0
Д.И. Кислицын
ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ СРЕДСТВА ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ. ВНУТРЕННЕЕ УСТРОЙСТВО ЭВМ
Учебное пособие
1
М И Н О Б Р Н А У К И Р О С С И И Федеральноегосударственноебюджетноеобразовательное учреждениевысшегопрофессиональногообразования
―Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет‖
Д.И. Кислицын
Инструментальные средства информационных систем. Внутреннее устройство ЭВМ
Утверждено редакционно-издательским советом университета в качестве учебного пособия
Нижний Новгород ННГАСУ
2011
2
ББК 32.973
УДК 004.3 (075) К44
Рецензенты:
Мерзляков И. Н. – канд. техн. наук, доцент, зав. кафедрой графических информационных систем Нижегородского государственного технического университета им.
Р. Е. Алексеева Райкин Л. И. – канд. техн. наук, доцент, зам. директора НОЦ НИТ
Нижегородского государственного технического университета им. Р. Е. Алексеева
Под редакцией д-ра физ.-мат. наук, профессора Супруна А. Н.
Кислицын Д.И. Инструментальные средства информационных систем. Внутреннее устройство ЭВМ [Текст]: учебное пособие / Д.И. Кислицын; Нижегород. гос. архит.-строит. ун-т.- Н.Новгород: ННГАСУ, 2011.- 143с.
Пособие разработано для использования студентами при изучении первой части теоретического курса «Инструментальные средства информационных систем». В данной части пособия рассматривается внутреннее устройство ЭВМ. Пособие включает семь тем, в конце каждой из которых предложен список вопросов для самопроверки.
Предназначено для студентов направления 230400.62 – Информационные системы и технологии.
ББК 32.973
© Кислицын Д.И., 2011, © ННГАСУ, 2011
3
СОДЕРЖАНИЕ
Введение ......................................................................................................................................... |
4 |
Глава 1. Классификация ЭВМ ...................................................................................................... |
6 |
§ 1. Поколения и элементная база ЭВМ .................................................................................. |
6 |
§ 2. Назначение ЭВМ................................................................................................................. |
8 |
§ 3. Функциональные возможности ЭВМ ............................................................................... |
9 |
§ 4. Способность ЭВМ к параллельному выполнению вычислений .................................. |
10 |
§ 5. Размер и вычислительная мощность ЭВМ ..................................................................... |
12 |
Вопросы для самопроверки к главе 1..................................................................................... |
28 |
Глава 2. Основные блоки ЭВМ и их назначение ...................................................................... |
29 |
Вопросы для самопроверки к главе 2..................................................................................... |
36 |
Глава 3. Микропроцессор............................................................................................................ |
37 |
§ 1. Устройство микропроцессора.......................................................................................... |
37 |
§ 2. Классификация микропроцессоров................................................................................. |
48 |
§ 3. Современные центральные процессоры ......................................................................... |
51 |
3.1. Микропроцессоры Intel ................................................................................................ |
51 |
3.2. Микропроцессоры AMD .............................................................................................. |
61 |
Вопросы для самопроверки к главе 3..................................................................................... |
66 |
Глава 4. Системные платы и чипсеты ........................................................................................ |
67 |
§ 1. Системные платы .............................................................................................................. |
67 |
§ 2. Чипсеты.............................................................................................................................. |
75 |
Вопросы для самопроверки к главе 4..................................................................................... |
80 |
Глава 5. Интерфейсная система ПК ........................................................................................... |
81 |
§ 1. Внутренние шины ............................................................................................................. |
82 |
1.1. Системные шины .......................................................................................................... |
82 |
1.2. Локальные шины........................................................................................................... |
83 |
§ 2. Периферийные шины........................................................................................................ |
85 |
§ 3. Беспроводные интерфейсы .............................................................................................. |
99 |
Вопросы для самопроверки к главе 5................................................................................... |
106 |
Глава 6. Основная память ПК ................................................................................................... |
107 |
§ 1. Постоянная память.......................................................................................................... |
107 |
§ 2. Оперативная память........................................................................................................ |
109 |
§ 3. Кэш-память ...................................................................................................................... |
123 |
Вопросы для самопроверки к главе 6................................................................................... |
128 |
Глава 7. Блок питания................................................................................................................ |
129 |
Вопросы для самопроверки к главе 7................................................................................... |
138 |
Список рекомендованной литературы ..................................................................................... |
139 |
4
Введение
Прежде чем рассматривать инструментальные средства информационных систем, необходимо определиться, что входит в состав инструментальных средств, а для этого необходимо дать определение понятию «информационная система». Федеральный закон РФ от 27 июля 2006 г. № 149-ФЗ «Об информации, информационных технологиях и о защите информации» трактует понятие информационной системы (ИС) как совокупность содержащейся в базах данных информации и обеспечивающих ее обработку информационных и технических средств.
Иными словами, ИС понимают как программно-аппаратную систему,
обеспечивающую в соответствии с заложенной в нее логикой получение,
обработку, хранение и вывод информации.
При этом под инструментальными средствами ИС понимают совокупность аппаратных и программных средств, обеспечивающих функционирование. Состав и структура инструментальных средств ИС представлены на рис. 1. Как видно из рис. 1, инструментальные средства можно разделить на две большие группы: аппаратные и программные. Аппаратные средства включают в себя средства вычислительной и коммуникационной
техники. А программные средства (программное обеспечение (ПО)) разделяются на системное и прикладное ПО. В данной части пособия рассматривается внутреннее устройство ЭВМ без внешних устройств. Внешние устройства ЭВМ, средства коммуникационной техники и программные средства будут описаны в следующих частях пособия.
5
Инструментальные средства ИС
Аппаратные средства |
Программные средства |
Средства |
Средства |
|
|
вычислительной |
коммуникацион- |
Системное ПО |
Прикладное ПО |
техники |
ной техники |
|
|
ЭВМ |
Внешние устройства ЭВМ |
Линии и каналы связи |
Интерфейсные платы и устройства |
Коммутационные устройства |
Операционные системы и оболочки |
Системные утилиты |
CASE-средства проектирования ИС |
Средства разработки ПО |
СУБД |
ПО для управления проектами |
ПО для работы с текстовыми, графическими и презентационными документами |
5
Рис. 1. Состав и структура инструментальных средств ИС