1
ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ МАШИНЫ И СИСТЕМЫ
Лектор
Золоторевич Людмила Андреевна
ВМиС. 2012. Л.А. Золоторевич
2
3
ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ:
1) Порядок работы на лекции с электронной презентацией
ВМиС. 2012. Л.А. Золоторевич
4
ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ:
2) Работа в условиях рейтинговой системы
ВМиС. 2012. Л.А. Золоторевич
5
ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ:
3) Контроль посещаемости занятий – это ...
ВМиС. 2012. Л.А. Золоторевич
6
ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ:
4) Об актуальности курса для потока
ВМиС. 2012. Л.А. Золоторевич
7
СОДЕРЖАНИЕ КУРСА
ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ И ЭЛЕМЕНТНАЯ БАЗА КОМПЬЮТЕРА
Основы полупроводниковой технологии. Элементная база современных ЭВМ. Основы компьютерной арифметики. Логические основы компьютера.
ПРОЕКТИРОВАНИЕ. ОБЕСПЕЧЕНИЕ ОТКАЗОУСТОЙЧИВОСТИ. ЗАЩИТА ИНФОРМАЦИИ
Теоретические аспекты проектирования СБИС Отказоустойчивость систем. Защита информации
СТРУКТУРА КОМПЬЮТЕРА. ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ БЛОКИ СТРУКТУРНАЯ И ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ КОМПЬЮТЕРНОГО ЯДРА
Принципы построения и функционирования процессора Принципы реализации и функционирования памяти Системы параллельной обработки информации
ОСНОВЫ ПОСТРОЕНИЯ ПЕРИФЕРИИ КОМПЬЮТЕРА И УПРАВЛЕНИЯ
Периферийные устройства компьютера
ВМиС. 2012. Л.А. Золоторевич
8
СОДЕРЖАНИЕ КУРСА
Компьютерные сети. Протоколы. Стеки.
СОВРЕМЕННЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ
Тенденции применения систем обработки цифровой информации Новые направления развития вычислительных систем
ВМиС. 2012. Л.А. Золоторевич
9
Лабораторный практикум и контролируемая самостоятельная работа студентов. Примерный перечень тем
1.Языки описания и моделирования объектов электроники. Разработка моделей цифровых устройств на разных уровнях идентификации на языке VHDL. 2.Визуальное программирование моделей электрических цепей и полупроводниковых элементов в системе Electronics Workbench- Multisim. Интерпретация результатов моделирования.
3.Моделирование шифраторов, дешифраторов, мультиплексоров в системах Electronics Workbench- Multisim. Интерпретация результатов моделирования.
4.Моделирование элементов памяти в системах ModelSim, Matlab Simulink, VLSI_SIM. Интерпретация результатов моделирования.
5.Моделирование функционально-сложных блоков в системах ModelSim, Matlab, VLSI_SIM. Интерпретация результатов моделирования.
6.Определение границ функциональной устойчивости цифровых устройств (максимальное быстродействие) по структурным моделям в системах ModelSim, Elektronics Workbench (Multisim), VLSI-SIM.
7.Разработка тестов контроля цифровых систем на разных уровнях проектирования. 8.Проектирование цифровых устройств по VHDL описаниям алгоритмов функционарования.
ВМиС. 2012. Л.А. Золоторевич
10
Компоненты системного блока персонального компьютера.
Компоненты материнской платы.
Устройства сопряжения компьютера с периферийным оборудованием.
Основные характеристики компьютера.
Быстродействие компьютера.
Единицы и методики измерения.
Основные этапы развития вычислительной техники.
Структура и архитектура компьютера.
Принципы Неймана-Лебедева
ВМиС. 2012. Л.А. Золоторевич
Основные узлы и устройства |
11 |
|
ВМиС. 2012. Л.А. Золоторевич
Структура компьютера |
12 |
|
|
Компьютер (от английского computer – |
|
«вычислитель», отечественный аналог – ЭВМ, электронная вычислительная машина) – машина для проведения вычислений, хранения, обработки и выдачи информации по заранее определённому алгоритму. Эти алгоритмы объединены в программы и подпрограммы, а данные хранятся в файлах – именованных областях данных на диске-носителе. Так что в любой операция, которую мы выполняем компьютер выполняет в своих комплексом вычислений.
Обычный персональный компьютер по-английски – PC) состоит из обязательных частей: системного монитора, клавиатуры и манипулятора типа «мышь», который все так и мышью.
ВМиС. 2012. Л.А. Золоторевич
Системный блок |
13 |
Системный блок – это основная деталь
компьютера. С формальной точки зрения это и есть компьютер, а всё остальное – периферийные устройства, то есть устройства, подключаемые к нему и обеспечивающие конкретные функции.
В системном блоке находятся все компоненты, отвечающие за проведение вычислений и обработку информации, там же находится жёсткий диск, на котором эта информация хранится, оптические приводы (CD-ROM или DVD-ROM), считывающие оптические диски, и прочие вспомогательные устройства.
Для примера: множество специализированных компьютеров – серверов – не комплектуются ни мониторами, ни клавиатурами, ни мышами, они лишь выполняют свою основную функцию – вычисления, а
доступ и управление ими осуществляется с помощью
ВМиС. 2012. Л.А. Золоторевич
другого компьютера – удалённого терминала.
14
Системный блок (прдлж)
Фактически ящик, который вы видите на столе, – это корпус системного блока, упаковка. Он может стоять вертикально (такие корпуса называют «башнями» – Tower) или лежать горизонтально (Desktop). «Башни» различают по высоте и называют BigTower, MidiTower и MiniTower соответственно. Их размеры не стандартизированы чётко.
В таком корпусе находятся три посадочных места для устройств шириной 5,25” (оптических приводов), два – для устройств 3,5” (дисковод гибких дисков) и не менее двух мест для жёстких дисков. MiniTower обычно содержит два места под приводы 5,25” и рассчитан на установку материнских плат уменьшенных размеров (стандартов miniATX и microATX).
Конфигурация корпусов BigTower может быть
абсолютно различной, главное – они высокие и
ВМиС. 2012. Л.А. Золоторевич
просторные. На корпусе всегда есть кнопка включения
Монитор |
15 |
|
Монитор относится к классу устройств отображения. Он служит для наглядного отображения информации, выдаваемой компьютером. Когда-то для этого служили перфоленты, перфокарты и т. п., на которых пробивались в определённых местах отверстия. На сегодня аналогичным устройством, к примеру, является проектор.
Основными видами мониторов являются мониторы с электронно-лучевой трубкой (ЭЛТ, по- английски – CRT) и жидкокристаллические мониторы. Они отличаются технологией, по которой формируется изображение на экране. На сегодняшний день жидкокристаллические мониторы становятся основным видом, ЭЛТ практическиВМиСне выпускаются. 2012. Л.А. Золоторевич.
Клавиатура и мышь
16
Клавиатура и мышь являются так называемыми
устройствами ввода, то есть с их помощью пользователь вводит команды в память компьютера. Клавиатура может содержать от 101 до 105 обычных клавиш (в зависимости от наличия клавиш Win и вызова контекстного меню), а также разнообразные дополнительные мультимедийные клавиши для быстрого доступа к проигрывателю музыки, другим программам, управлению питанием компьютера и т. п. Клавиатура снабжена тремя индикаторами состояния логических переключателей – Num Lock, Caps Lock и Scroll Lock.
Мышь управляет перемещением курсора («стрелки») на экране монитора, ею вы можете выбирать ярлыки, файлы, выполнять различные действия. Обычная компоновка мыши на сегодня – две кнопки и колесо прокрутки между ними. Также бывают мыши с
дополнительнымиВМиСкнопками,. 2012. Л.А.колёсикамиЗолоторевич и т. д.
Подключаться к системному блоку мыши могут как
Периферия компьютера |
17 |
|
Кроме этих устройств, очень часто компьютер сопровождают дополнительные компоненты –
периферийные устройства. К ним относят принтеры, сканеры и многофункциональные устройства, акустические системы и прочие приборы, делающие жизнь пользователя компьютера проще и приятнее.
ВМиС. 2012. Л.А. Золоторевич
Наполнение системного |
18 |
|
В верхнем левом углу системного блока находится блок питания. Поскольку все компоненты в
системном блоке питаются постоянными токами с напряжениями 5, 12 или 3,3 В, блок питания представляет собой,ВМиС. 2012по сути,. Л.А. Золотореввыпрямительч и набор
Наполнение системного блока (прдлж) |
19 |
|
Справа расположены корзины для установки накопителей формфактора 5,25” (в частности – оптических накопителей), ниже корзина для дисководов 3,5”, а в самом низу – корзина для жёстких дисков.
ВМиС. 2012. Л.А. Золоторевич
Наполнение системного блока |
20 |
Самая большая печатная плата в системном блоке,
расположенная вдоль боковой стенки, – это
материнская плата (от английского motherboard). Она обеспечивает подключение и
взаимодействие всех подсистем компьютера. К специальным разъёмам на материнской плате подключаются процессор, накопители и карты производителем тельные устройства – роллеры, отвечающие выполнение каких-либо расширенных функций, относящихся к обеспече нию минимальной работо способности компьютера Это могут быть звуковой,
сетевой контроллеры, ВМиС. 2012. Л.А. Золоторевич
дополнительные контрол-