4. Устройство эвм. Архитектура эвм, принцип фон-Неймана.
Электронно-вычислительная машина (ЭВМ) - комплекс технических и программных средств, назначенный для автоматизации, подготовки и решения задач пользователей.
Основные характеристики ЭВМ
1)быстродействие - характеризуется числом команд, выполняемых ЭВМ за одну секунду;
2)производительность-объем работ, осуществляемых ЭВМ в единицу времени;
3)емкость запоминающих устройств - измеряется количеством адресуемых элементов (ячеек) ЗУ и длиной ячейки в битах;
4)надежность-способность ЭВМ при определенных условиях выполнять требуемые функции в течение заданного периода времени.
Архитектура ЭВМ включает в себя как структуру, отражающую состав ПК, так и программно–математическое обеспечение.
Структура ЭВМ - совокупность элементов и связей между ними. Основным принципом построения всех современных ЭВМ является программное управление.
Основы учения об архитектуре вычислительных машин были заложены Джон фон Нейманом. Совокупность этих принципов породила классическую (фон-неймановскую) архитектуру ЭВМ.
Фон Нейман выдвинул основополагающие принципы логического устройства ЭВМ и предложил ее структуру, представленную на рисунке:
Память (ЗУ) хранит информацию (данные) и программы. Запоминающее устройство у современных компьютеров включает ОЗУ, хранящее ту информацию, с которой компьютер работает непосредственно в данное время (исполняемая программа, часть необходимых для нее данных, некоторые управляющие программы), и ВЗУ гораздо большей емкости, чем ОЗУ, но с существенно более медленным доступом. На ОЗУ и ВЗУ классификация устройств памяти не заканчивается – определенные функции выполняют и СОЗУ (сверхоперативное зу), и ПЗУ (постоянное зу), и другие подвиды компьютерной памяти.
Положения (принципы) фон Неймана:
1.Компьютер состоит из нескольких основных устройств (арифметико-логическое устройство, управляющее устройство, память, внешняя память, устройства ввода и вывода)
2.Арифметико-логическое устройство – выполняет логические и арифметические действия, необходимые для переработки информации, хранящейся в памяти
3.Управляющее устройство – обеспечивает управление и контроль всех устройств компьютера (управляющие сигналы указаны пунктирными стрелками)
4.Данные, которые хранятся в запоминающем устройстве, представлены в двоичной форме
5.Программа, которая задает работу компьютера, и данные хранятся в одном и том же запоминающем устройстве
6.Для ввода и вывода информации используются устройства ввода и вывода. Один из важнейших принципов – принцип хранимой программы – требует, чтобы программа закладывалась в память машины так же, как в нее закладывается исходная информация.
5. Персональный компьютер и его основные характеристики. Базовая конфигурация пк. Дополнительные устройства.
Персональный компьютер — вычислительная машина, предназначенная для личного использования, цена, размеры и возможности которого удовлетворяют запросы большинства людей.
— это универсальное техническое средство для работы с информацией.
По принципам своего устройства компьютер — это модель человека, работающего с информацией.
Базовая конфигурация ПК – это минимальный комплект аппаратных средств, достаточный для начала работы с компьютером.
В настоящее время для настольных ПК базовой считается конфигурация, в которую входит четыре устройства: Системный блок; Монитор; Клавиатура; Мышь.
Системный блок – основной блок компьютерной системы. В нем располагаются устройства, считающиеся внутренними. Устройства, подключающиеся к системному блоку снаружи, считаются внешними.
Монитор – устройство для визуального воспроизведения символьной и графической информации. Служит в качестве устройства вывода.
Клавиатура – клавишное устройство, предназначенное для управления работой компьютера и ввода в него информации.
Манипулятор типа «мышь» – устройство «графического» управления.
Одним из основных периферийных устройств являются устройства ввода, которые подключаются к свободному порту, либо в свободный слот платы расширения.
Различают два основных типа устройств: с клавиатурным вводом и прямым вводом. В первом случае осуществляется ввод с клавиатуры, в другом случае данные считываются непосредственно компьютерными устройствам, например, манипуляторы, сенсорные устройства, сканеры, устройства распознавания речи. Устройства ввода управляются с помощью специальных программ, называемые драйверами.
С клавиатуры осуществляется ручной ввод различных символов и служебных команд.
Манипуляторы осуществляют непосредственный ввод информации, указывая курсором на экране монитора команду или место ввода данных.
Джойстик представляет собой ручку управления и наиболее часто используется в управлении перемещающимися объектами. Джойстик, подключенный к обычному компьютеру, управляет перемещением курсора по экрану.
Мышь – один из распространенных типов манипулятора. Движение мыши отражается на экране монитора перемещением курсора.
Трекбол – это шар, расположенный в отдельном корпусе или встроенный в клавиатуру. Часто в качестве корпуса используют манипулятор мышь, когда последовательно используются возможности «мыши» и трекбола. Перемещение курсора по экрану обеспечивается вращением шара, не требует коврика и места для перемещения манипулятора по столу.
Сенсорные устройства ввода представляют собой чувствительные поверхности, покрытые специальным слоем и связанные с датчиками.
Световое перо – простое устройство, имеющее светочувствительный элемент на свое кончике пера и передающее информацию о направлении луча непосредственно компьютеру. Соприкосновение пера с экраном замыкает фотоэлектрическую цепь и определяет место ввода или коррекции данных. Световое перо используется в различных системах обработки анализа медицинских изображений, выбора операций в меню и для рисования.
Графический планшет используется для ввода в компьютер высокоточных рисунков. Нажатие на поверхность специальным пером активизирует миниатюрные переключатели, замыкание которых является сигналом для воспроизведения на экране монитора контура изображения. Программа, обрабатывающая вводимые изображения оцифровывает их и позволяет записывать в память компьютера для их последующего воспроизведения.
Сканер – устройство для распознавания изображений, хранящихся на бумажных носителях для создания их электронных копий и последующего хранения в памяти компьютера.
Различаю сканеры: по глубине распознавания цвета (черно-белые, с градацией серого, цветные); по оптическому разрешению (измеряется в точках на дюйм и определяет количество точек, которые сканер различает на каждом дюйме); по используемому программному обеспечению для сканирования и предварительной обработки изображений: по конструкции (ручные, страничные, планшетные).
Устройства распознавания речи. С помощью обычного микрофона речь человека вводится в компьютер и преобразуется в цифровой код. Большинство систем распознавания речи могут быть настроены на особенности человеческого голоса. Это реализуется путем сравнения сказанного слова с образцами, предварительно записанные в памяти компьютера.
Устройства вывода
Монитор - конструктивно законченное устройство, предназначенное для визуального отображения информации. Современный монитор состоит из экрана (дисплея), блока питания, плат управления и корпуса. Информация для отображения на мониторе поступает с электронного устройства, формирующего видеосигнал (в компьютере — видеокарта). В некоторых случаях в качестве монитора может применяться и телевизор.
Проектор - оптический прибор, предназначенный для создания действительного изображения плоского предмета небольшого размера на большом экране. Появление проекционных аппаратов обусловило возникновение кинематографа, относящегося к проекционному искусству.
Принтер - периферийное устройство компьютера, предназначенное для перевода текста или графики на физический носитель из электронного вида малыми тиражами (от единиц до сотен) без создания печатной формы. Этим принтеры отличаются от полиграфического оборудования и ризографов, которое за счёт печатной формы быстрее и дешевле на крупных тиражах (сотни и более экземпляров). По своему принципу действия принтеры делятся на матричные, струйные и лазерные.
Графопостроитель, плоттер-устройство для автоматического вычерчивания с большой точностью рисунков, схем, сложных чертежей, карт и другой графической информации на бумаге размером до A0 или кальке.
Графопостроители рисуют изображения с помощью пера (пишущего блока).
Динамик ПК-простейшее устройство воспроизведения звука, применявшееся в IBM PC и совместимых ПК. До появления недорогих звуковых плат динамик являлся основным устройством воспроизведения звука.
Акустическая система-устройство для воспроизведения звука, состоит из акустического оформления и вмонтированных в него излучающих головок (обычно динамических).
Наушники - устройство для персонального прослушивания музыки, речи или иных звуковых сигналов. В комплекте с микрофоном могут служить головной гарнитурой — средством для ведения переговоров по телефону или иному средству голосовой связи. Кроме того, наушники используются в звукозаписывающих студиях для точного контроля записываемого трека музыкальной композиции.