УП_Информатика_Базовый курс_Часть 1 Воробьева

машинного слова. Разрядности компьютеров могут быть равными 8, 16, 32, 64 двоичных разрядов. Некоторые ЭВМ имеют другие разрядности.

Принцип однородности памяти характерен для

принстонской (фон-неймановской) архитектуры вычислительной системы. Так, например IBM PC- совместимые компьютеры имеют фон-неймановскую архитектуру. В настоящее время существуют модели компьютеров, архитектура которых несколько отличается от фон-неймановской. Например, в гарвардской архитектуре память программ и данных разделена, что позволяет распараллелить выборку данных из памяти.

Любая вычислительная система достигает своей наивысшей производительности благодаря использованию высокоскоростных элементов и параллельному выполнению большого числа операций. Параллельное выполнение нескольких процессов (программ) реализуется путем следующих аппаратных решений:

–многомашинности;

–мультипроцессорности (многопроцессорности);

–однопроцессорности с несколькими исполнительными устройствами;

–конвейеризации обработки данных.

Внастоящее время все параллельные вычислительные системы являются мультипроцессорными с различной архитектурой. Главная задача многопроцессорных систем – обеспечение надежности и сверхбольших скоростей на основе распараллеливания вычислений. При их описании часто используют классификацию Флинна, в которой определен параллелизм потока команд и параллелизм потока данных в системе. Согласно этой классификации системы делятся на четыре категории.

–SISD (Single Instruction stream over a Single Data

stream) – вычислительная система с одним потоком команд и данных. SISD относят к типу

однопроцессорных ЭВМ. Архитектура

121

вычислительной системы с одним процессором является фон-неймановской.

–SIMD (Single Instruction Multiple Data) –

многопроцессорная вычислительная система с общим потоком команд (одиночный поток команд) и множественным потоком данных. Архитектура SIMD характеризуется тем, что все процессоры выполняют одну и ту же команду, но каждый над своими данными из своей локальной памяти. Такую архитектуру часто называют векторной.

–MISD (Multiple Instruction Single Data) –

многопроцессорная вычислительная система со множественным потоком команд и одиночным потоком данных (конвейерная ЭВМ). Конвейерная архитектура – это принцип построения компьютера, состоящий в параллельном выполнении команд множеством процессоров над одним потоком данных. Каждый процессор цепочки использует в качестве входных данных выходные данные предыдущего процессора.

–MIMD (Multiple Instruction Multiple Data) –

многопроцессорная вычислительная система со множественным потоком команд и данных. Каждый процессор здесь функционирует под управлением собственного потока команд, то есть компьютер может параллельно выполнять совершенно разные программы. Современные суперкомпьютеры, как правило, строятся по данной архитектуре.

Тесты

122

123

124

125

126

127

128

2.2.Состав и назначение основных элементов персонального компьютера, их характеристики

Базовая аппаратная конфигурация персонального компьютера

Персональный компьютер – это универсальная вычислительная система, архитектура которой

ориентирована на индивидуальное использование. Персональные компьютеры можно установить на любом рабочем месте, их довольно часто применяют как рабочие станции и в качестве серверов для управления небольшими компьютерными сетями. Для персональных компьютеров были созданы операционные системы и пакеты офисных программ с наглядным графическим интерфейсом, понятным и доступным самому широкому кругу пользователей. Кроме того, для ПК разработано большое число пакетов профессиональных и обучающих программ, а также самых различных игр. Первый коммерчески распространяемый ПК

Альтаир-8800 на основе микропроцессора Intel-8080 появился в начале1975 г. В настоящее время наиболее известны и распространены персональные компьютеры IBM PC и Macintosh.

Для функционирования любого персонального компьютера необходимо наличие процессора, оперативной памяти, устройств ввода и вывода. Процессор выполняет все вычисления и управление другими устройствами; память служит для хранения программ, исходных данных и результатов вычислений; устройство ввода позволяет вводить команды программ и исходные данные; устройство вывода дает возможность отобразить результаты вычислений.

На практике существует понятие базовой конфигурации, включающей минимальный комплект устройств, необходимых для нормальной работы ПК. Базовый состав современных персональных компьютеров включает четыре

129

устройства:

–системный блок;

–монитор (дисплей);

–клавиатура;

–манипулятор «мышь».

Ниже приведена упрощенная структурная схема персонального компьютера IBM PC.

Системный блок является главным компонентом ПК.

Он содержит процессор и основную (внутреннюю) память.

Во всех современных ПК в системный блок входят также накопители на магнитных дисках (внешняя память). Возможности компьютеров (их производительность) зависят от типа и быстродействия процессора, а также от объемов оперативной (внутренней) и долговременной (внешней) памяти. Устройства, находящиеся внутри системного блока, называются внутренними, а устройства, подключаемые к системному блоку снаружи, называются внешними дополнительными устройствами или периферийными.

Системные блоки выпускают с различной формой корпуса: в горизонтальном (desktop) и вертикальном (tower) исполнении. Корпуса, имеющие вертикальное исполнение,

130