в роли "черновика" для вычислений процессора.

Внутренняя память

Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) предназначено для хранения информации (программ и данных), непосредственно участвующей в работе ЭВМ в текущий или в последующие моменты времени. ОЗУ -- энергозависимая память, то есть при отключении питания записанная в нем информация теряется. ОЗУ состоит из больших интегральных схем (БИС), содержащие матрицу ячеек памяти, состоящих из триггеров - полупроводниковых запоминающих элементов, которые способны находиться в двух устойчивых состояниях, соответствующих логическим нулю и единице.

Внутренняя память дискретна, ее информационная структура представляет собой матрицу двоичных ячеек, в каждой из которых хранится по 1 биту информации. Она адресуема: каждый байт (8 ячеек по 1 биту) имеет свой адрес -- порядковый номер. Доступ к байтам ОЗУ происходит по адресам. Так как ОЗУ позволяет обратиться к произвольному байту, то эта память называется памятью произвольного доступа (англ. Random Access Memory -- RAM).

Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ, англ. ROM -- Read-Only Memory) -- энергонезависимая память, используется для хранения массива неизменяемых данных. В частности, в ПЗУ компьютера записана базовая система ввода-вывода (BIOS), отвечающая за самые базовые функции интерфейса и настройки оборудования, на котором она установлена.

Полупостоянная запоминающее устройство (ППЗУ, англ. CMOS -- Complementary Metal Oxide Semiconductor) -- энергонезависимая память, содерживое которой можно изменить. В ППЗУ хранятся параметры BIOS.

Внешняя память

Носитель информации -- материальный объект, используемый для хранения информации. Различают бумажные носители (перфокарты, перфоленты), магнитные носители (ленты, диски, барабаны), оптические носители (CD и DVD) и полупроводниковые носители (Flash-память).

Накопитель -- механическое устройство, управляющее записью, хранением и считыванием данных. Различают накопители на гибких магнитных дисках (ГМД) и накопители на жестких магнитных дисках (ЖМД), накопители на оптических и магнитооптических дисках (ОД), а так же флеш-карты (флешки).

Накопитель на жестком магнитном диске (ЖМД) состоит из нескольких магнитных дисков МД, насаженных на один вал двигателя, вблизи которых расположены магнитные головки, связанные с механическим приводом. Информацию на МД записывается и считывается магнитными головками вдоль концентрических окружностей -- дорожек (треков). Цилиндр -- совокупность дорожек МД, равноудаленных от его центра. Каждая дорожка МД разбита на секторы -- области емкостью 512 байт, определяемые идентификационными метками и номером. Сектор -- минимальный объем данных, с которым могут работать программы в обход ОС.

Обмен данными между МД и ОЗУ осуществляется последовательно целым числом секторов. Кластер -- минимальный объем размещения информации на диске, воспринимаемый ОС, он состоит из одного или нескольких смежных секторов дорожки. Форматирование диска -- разметка на диске дорожек (треков) и секторов, маркировка дефектных секторов, запись служебной информации

Устройства ввода-вывода

компьютер процессор информация

Процесс взаимодействия пользователя с компьютером (ЭВМ) непременно включает процедуры ввода входных данных и получение результатов обработки этих данных. Поэтому, обязательными составляющими типичной конфигурации ЭВМ являются разнообразные устройства ввода-вывода. Каждое такое устройство подключено через свой контроллер. К стандартным устройствам ввода-вывода относятся монитор, клавиатура, манипулятор (мышь) и принтер.

Монитор (дисплей) - это стандартное устройство вывода, предназначенное для визуального отображения текстовых и графических данных. В зависимости от принципа действия, мониторы делятся на:

мониторы с электронно-лучевой трубкой;

дисплеи на жидких кристаллах.

Работой монитора руководит специальная плата -- контроллер, которую называют видеоадаптером (видеокартой). Вместе с монитором видеокарта создает видеоподсистему персонального компьютера. В первых компьютерах видеокарты не было. В оперативной памяти существовал участок памяти, куда процессор заносил данные об изображении.

С увеличением разрешающей способности экрана, участка видеопамяти стало недостаточно для хранения графических данных, а процессор не успевал обрабатывать изображения. Все операции, связанные с управлением экрана были отведены в отдельный блок -- видеоадаптер.

Клавиатура -- это стандартное клавишное устройство ввода, предназначенное для ввода алфавитно-цифровых данных и команд управления. Комбинация монитора и клавиатуры обеспечивает простейший интерфейс пользователя: с помощью клавиатуры руководят компьютерной системой, а с помощью монитора получают результат.

Клавиатура относится к стандартным средствам ЭВМ, поэтому для реализации ее основных функций не требуется наличие специальных системных программ (драйверов). Необходимое программное обеспечение для работы с клавиатурой находится в микросхеме постоянной памяти в составе базовой системы ввода-вывода BIOS.

Мышка - это устройство управления манипуляторного типа. Перемещение мышки по поверхности синхронизировано с перемещением графического объекта, который называется курсор мышки, по экрану монитора.

Принтер -- устройство печати цифровой информации на твёрдый носитель, обычно на бумагу. Принтеры бывают:

струйные;

лазерные;

светодиодные;

матричные;

сублимационные (печать паром).

В последнее время принтеры всё чаще стали использоваться не только для печати на бумаге. Радиолюбители используют лазерные принтеры в «лазерно-утюжной» технологии изготовления плат, нанося маску для травления с помощью лазерного принтера.

Магистраль (шина)

Все функциональные узлы компьютера связаны между собой через системную магистраль, представляющую из себя более трёх десятков упорядоченных микропроводников, сформированных на печатной плате.

Магистраль включает в себя три многоразрядные шины:

шину данных;

шину адреса;

шину управления.

По шине данных данные передаются между различными устройствами. Например, считанные из оперативной памяти данные могут быть переданы процессору для обработки, а затем полученные данные могут быть отправлены обратно в оперативную память для хранения.

Каждое устройство или ячейка оперативной памяти имеет свой адрес. Адрес передается по адресной шине, причем сигналы по ней передаются в одном направлении от процессора к оперативной памяти и устройствам.

По шине управления передаются сигналы, определяющие характер обмена информацией по магистрали. Сигналы управления определяют какую операцию считывание или запись информации из памяти нужно производить, синхронизируют обмен информацией между устройствами и т.д.

Принцип работы

В основу построения подавляющего большинства компьютеров положены следующие общие принципы, сформулированные в 1945 г. американским ученым венгерского происхождения Джоном фон Нейманом.

Принцип программного управления. Программа состоит из набора команд, выполняющихся процессором автоматически в определенной последовательности.

Выборка программы из памяти осуществляется с помощью счетчика команд. Этот регистр процессора последовательно увеличивает хранимый в нем адрес очередной команды на длину команды. А так как команды программы расположены в памяти друг за другом, то тем самым организуется выборка цепочки команд из последовательно расположенных ячеек памяти. Если же нужно после выполнения команды перейти не к следующей, а к какой-то другой, используются команды условного или безусловного перехода, которые заносят в счетчик команд номер ячейки памяти, содержащей следующую команду. Выборка команд из памяти прекращается после достижения и выполнения команды «стоп».

Таким образом, процессор исполняет программу автоматически, без вмешательства человека.

Принцип однородности памяти. Программы и данные хранятся в одной и той же памяти, поэтому компьютер не различает, что хранится в данной ячейке памяти -- число, текст или команда. Над командами можно выполнять такие же действия, как и над данными.

Это открывает целый ряд возможностей. Например, программа в процессе своего выполнения также может подвергаться переработке, что позволяет задавать в самой программе правила получения некоторых ее частей (так в программе организуется выполнение циклов и подпрограмм).

Более того, команды одной программы могут быть получены как результаты исполнения другой программы. На этом принципе основаны методы трансляции -- перевода текста программы с языка программирования высокого уровня на язык конкретной машины.

Принцип адресности. Структурно основная память состоит из перенумерованных ячеек. Процессору в произвольный момент времени доступна любая ячейка.

Отсюда следует возможность давать имена областям памяти так, чтобы к запомненным в них значениям можно было впоследствии обращаться или менять их в процессе выполнения программ с использованием присвоенных имен.

Компьютеры, построенные на перечисленных принципах, относятся к типу фон-неймановских. Но существуют компьютеры, принципиально отличающиеся от фон-неймановских. Для них, например, может не выполняться принцип программного управления, т. е. они могут работать без счетчика команд, указывающего текущую выполняемую команду программы. Для обращения к какой-либо переменной, хранящейся в памяти, этим компьютерам необязательно давать ей имя. Такие компьютеры называются не фон-неймановскими.

17.

Архитектуры с фиксированным набором устройств

Компьютерами с сосредоточенной обработкой называются такие вычислительные системы, у которых одно или несколько обрабатывающих устройств (процессоров) расположены компактно и используют для обмена информацией внутренние шины передачи данных. Компьютеры 1-го и 2-го поколения имелиархитектуру закрытого типа с ограниченным набором внешнего оборудования. Компьютер, выполненный по этой архитектуре, не имел возможности подключения дополнительных устройств, не предусмотренных разработчиком.

Укрупненная схема такой компьютерной архитектуры приведена на рис. 1. Оперативная память хранит команды и данные исполняемых программ. АЛУ обеспечивает не только числовую обработку, но и участвует в процессе ввода-вывода информации, осуществляя ее занесение в оперативную память. Канал ввода / вывода представляет собой специализированное устройство, работающее по командам, подаваемым устройством управления. Канал допускает подключение определенного числа внешних устройств. Устройство управления обеспечивает выполнение команд программы и управляет всеми узлами системы.

Компьютеры такой архитектуры эффективны при решении чисто вычислительных задач. Они плохо приспособлены для реализации компьютерных технологий, требующих подключения дополнительных внешних устройств и высокой скорости обмена с ними информацией.

Компьютер - электронная цифровая машина, являющаяся универсальным средством управления, автоматизации, обработки данных, которыми могут быть не только числа, но и всевозможные тексты, сигналы, изображения, представленные в цифровой форме. Компьютеры могут быть классифицированы по разным признакам, например по габаритам, по областям применения, по быстродействию, по функциям, по этапам создания и еще по многим другим параметрам.

Общепринятой считается классификация по обобщенному параметру, где в разной степени учтено несколько характерных признаков:

 назначение и роль компьютеров в системе обработки информации;

 условия взаимодействия человека и компьютера;

 габариты компьютера;

 ресурсные возможности компьютера.

При характеристике каждого класса необходимо делать сравнение отдельных моделей по таким основным техническим параметрам, как быстродействие(производительность) и объемы оперативной памяти. Быстродействие - число коротких операций, выполняемых компьютером за одну секунду. Оценка быстродействия (производительности) всегда приблизительна, особенно если учесть, что теперь широко используются многопроцессорные компьютеры. Объем (емкость) оперативной памяти - количество хранимой в ней информации. Оперативная память названа оперативной потому, что она работает очень быстро (оперативно), в отличие от долговременной памяти жесткого диска, дискет, компакт-дисков и других магнитных носителей информации.

Помимо указанных характеристик, возможности компьютера характеризуются рядом параметров:

 разрядность и формы представления чисел;

 емкость внешней памяти;

 характеристики внешних устройств хранения, обмена и ввода-вывода информации;

 пропускная способность устройств связи узлов ЭВМ между собой;

 способность ЭВМ одновременно работать с несколькими пользователями и выполнять одновременно несколько программ;

 типы операционных систем, используемых в машине;

 программная совместимость с другими типами ЭВМ, т.е. способность выполнять программы, написанные для других типов ЭВМ;

 возможность подключения к каналам связи и к вычислительной сети;

 надежность и пр.

Появление любого нового направления в вычислительной технике определяется требованиями компьютерного рынка. Поэтому у разработчиков компьютеров нет одной единственной цели. Большая универсальная вычислительная машина(мейнфрейм) или суперкомпьютер стоят дорог, т.к. для достижения поставленных целей при проектировании высокопроизводительных конструкций приходится игнорировать стоимостные характеристики. Другим крайним примером может служить низкостоимостная конструкция, где производительность принесена в жертву для достижения низкой стоимости. К этому направлению относятся персональные компьютеры различных клонов IBM PC. Между этими двумя крайними направлениями находятся конструкции, основанные на отношении стоимость/производительность, в которых разработчики находят баланс между стоимостными параметрами и производительностью. Типичными примерами такого рода компьютеров являются миникомпьютеры и рабочие станции.

18.

Архитектура персонального компьютера, многопроцессорной вычислительной системы с общей шиной и магистрального суперкомпьютера

Архитектура многопроцессорных вычислительных систем

В процессе развития суперкомпьютерных технологий идею повышения производительности вычислительной системы за счет увеличения числа процессоров использовали неоднократно. Если не углубляться в исторический экскурс и обсуждение всех этих попыток, то можно кратко описать развитие событий.

Экспериментальные разработки по созданию многопроцессорных вычислительных систем начались в 70-х годах 20 века. Одной из первых таких систем стала разработанная в университете Иллинойса МОС ILLIAC IV, которая включала 64 (в проекте до 256) процессорных элементов (ПЭ), работающих по единой программе, которая применяется к содержимому собственной оперативной памяти каждого ПЭ.

Обмен данными между процессорами осуществлялся через специальную матрицу коммуникационных каналов. Указанная особенность коммуникационной системы дала название''Матричные суперкомпьютеры''соответствующему классу МОС.

Отметим, что более широкий класс МОС с распределенной памятью и с произвольной коммуникационной системой получил в дальнейшем название "Многопроцессорные системы с массовым параллелизмом", или МОС с MPP-архитектурой (MPP - Massively Parallel Processing).

При этом, как правило, каждый из ПЭ MPP системы является универсальным процессором, действующим по своей собственной программе (в отличие от общей для всех ПЭ матричной МВД).

Первые матричные МОС выпускались буквально поштучно, поэтому их стоимость была фантастически высокой. Серийные же образцы подобных систем, такие как ICL DAP, включавшие до 8192 ПЭ, появились значительно позже, однако не получили широкого распространения, учитывая сложность программирования МОС с одним потоком управления (с одной программой, общей для всех ПЭ).

Первые промышленные образцы мультипроцессорных систем появились на базе векторно-конвейерных компьютеров в середине 80-х годов.

Наиболее распространенными МОС такого типа были суперкомпьютеры фирмы Cray. Однако такие системы были чрезвычайно дорогими и производились небольшими сериями. Как правило, в подобных компьютерах объединялось от 2 до 16 процессоров, которые имели равноправный (симметричный) доступ к общей оперативной памяти. В связи с этим они получили название симметричные мультипроцессорные системы (Symmetric Multi-Processing - SMP).

Как альтернатива таким дорогим мультипроцессорным системам на базе векторно-конвейерных процессоров была предложена идея строить эквивалентные по мощности многопроцессорные системы из большого количества дешевых микропроцессоров выпускаемых серийно.

Однако очень скоро оказалось, что SMP архитектура имеет достаточно ограниченные возможности по наращиванию количества процессоров в системе из-за резкого увеличения числа конфликтов при обращении к общей шине памяти.

В связи с этим оправданной представлялась идея обеспечить каждый процессор собственной оперативной памятью, превращая компьютер в объединение независимых вычислительных узлов.

Такой подход значительно увеличил меру масштабируемости многопроцессорных систем, но в свою очередь потребовал разработки специального способа обмена данными между вычислительными узлами, реализуемый обычно в виде механизма передачи сообщений (Message Passing).

Компьютеры с такой архитектурой является наиболее яркими представителями MPP систем. В настоящее время эти два направления (или какие их комбинации) являются доминирующими в развитии суперкомпьютерных технологий.

Нечто среднее между SMPи MPP представляют NUMA-архитектуры (Non Uniform Memory Access), в которых память физически разделена, но логически общедоступна. При этом время доступа к различным блокам памяти становится неодинаковым. В одной из первых систем этого типа Cray T3D время доступа к памяти другого процессора был в 6 раз больше, чем к своей собственной.

В настоящее время развитие суперкомпьютерных технологий идет по четырем основным направлениям:

 векторно-конвейерные суперкомпьютеры;

 SMP системы;

 MPP системы;

 кластерные системы.

Рассмотрим основные особенности перечисленных архитектур.

19.

Устройство ПК

1. Системная плата

Все компоненты компьютера связаны между собой одной самой большой печатной платой (которую сразу можно узнать на фотографии по размерам), её называют системной платой или материнской платой.

 Одни компоненты устанавливаются сразу в разъемы, находящиеся на системной плате, другие компоненты подключаются к ней с помощью специальных проводов в соответствующие разъемы, а устанавливаются в специальные отсеки корпуса.

2. Блок питания

Чтобы все компоненты могли выполнять свою задачу, их нужно запитать электрической энергией. Для снабжения этой энергией используется компьютерный блок питания, от которого тянутся провода по всему системному блоку.

Большинство устройств имеют специальный разъем для подключения питания, но некоторые получают электрическую энергию через системную плату (которая в этом случае будет посредником между блоком питания и устройством).

3. Центральный процессор

Задача процессора – обрабатывать информацию.

Процессор устанавливается в специальный разъем на системной плате (английское название разъема – «Socket»). Процессорный разъем обычно находится в верхней части системной платы.

После установки процессора в разъем, поверх устанавливают систему охлаждения – кулер (алюминиевый радиатор с вентилятором).

4. Оперативная память

Оперативная память (ОЗУ), как и процессор, устанавливается в специальные разъемы на системной плате.

Оперативная память выполнена в виде небольшой печатной платы с установленными на неё микросхемами памяти, всю эту конструкцию называют «модулем памяти». Из-за специфичной формы платы, её называют «планкой».

На фотографии видно, что разъемов четыре, а модуля оперативной памяти два и установлены они в разъемы одного цвета для повышения скорости.

5. Видеокарта

Видеокарта (видеоадаптер, графический адаптер, графическая карта, графическая плата и т.д.) предназначена для обработки графических объектов, которые выводятся в виде/форме изображения на экране монитора.

6. Сетевая карта

Сетевая карта (сетевой адаптер) предназначена для подключения компьютера к компьютерной сети.

В данном случае сетевая карта также выполнена в виде карты расширения (печатной платы), которая устанавливается в разъем на системной плате.

7. Звуковая карта

Звуковая карта (звуковой адаптер) обрабатывает звук и выводит его на акустические системы (колонки) или наушники.

Как и два предыдущих устройства, звуковая карта – это печатная плата, вставленная в разъем на системной плате. Правда, данный звуковой адаптер не обычный, он состоит из двух печатных плат, но это исключение из правил.

8. Жесткий диск

На жестком диске хранятся все программы и данные.

Жесткий диск в отличие от предыдущих компонентов, не устанавливается на системную плату, а крепится в специальном отсеке корпуса системного блока.

9. Оптический привод

Оптический привод (DVD-привод) нужен для чтения и записи DVD и CD дисков. Как и жесткий диск, оптический привод устанавливается в специальный отсек системного блока.

Этот отсек находится в передней верхней части корпуса, он более широкий, чем для жесткого диска, так как размеры DVD-привода заметно больше.

20.

Процессоры ЭВМ

Основные характеристики процессоров для компьютеров

В персональном компьютере самой важной частью является центральный процессор, или сокращенно CPU.

Рассмотрим, на что следует обращать внимание, рассматривая основные характеристики центрального процессорного устройства. Определяем частоту процессора. Измеряется этот параметр в герцах, сокращенно (Гц). Частота процессора показывает скорость, с которой обрабатывается информация в персональном компьютере. Производительность процессора во многом зависит от его частоты. Чем большее количество герц, тем лучше. В наше время частота процессоров колеблется от 2 до 3ГГц. Определяем количество ядер CPU. Если планируется использовать компьютер лишь для того, чтобы работать с документами, играть в простые трехмерные игры и открывать файлы мультимедиа, то достаточно будет и процессора с двумя ядрами. Для современных игр со сложной графикой, а также для корректной работы профессиональных 3D-программ существуют новые модели, которые состоят из 6 и более ядер. Определяем частоту шины (FBS). Частота шин колеблется от 1006 МГц до 1333 МГц. Чем выше частота, тем мощнее процессор. Этот параметр отвечает за то, с какой скоростью передается информация в центральное процессорное устройство и из него. Определяем объем системного кэша. От этого параметра зависит производительность процессора. В кэш устройствах хранятся данные и программный код. Это кратковременная память. Производительность процессора во многом зависит от величины объема этого параметра. Наличие сокета. На материнской плате находится специальный разъем, куда устанавливают процессор. Комплектация устройств. Центральные процессорные устройства могут поставляться либо с охлаждающим вентилятором, либо без него. Первый классифицируется как BOX, а второй – TRAY. Сравнительные характеристики процессоров Intel и AMD Устройства, оснащенные процессорами AMD, славятся отличным качеством и доступной ценой. Они хорошо подходят для трехмерных игр, так как имеют мощный блок вычислений. Это обеспечивает высокую производительность, а следовательно, и быстрый запуск игр. Процессоры Intel известны быстротой кодирования информации. Это достигается благодаря высокой частоте этих процессоров. Для игр идеально подходят процессоры с 6 ядрами, такие как AMD Phenom 2x6 или core i7. С этой же целью можно выбрать и процессоры с четырьмя ядрами  core i5 или Phenom 2x4. Если требуется купить обычный офисный компьютер, то разумным будет выбор процессора AMD Sempron, core i3,или Athlon 64x2. Приобретая устройство, следует учитывать, что в дальнейшем можно разогнать его процессор до оптимального уровня. Благодаря этому значительно увеличится его производительность. Таким образом аппарат прослужит вам намного дольше. 20.

Термин «вычислительное устройство» сейчас известен каждому школьнику. В этом нет ничего удивительного, ведь даже в часах можно обнаружить элементы компьютерных систем. Возможность выполнять математические вычисления обеспечивается особыми микросхемами с высокой степенью интеграции транзисторов – процессорами. Основные характеристики микропроцессора (CPU), в частности, определяют скорость выполнения им операций. Именно поэтому владельцам персональных компьютеров так важно разбираться в данном вопросе. Сегодня мы рассмотрим, каковы основные характеристики процессора и приведем рекомендации, позволяющие самостоятельно выбрать оптимальную модель. Понятие «характеристики» включает в себя как внутренние особенности, так и внешнюю конструктивную реализацию. Основные характеристики процессора – это, прежде всего, его разрядность; количество составляющих элементов; скорость выполнения операций и пр.

Понятие «разрядность» указывает на количество информации, которая может быть обработана за такт (одну операцию). Двоичный разряд называется битом. 8 бит составляют 1 байт. Современные центральные процессоры могут обрабатывать от 32 до 64 бит. Специальные же виды процессоров могут характеризоваться любой другой разрядностью (4, 128 и др.). Сейчас в компьютерной технике все чаще используются 64-битные вычисления. Выбирая CPU, всегда нужно учитывать основные характеристики процессора. Любой владелец компьютера знает, что быстродействие всей системы во многом определяется тактовой частотой микропроцессора. На рынке можно встретить идентичные модели, отличающиеся одна от другой только частотой работы. Тактовая частота косвенно указывает на количество простейших операций, выполняемых микросхемой за единицу времени (обычно секунду). Задается специальным тактовым генератором, затем обрабатывается электронными схемами (умножается). Так как речь идет о частоте, то очевидно, что данный параметр измеряется в мегагерцах (МГц) и гигагерцах (ГГц). Так, при прочих равных условиях, модель с частотой 3 ГГц работает быстрее, чем 2,5 ГГц.

Основные характеристики процессора не исчерпываются разрядностью и частотой. При выборе CPU необходимо обращать внимание на количество ядер. Понятие «многоядерный процессор» появилось относительно недавно, буквально на глазах одного поколения пользователей. Так как физически невозможно бесконечно повышать тактовую частоту в каждой новой модели, производители приняли решение объединить в едином корпусе несколько идентичных микропроцессоров. Так и появились многоядерные CPU. Вслед за этим особым образом стали оптимизироваться программы, поэтому сейчас имеет смысл приобретать только многоядерные модели. Собственно, даже многие мобильные телефоны уже используют двухъядерные процессоры. На итоговое быстродействие в огромной степени оказывает влияние размер кэш-памяти. В отличие от привычных модулей оперативной памяти, транзисторы кэша размещены непосредственно в том же самом корпусе, что и ядра. Это позволяет обеспечить высокую скорость обмена данными. Существуют три уровня кэш-памяти: L1, L2 и L3 (приводятся в порядке увеличения объема). Считается, что увеличение каждого из них на 20% приводит к росту быстродействия на 50%.Например, если раньше объем L2 в 256 КБ считался впечатляющим, то сейчас никого не удивить многомегабайтным кэшем второго уровня. Выбирая CPU, следует предпочесть модели с большим объемом кэш-памяти. Обратите внимание, что L3 используется не во всех моделях (при сохранении высокой скорости расчетов). Следующая характеристика – это особенность архитектуры. Определяется разработчиком, в спецификации указывается как кодовое название линейки – Liano, Sandy Bridge и пр. Так, каждое новое поколение процессоров одного и того же производителя обладает более высоким быстродействием (при прочих равных условиях).

21.

Архитектура процессора ЭВМ

Архитектура компьютера, архитектура ЭВМ — концептуальная структура вычислительной машины, определяющая проведение обработки информации и включающая методы информации в данные и принципы взаимодействия технических средств и программного обеспечения.

Включает основные устройства ЭВМ и структуру связей между ними. Обычно, описывая архитектуру ЭВМ, особое внимание уделяют тем принципам ее организации, которые характерны для большинства машин, относящихся к описываемому семейству, а также оказывающие влияние на возможности программирования. Поскольку от архитектуры компьютера зависят возможности программирования на нем, поэтому при описании архитектуры ЭВМ уделяют внимание описанию команд и памяти.