Информатика.Подготовка к интернет тесту / Разделы по интернет-экзамену / Раздел 2_теория с тестированием
.pdf
Раздел 2. Технические средства реализации информационных процессов
Понятие и основные виды архитектуры ЭВМ. Принципы работы вычислительной системы
Принципы работы вычислительной системы
В основу построения большинства компьютеров положены следующие принципы,
сформулированные Джоном фон Нейманом:
принцип использования двоичной системы представления данных (данные и программы хранятся в одной памяти в двоичном виде,
принцип программного управления (программа состоит из набора команд, которые выполняются процессором друг за другом в определенной последовательности),
принцип однородности памяти (как программы (команды), так и данные хранятся в одной и той же памяти (и кодируются в одной и той же системе счисления – чаще всего двоичной), над командами можно выполнять такие же действия, как и над данными),
принцип адресности (структурно основная память состоит из пронумерованных ячеек; процессору в произвольный момент времени доступна любая ячейка – каждая ячейка памяти имеет уникальный адрес).
Понятие и основные виды архитектуры ЭВМ
Архитектура вычислительной машины (англ. сomputer architecture) – концептуальная структура вычислительной машины, определяющая проведение обработки информации и включающая методы преобразования информации в данные и принципы взаимодействия технических средств и программного обеспечения.
Функциональная схема ЭВМ с основными элементами
(процессор, память, устройства ввода и вывода) была предложена выдающимся американским математиком
Джоном фон Нейманом (1903–1957) в 1945 г.
Архитектура фон Неймана являлась классической архитектурой ЭВМ 1-го и 2-го поколения. Большинство современных компьютеров основано на общих логических принципах, сформулированных Джоном фон Нейманом. Основные устройства такого компьютера:
память (запоминающее устройство),
процессор (включает в себя арифметико-логическое устройство и устройство управления),
устройства ввода и вывода.
Эти устройства соединены каналами связи (или шинами), по которым передается информация.
Арифметико-логическое устройство (АЛУ) занимается выполнением команд и вычислениями, устройство управления (УУ) выполняет функции управления устройствами. К функциям памяти относятся: прием информации из других устройств, запоминание информации, выдача информации по запросу в другие устройства машины. Устройство ввода (вывода) предназначено для ввода (вывода) информации от (на) внешних устройств компьютера.
Помимо получившей распространение архитектуры фон Неймана или, как ее еще принято называть, пристанской, существует гарвардская архитектура. Обе они выделяют 2 основных узла ЭВМ: центральный процессор и память компьютера. Различие заключается в структуре памяти: в принстонской архитектуре программы и данные хранятся в одном массиве памяти и передаются в процессор по одному каналу, тогда как гарвардская архитектура предусматривает отдельные хранилища и потоки передачи для команд и данных (раздельная память для команд и данных).
Архитектура современного персонального компьютера подразумевает такую логическую организацию аппаратных компонент компьютера, при которой все устройства связываются друг с другом через магистраль, включающую в себя шины данных, адресов и управления.
Подготовка к тестированию
Важной составляющей частью архитектуры ЭВМ является система команд. Система команд ЭВМ включает:
команды выполнения арифметических и логических операций
команды управления (это прежде всего команды условного и безусловного перехода, команды обращения к подпрограмма)
команды передачи данных (копируют информацию из одного места в другое и
команды ввода и вывода информации для обмена с внешними устройствами.
При построении системы команд для современных компьютеров существует два взаимно конкурирующих направления:
1.компьютер с полным набором команд CISC (Complex Instruction Set Computer)
2.компьютер с ограниченным набором - RISC (Reduced Instruction Set Computer).
Различные классификации архитектуры персональных компьютеров
Среди архитектур персональных компьютеров выделяют:
по разрядности интерфейсов и машинных слов: 8-, 16-, 32-, 64-разрядные (ряд ЭВМ имеет и иные разрядности);
по особенностям набора регистров, формата команд и данных: CISC, RISC, VLIW;
CISC (Complex Instruction Set Computer) – компьютер с полным набором команд– концепция проектирования процессоров, которая характеризуется следующим набором свойств: нефиксированное значение длины команды; кодирование арифметических действий в одной инструкции; - небольшое число регистров, каждый из которых выполняет строго определенную функцию. Так, например, система команд процессоров семейства Pentium в настоящее время насчитывает более тысячи различных команд. Такие процессоры называют процессорами с расширенной системой команд - CISС-процессорами.
RISC (Reduced Instruction Set Computer) – компьютер с ограниченным набором команд– компьютер с сокращённым набором команд. Это концепция построения процессоров по следующему принципу: более компактные и простые инструкции выполняются быстрее. Простая архитектура позволяет удешевить процессор, поднять тактовую частоту, а также распараллелить исполнение команд между несколькими блоками исполнения. Первые RISC-процессоры были разработаны в начале 1980-х годов в Стэнфордском и Калифорнийском университетах США. Они выполняли небольшой (50-100) набор команд.
VLIW (Very Long Instruction Word) – «очень длинная машинная команда». Характеризуется тем, что одна инструкция процессора содержит несколько операций, которые должны выполняться параллельно.
по количеству центральных процессоров:
однопроцессорные,
многопроцессорные,
суперскалярные.
Классификация параллельных архитектур по Флинну ЭВМ
М. Флинн предложил классифицировать архитектуру ЭВМ согласно числу потоков команд и данных:
1.Вычислительная система с одним потоком команд и данных (однопроцессорная ЭВМ –
SISD, Single Instruction stream over a Single Data stream – один поток команд, один поток данных). Архитектура вычислительной системы с одним процессором Джона фон Неймана является однопроцессорной ЭВМ и относят к типу SISD.
2.Вычислительная система с общим потоком команд (SIMD, Single Instruction, Multiple Data – одиночный поток команд и множественный поток данных – одиночный поток команд и множественный поток данных). SIMD – разновидность многопроцессорной архитектуры, в которой все процессоры выполняют одну и ту же команду, но каждый над своими данными из своей локальной памяти. Такую архитектуру часто называют векторной.
3.Вычислительная система со множественным потоком команд и одиночным потоком данных (MISD, Multiple Instruction Single Data – конвейерная ЭВМ – множественный поток
Материал составил: доцент каф.информатики ИрГТУ, к.ф.-м.н. Ирина Витальевна Орлова
команд и одиночный поток данных). MISD – разновидность многопроцессорной архитектуры. Часто такую архитектуру сопоставляют с конвейером, где каждый процессор одновременно с другими может выполнять свою операцию над выходными данными предыдущего.
4. Вычислительная система со множественным потоком команд и данных (MIMD, Multiple Instruction Multiple Data – множественный поток команд, множественный поток данных). MIМD – разновидность многопроцессорной архитектуры. Каждый процессор здесь функционирует под управлением собственного потока команд, то есть MIMD компьютер может параллельно выполнять совершенно разные программы. Современные суперкомпьютеры, как правило, строятся по данной архитектуре.
Понятие и основные виды архитектуры ЭВМ. Принципы работы вычислительной системы
1 |
Компонентами архитектуры |
|
программное обеспечение; |
|
компьютера являются... |
|
вычислительные и логические |
|
|
возможности; |
|
|
|
|
аппаратные средства; |
|
|
|
оргтехника. |
2 |
Принципами фон Неймана |
Укажите не менее двух вариантов ответа |
|
|
функционирования компьютера |
|
наличие операционной системы |
|
являются следующие … |
|
каждая ячейка памяти имеет уникальный |
|
|
адрес |
|
|
|
обязательное наличие внешней памяти |
|
|
|
(винчестера) |
|
|
|
данные и программы хранятся в одной |
|
|
|
памяти в двоичном виде |
|
3 |
В фон-неймановской |
|
памятью |
|
архитектуре компьютера часть |
|
устройством ввода |
|
процессора, которая выполняет |
|
арифметико-логическим устройством |
|
команды, называется… |
(АЛУ) |
|
|
|
|
устройством управления (УУ) |
4 |
Логическая организация и |
|
топологию |
|
структура аппаратных и |
|
чипсет |
|
программных ресурсов |
|
архитектуру |
|
вычислительной системы |
|
системную шину |
|
составляет … |
|
|
5 |
Функциональная схема ЭВМ |
|
Биллом Гейтсом |
|
|
|
Готфридом Лейбницем |
|
|
|
Дж. фон Нейманом |
|
|
|
Норбертом Винером |
|
была предложена … |
|
|
6 |
Процессоры на основе x86 |
|
CISC |
|
команд, вплоть до Pentium 4, |
|
MIMD |
|
имели _________ архитектуру. |
|
конвейерную |
|
|
|
RISC |
Подготовка к тестированию
7 |
Конвейерной обработке данных |
SISD – один поток команд, один поток |
|
|
наиболее соответствует |
данных |
|
|
архитектура ЭВМ … |
SIMD – одиночный поток команд и |
|
|
|
множественный поток данных |
|
|
|
MIМD – множественный поток команд, |
|
|
|
множественный поток данных |
|
|
|
MISD – множественный поток команд и |
|
|
|
одиночный поток данных |
|
8 |
Гарвардская архитектура |
раздельной памятью для команд и |
|
|
вычислительной системы |
данных |
|
|
отличается от принстонской … |
|
принципом адресности |
|
|
|
принципом однородности памяти |
|
|
|
принципом программного управления |
9 |
Согласно классификации |
SIMD – одиночный поток команд и |
|
|
параллельных архитектур по |
множественный поток данных |
|
|
Флинну ЭВМ, построенные по |
SISD – один поток команд, один поток |
|
|
принципам фон Неймана, |
данных |
|
|
относят к типу … |
MIМD – множественный поток команд, |
|
|
|
множественный поток данных |
|
|
|
MISD – множественный поток команд и |
|
|
|
одиночный поток данных |
|
10 |
Архитектура процессора, |
|
RISC- |
|
основанная на концепции |
|
8-ми разрядная |
|
«более компактные и простые |
|
CISC- |
|
инструкции выполняются |
|
конвейерная |
|
быстрее», – это ________ |
|
|
|
архитектура. |
|
|
11 |
К принципам работы |
|
программного управления |
|
вычислительной системы, |
|
адресности |
|
сформулированным Джоном |
разделения памяти программ и данных |
|
|
фон Нейманом, не |
|
однородности памяти |
|
относится принцип… |
|
|
12 |
В фон-неймановской |
|
арифметико-логическим устройством |
|
архитектуре компьютера часть |
(АЛУ) |
|
|
процессора, которая выполняет |
|
памятью |
|
команды, называется… |
|
устройством ввода |
|
|
|
устройством управления (УУ) |
|
Среди архитектур ЭВМ |
цифровые, аналоговые, электронные |
|
|
выделяют … |
однопроцессорные, многопроцессорные, |
|
|
|
суперскалярные |
|
|
|
звезду, шину, кольцо |
|
|
|
ламповые, транзисторные, |
|
|
|
микропроцессорные |
|
Материал составил: доцент каф.информатики ИрГТУ, к.ф.-м.н. Ирина Витальевна Орлова
Состав и назначение основных элементов персонального компьютера, их характеристики. Центральный процессор. Системные шины. Слоты расширения
Базовая аппаратная конфигурация ПК
Персональный компьютер (ПК) – это настольная или переносная ЭВМ, характеризующаяся сравнительно малой стоимостью и универсальностью применения.
ПК предназначен для обслуживания одного рабочего места и способен удовлетворять потребности малых предприятий и отдельных лиц.
Конфигурацию ПК – основные блоки – можно изменять по мере необходимости. Но, существует понятие базовой конфигурации, которую можно считать типичной:
Системный блок,
Монитора,
Клавиатуры
+Манипулятор мышь (или Track Ball, сенсорная панель и т.п.)
Компьютеры выпускаются и в портативном варианте, в этом случае, системный блок, монитор и клавиатура размещены в одном корпусе (смартфон, ноутбук и др.)
Системный блок представляет собой основной узел, внутри которого установлены наиболее важные компоненты. Устройства находящиеся внутри системного блока называют внутренними устройствами, а устройства, присоединенные из вне называют внешними. Внешние дополнительные устройства, предназначенные для ввода и вывода информации, называют также периферийными.
Шинная (магистральная) архитектура ЭВМ
Архитектура современных персональных компьютеров основана на магистральномодульном принципе. Модульный принцип позволяет потребителю самому комплектовать нужную ему конфигурацию компьютера и производить при необходимости ее модернизацию. Модульная организация системы опирается на магистральный (шинный) принцип обмена информации.
Важной отличительной чертой машин третьего и четвертого поколений стало наличие интеллектуальных контроллеров внешних устройств.
Магистраль (системная шина) – это набор электронных линий, связывающих воедино центральный процессор, системную память и периферийные устройства.
Обмен информацией между отдельными устройствами компьютера производится по трём многоразрядным шинам (многопроводным линиям связи), соединяющим все модули:
•шина данных, по которой передается информация;
•шина адреса, определяющая, куда передаются данные;
•шина управления, регулирующая процесс обмена информацией.
Шина адреса предназначена для передачи адреса нахождения данных в памяти. Разрядность адресной шины определяет адресное пространство процессора, то есть максимальный объем оперативной памяти, с которой процессор может работать теоретически (например, в случае наращения). Таким образом, если адресная шина 32-разрядная, то в случае наращения процессор может работать с памятью объемом до 232 байт.
По шине данных происходит передача данных от процессора устройствам и наоборот. Таким образом, в компьютере с 64-разрядной шиной данных разрядность процессора равна 64.
По шине управления передаются сигналы, определяющие характер обмена информацией (ввод или вывод), и сигналы, синхронизирующие взаимодействие устройств.
Отметим, что существуют модели компьютеров, у которых шины данных и адреса для экономии объединены. У таких машин сначала на шину выставляется адрес, а затем через некоторое время данные; для какой именно цели используется шина в данный момент, определяется сигналами на шине управления.
Подготовка к тестированию
Описанную схему легко пополнять новыми устройствами – это свойство называют открытостью архитектуры. Для пользователя открытая архитектура означает возможность свободно выбирать состав внешних устройств для своего компьютера, т.е. конфигурировать его в зависимости от круга решаемых задач.
Внутренние устройства системного блока
Материнская плата – основная плата персонального компьютера. На ней размещаются:
•процессор – основная микросхема, выполняющая большинство математических и логических операций;
•микропроцессорный комплект (чипсет) – набор микросхем, управляющих работой внутренних устройств компьютера и определяющих основные функциональные возможности материнской платы;
•шины – наборы проводников, по которым происходит обмен сигналами между внутренними устройствами компьютера;
•оперативная память (оперативное запоминающее устройство, ОЗУ) – набор микросхем,
предназначенных для временного хранения данных, когда компьютер включен;
•ПЗУ (постоянное запоминающее устройство) – микросхема, предназначенная для длительного хранения данных, в том числе и когда компьютер выключен;
•разъемы для подключения дополнительных устройств (слоты).
Только процессор и оперативная память подключаются непосредственно к шине. Остальные устройства подключаются к ней с помощью специальных согласующих устройств – контроллеров.
Контроллеры – электронные схемы для управления внешними устройствами. Некоторые из них
(например, контроллер клавиатуры и контроллеры дисков)
смонтированы сразу на системной плате. Другие же располагаются на специальных платах, называемых адаптерами. Например:
видеоадаптер (или видеокарта), сетевой адаптер и др.
Слоты расширения представляют собой расположенные на системной плате разъёмы для подключения дополнительных устройств внутри системного блока компьютера. Внешние (периферийные) устройства, такие как сканер или принтер, подключаются через порты, снабженные разъёмами снаружи системного блока.
Порты – это устройства, через которые периферийные устройства присоединяются к системному блоку. Аппаратно порты реализуются в виде разъёмов на задней стенке системного блока. Обычно выделяются следующие типы портов.
Последовательный порт (СОМ, PS/2) – осуществляет передачу символов данных по одному биту. Через СОМ-порты подключают мышь и модем. Через PS/2-порт – клавиатуру и мышь.
Параллельный порт (LPT) – одновременно передается байт данных. Используется для принтеров и сканеров.
Порт USB – универсальный порт, к которому можно присоединить до 127 внешних устройств, поддерживающих стандарт USB. Это может быть принтер, сканер, монитор, клавиатура, мышь и т.д.
Помимо названных портов существуют и другие: игровой (game) – для подключения джойстика; инфракрасный (IrDA) – для беспроводного подключения устройств; радиопорт (bluetooth) – для беспроводного подключения устройств. Драйвер устройства – это программное средство, необходимое для подключения аппаратных средств.
Процессор (микропроцессор) – центральный блок ПК (его «мозг»), предназначенный для управления работой всех блоков компьютера и для выполнения арифметических и логических операций над информацией.
Основные функции любого процессора следующие: – выборка (чтение) выполняемых команд; – ввод (чтение) данных из памяти или устройства ввода/вывода; – вывод (запись) данных в память или в
Материал составил: доцент каф.информатики ИрГТУ, к.ф.-м.н. Ирина Витальевна Орлова
устройства ввода/вывода; – обработка данных (операндов), в том числе арифметические операции над ними; – адресация памяти, то есть задание адреса памяти, с которым будет производиться обмен; – обработка прерываний и режима прямого доступа.
Для увеличения скорости выполнения математических операций (операций с плавающей запятой) в ПК используется специальное устройство – математический сопроцессор, работающий во взаимодействии с центральным процессором.
В настоящее время в компьютерах используются процессоры, разработанные фирмами Intel, AMD и IBM. Основными характеристиками центрального процессора являются тактовая частота,
разрядность, объём встроенной кэш-памяти.
Тактовая частота определяет количество операций в секунду, выполняемых процессором, и характеризует производительность процессора. Чем выше тактовая частота, тем выше производительность и цена процессора. Тактовая частота измеряется в мегагерцах (МГц).
Разрядность процессора – это максимальное количество бит информации, которые могут обрабатываться и передаваться процессором одновременно. Разрядность процессора определяется разрядностью регистров, в которые помещаются обрабатываемые данные. Таким образом, разрядность центрального процессора определяется разрядностью двоичного числа, которое может быть обработано за один такт работы процессора. Например, если регистр имеет разрядность 2 байта, то разрядность процессора равна 16 (2x8 бит, где 1 байт = 8 бит).
Важной составной частью архитектуры ЭВМ является система команд. Несмотря на большое число разновидностей ЭВМ, на самом низком («машинном») уровне они имеют много общего. Система команд любой ЭВМ обязательно содержит следующие группы команд обработки информации:
1.Команды передачи данных, копирующие информацию из одного места в другое.
2.Арифметические операции.
3.Логические операции, позволяющие компьютеру анализировать обрабатываемую информацию: сравнение, а также известные логические операции И, ИЛИ, НЕ (инверсия).
4.Сдвиги двоичного кода влево и вправо.
5.Команды ввода и вывода информации для обмена с внешними устройствами.
6.Команды управления, реализующие нелинейные алгоритмы.
Системой команд может обладать только «исполнитель», то есть устройство, способное выполнять команды. В компьютере это процессор и контроллеры дополнительных устройств.
|
Вопрос |
|
|
|
Ответы |
1. |
В компьютере с 64-разрядной шиной |
|
a) в случае наращения может работать с |
||
|
данных и 32-разрядной адресной |
|
памятью объемом до 232 байт |
||
|
шиной установлена память объемом |
|
b) не способен работать с памятью |
||
|
16 Мбайт. Исходя из данных этой |
|
объемом более 16 Мбайт |
||
|
конфигурации, можно утверждать, |
|
c) не способен работать с памятью |
||
|
что процессор … |
|
|
объемом более 216 байт |
|
|
|
|
|
d) в случае наращения может работать с |
|
|
|
|
|
памятью объемом до 264 байт |
|
2. |
Процессор выполняет универсальные |
|
a) |
машинными; |
|
|
инструкции, которые называются |
|
b) |
операционной системы; |
|
|
командами |
|
|
c) |
управления файлами; |
|
|
|
|
d) |
кэширующими. |
3. |
Архитектура современ- |
a) устройства связываются друг с другом в |
|||
|
ного персонального |
определенной строго фиксированной |
|||
|
компьютера |
последовательности |
|||
|
подразумевает такую |
b) все устройства связываются друг с другом через |
|||
|
логическую |
магистраль, включающую в себя шины данных, адресов |
|||
|
организацию |
и управления |
|
|
|
|
аппаратных компонент |
c) связь устройств осуществляется через центральный |
|||
|
компьютера, при |
процессор, к которому они все подключаются |
|||
|
которой … |
d) каждое устройство связывается с другим напрямую |
|||
Подготовка к тестированию
4. |
Важной характеристикой шины |
|
|
a) |
плотность; |
|
|
||||
|
является … |
|
|
|
|
b) |
число регистров; |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
c) |
разрядность; |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
d) |
максимальная температура. |
||||
5. |
Функциональной частью |
|
|
|
a) |
графопостроитель; |
|
|
|||
|
компьютера, предназначенной для |
|
|
b) |
оперативная память (ОЗУ); |
||||||
|
приема, хранения и выдачи данных, |
|
|
c) |
процессор; |
|
|
||||
|
является... |
|
|
|
|
d) |
монитор. |
|
|
||
6 |
Арифметико-логическое устройство |
|
a) |
Микропроцессора; |
|
|
|||||
|
(АЛУ) является составной частью… |
|
b) |
системной шины; |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
c) |
основной памяти компьютера; |
|||||
|
|
|
|
|
d) |
генератора тактовых импульсов. |
|||||
7 |
Истинными являются высказывания: |
|
|
|
|
|
a) |
г, д; |
|||
|
а) При выключении компьютера содержимое внешней памяти |
|
|
b) |
а, б, в |
||||||
|
сохраняется. |
|
|
|
|
|
|
|
|
c) |
б, в; |
|
б) Компьютер не может эксплуатироваться без CD-ROM. |
|
|
d) |
а, д. |
||||||
|
в) Кэш-память относится к внешней памяти. |
|
|
|
|
|
|||||
|
г) Арифметико-логическое устройство расположено вне |
|
|
|
|
||||||
|
процессора. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
д) Над командами можно выполнять те же действия, что и над |
|
|
|
|
||||||
|
данными. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
В состав |
a) |
постоянная память, оперативная память и кэш-память; |
||||||||
|
внутренней памяти |
b) |
накопители на жестких магнитных дисках; |
|
|
||||||
|
ЭВМ входят... |
c) накопители на гибких магнитных дисках накопители на |
|||||||||
|
компакт-дисках. |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
9 |
Для объединения функциональных |
|
a) |
блок управления; |
|
|
|||||
|
устройств персонального |
|
|
b) |
интерфейсный блок; |
|
|
||||
|
компьютера в вычислительную |
|
c) |
системная шина или магистраль; |
|||||||
|
систему используется... |
|
|
d) |
шифратор / дешифратор. |
|
|
||||
10 |
Верным(и) является(ются) утверждение(я): |
|
|
|
|
a) a, b и c; |
|||||
|
a) Центральному процессору в произвольный момент времени |
|
b) a и d; |
||||||||
|
доступны не все ячейки памяти. |
|
|
|
|
|
c) b, c и d; |
||||
|
b) Клавиатура является устройством ввода данных. |
|
d) c и d. |
||||||||
|
c) Оперативная память характеризуется равным временем доступа к |
|
|
|
|||||||
|
данным. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
d) Кэш - очень медленная память большого объема. |
|
|
|
|||||||
|
Как известно, разрядность процессора определяется разрядностью |
|
a) |
32 |
|||||||
|
регистров, в которые помещаются обрабатываемые данные. Если |
|
b) |
4 |
|||||||
|
регистр имеет разрядность 4 байта, то разрядность процессора |
|
c) |
8 |
|||||||
|
равна … |
|
|
|
|
|
|
|
|
d) |
64 |
Состав и назначение основных элементов персонального компьютера, их характеристики. Центральный процессор. Системные шины. Слоты расширения
Самостоятельно
1 |
COM-порты компьютера |
|
подключение большого количества (до 127) |
||
|
обеспечивают … |
устройств |
|
||
|
|
|
побайтную передачу данных |
||
|
|
|
побитовую передачу данных |
||
|
|
связь между устройствами на системной плате |
|||
2 |
Электронные схемы для |
|
|
|
системные шины |
|
управления внешними |
|
|
|
контроллеры |
|
устройствами – это … |
|
|
|
транзисторы |
|
|
|
|
|
джойстики |
Материал составил: доцент каф.информатики ИрГТУ, к.ф.-м.н. Ирина Витальевна Орлова
3 |
К электронному виду памяти |
Укажите не менее двух вариантов ответа |
|||
|
персонального компьютера |
|
винчестер |
||
|
относятся … |
|
|
модули оперативной памяти |
|
|
|
|
|
|
флеш-карта |
|
|
|
|
|
кэш-память |
4 |
К базовой конфигурации |
|
монитор |
||
|
персонального компьютера не |
|
системный блок |
||
|
относится… |
|
|
клавиатура |
|
|
|
|
|
|
принтер |
5 |
Основной характеристикой |
|
тактовая частота |
||
|
процессора является… |
|
форм-фактор |
||
|
|
|
|
|
количество слотов расширения |
|
|
|
|
|
время отклика |
6 |
Системная шина компьютера |
Укажите не менее двух вариантов ответа |
|||
|
включает в себя… |
|
|
шину адреса |
|
|
|
|
|
|
шину заземления |
|
|
|
|
|
шину данных |
|
|
|
|
|
шину управления |
7 |
В слоты расширения могут |
Укажите не менее двух вариантов ответа |
|||
|
подключаться… |
|
|
видеокарты |
|
|
|
|
|
|
сканеры |
|
|
|
|
|
звуковые адаптеры |
|
|
|
|
|
принтеры |
8 |
К базовой конфигурации |
|
клавиатура |
||
|
персонального компьютера |
|
принтер |
||
|
относится… |
|
|
системный блок |
|
|
|
|
|
|
монитор |
9 |
Минимальный перечень |
Укажите не менее двух вариантов ответа |
|||
|
устройств, необходимых для |
|
винчестер |
||
|
работы каждой ЭВМ архитектуры |
|
оперативную память |
||
|
Джона фон Неймана, обязательно |
|
устройства ввода-вывода |
||
|
включает в себя … |
|
процессор |
||
|
К основным характеристикам |
Укажите не менее двух вариантов ответа |
|||
|
центрального процессора |
|
разрядность |
||
|
относятся… |
|
|
количество слотов расширения |
|
|
|
|
|
|
объем встроенной кэш-памяти |
|
|
|
|
|
тактовая частота |
|
На материнской плате |
Укажите не менее двух вариантов ответа |
|||
|
персонального компьютера |
|
винчестер |
||
|
размещаются … |
|
|
контроллер клавиатуры |
|
|
|
|
|
|
контроллер винчестера |
|
|
|
|
|
системные шины |
|
Верными |
|
Укажите не менее двух вариантов ответа |
||
|
являются |
|
контроллеры устройств компьютера обладают системой |
||
|
утверждения, |
|
команд |
|
|
|
что … |
|
системой команд обладает процессор |
||
|
|
|
оперативная память не обладает системой команд |
||
|
|
|
манипулятор «Мышь» обладает системой команд |
||
Подготовка к тестированию
Запоминающие устройства: классификация, принцип работы, основные характеристики
Устройство хранения информации – это память. Память компьютера можно разделить на две основные группы – это внутренняя и внешняя память.
Внутренняя память предназначена для хранения и оперативного обмена информацией с прочими блоками компьютера. К внутренней относят все виды памяти персонального компьютера, чьи микросхемы размещаются на системной плате, – это постоянная память с программой начальной загрузки компьютера (ПЗУ), кэш-память микропроцессора, модули оперативной памяти.
К внешним запоминающим устройствам относят все виды запоминающих устройств, которые располагаются вне системной платы персонального компьютера, например, винчестеры, накопители на гибких магнитных дисках, накопители на CD, Flash USB Drive, накопители на магнитной ленте (стриммеры).
Энергозависимой обычно является внутренняя память, а внешняя соответственно энергонезависимой, т.е. данные могут храниться во внутренней памяти только при наличии питания. Из-за различных способов использования этих видов памяти и происходит такое разделение. Внешняя память предназначена для хранения данных и программ, внутренняя же используется при обработке информации компьютером.
Внутренняя память
Оперативная память (RAM, random access memory, – память с произвольным доступом) – это быстрое запоминающее устройство не очень большого объема, непосредственно связанное с процессором (регистры микропроцессора) и предназначенное для записи, считывания и хранения выполняемых программ и данных, обрабатываемых этими программами. ОП используется только для временного хранения, это быстрая, но энергозависимая память: ее содержимое не сохраняется после выключения компьютера.
Самая быстродействующая – это электронная оперативная память. В современных компьютерах она составляет оперативную, а также сверхоперативную (кэш) память. Её быстродействие обусловлено отсутствием медленных механических элементов в её устройстве, как это имеет место в памяти на магнитных дисках и лентах, компакт-дисках.
Характеристика оперативной памяти – объём, измеряемый в Мбайтах (МБ). Оперативная память выпускается в виде микросхем, собранных в специальные модули: DIMM DDR и DDR2 или новейшие модули DDR3 и DDR4. Среди видов внутренней памяти наибольшим объёмом обладает оперативная память – каждый модуль может вмещать от 1 МБ до 8 ГБ.
Динамическая память служит базой для построения модулей оперативной памяти. Организуется из набора полупроводниковых конденсаторов, хранящих уровни напряжения. Благодаря маленькой площади, занимаемой элементом памяти на кристалле, обеспечивается большая информационная емкость микросхем памяти.
Регенерация, т.е. периодическое восстановление состояния ячеек памяти, является атрибутом динамической оперативной памяти. Ячейки данного вида памяти строятся на микроскопических конденсаторах, которые из-за утечек постепенно разряжаются. Чтобы сохранить значение данных, необходима периодическая (десятки раз в секунду) подзарядка конденсаторов, что и происходит при регенерации памяти.
Статическая память служит базой для построения кэш-памяти и микропроцессорной памяти. Запоминающим элементом статической памяти является триггер (элемент с двумя устойчивыми состояниями), переключаемый за существенно меньшее время по сравнению со временем (заряд/разряд) элемента динамической памяти.
Кэш-память микропроцессора используется для ускорения доступа к оперативной памяти, на быстродействующих компьютерах применяется специальная сверхбыстродействующая кэш-память, которая располагается как бы между процессором и оперативной памятью и хранит копии наиболее часто используемых участков оперативной памяти. При обращении микропроцессора к памяти сначала производится поиск нужных данных в кэш-памяти. Поскольку время доступа к кэш-памяти в несколько раз меньше, чем к обычной памяти, а в большинстве случаев необходимые микропроцессору данные уже содержатся в кэш-памяти и среднее время доступа к памяти уменьшается.
Внутренней памятью процессора является регистровая память (РП). Иногда её называют
сверхоперативной памятью.
Все эти виды памяти являются энергозависимыми, т.е. очищаются при отключении питания.
Материал составил: доцент каф.информатики ИрГТУ, к.ф.-м.н. Ирина Витальевна Орлова