21.Поколения эвм. Развитие аппаратных и программных возможностей компьютеров от поколения к поколению. Проблемы и перспективы развития.
22.Основные компоненты компьютера. Архитектура фон Неймана.
Компьютер — это устройство, предназначенное для автоматического выполнения последовательных действий в соответствии с заложенной программой.
Основные компоненты, обеспечивающие работу компьютера,— это аппаратное обеспечение (Hardware) и программное обеспечение (Software).
Компьютер включает в себя четыре основных вида аппаратных устройств, позволяющих получать, передавать, хранить и обрабатывать информацию:
1) устройство обработки и управления (процессор);
2) устройство хранения (внутренняя и внешняя память);
3) устройства ввода (клавиатура, мышь, планшет, сканер);
4) устройства вывода (дисплей, принтер, плоттер).
23.Основные принципы функционирования компьютеров. Принципы фон Неймана.
Принципы фон Неймана
принцип двоичного кодирования: Согласно этому принципу, вся информация, как данные, так и команды, кодируются двоичными цифрами 0 и 1. Каждый тип информации представляется двоичной последовательностью и имеет свой формат. Последовательность битов в формате, имеющая определенный смысл, называется полем. В числовой информации обычно выделяют поле знака и поле значащих разрядов. В формате команды в простейшем случае можно выделить два поля: поле кода операции и поле адресов.
принцип адресности памяти:Структурно основная память состоит из пронумерованных ячеек, причём процессору в произвольный момент доступна любая ячейка. Двоичные коды команд и данных разделяются на единицы информации, называемые словами, и хранятся в ячейках памяти, а для доступа к ним используются номера соответствующих ячеек — адреса.
принцип однородности памяти: Команды и данные хранятся в одной и той же памяти и внешне в памяти неразличимы. Распознать их можно только по способу использования. Одно и то же значение в ячейке памяти может использоваться в зависимости от способа обращения к нему:
как данные;
как команда;
как адрес.
принцип программного управления:программа – это набор команд, команды выполняются процессором автоматически в определённом порядке
24.Магистрально-модульная организация компьютера. Взаимодействие устройств. Принцип открытой архитектуры.
Магистрально-модульная архитектура:набор устройств (модулей) легко расширяется путём подключения к шине (магистрали).
Принцип открытой архитектуры (IBM):
спецификацияна шину (детальное описание всех параметров) опубликована
производители могут выпускать новыесовместимые устройства
на материнской плате есть стандартные разъёмы
нужны драйвера(программы управления) для каждого устройства
25.Режимы обмена данными между центральным процессором и внешними устройствами: программно управляемый ввод/вывод, обмен по прерываниям, прямой доступ к памяти.
Устройства ввода/вывода — это устройства ЭВМ, с помощью которых в машину вводится информация для ее обработки, а также из машины выводятся промежуточные и окончательные результаты ее работы в форме, доступной для восприятия человеком.Устройства внешней памяти, это такие устройства, с которых вводится или на которые выводится информация в машинной форме.
Устройства ввода/вывода (как и устройства внешней памяти) подсоединяются к системной магистрали при помощи контроллеров, которые управляют передачей данных от устройства на шину и в обратном направлении. Каждый контроллер управляет “своим” устройством под руководством центрального процессора (ЦП). Для ведения диалога между процессором и внешними устройствамипоследние чаще всего отображаются в особое адресное пространство: его ячейки принято называтьпортами; каждому устройству обычно соответствует несколько портов с последовательными адресами. В MS-DOS настройка адресов портов являлась важной частью процедуры подключения устройств, в более поздних ОС распределение портов по адресам выполняется автоматически.
В настоящее время выделяют три режима обмена информацией:
· программно-управляемый ввод/вывод;
· обмен с устройствами по прерываниям;
· прямой доступ к памяти (ПДП).
Программно-управляемый обменхарактеризуется тем, что все действия по вводу или выводу предусмотрены непосредственно в теле программы. Процессор полностью руководит ходом обмена, включая ожидание готовности периферийного устройства и прочие временные задержки, связанные с процессами ввода/вывода.
Суть обмена по прерываниям заключается в том, что УВВ сами требуют внимания процессора в том случае, когда оно необходимо. Например, клавиатура оповещает процессор, если была нажата или отпущена клавиша; все остальное время процессор выполняет программу, “не отвлекаясь” на клавиатуру.
В последнее время необходимость понимания
механизма работы прерываний сильно
возросла в связи с возникновением
идеологии программирования по
событиям. Она лежит в основе последних
систем типа Visual Basic (базовый язык Microsoft
Office) или Delphi. Приведем примеры нескольких
событий, на которые программа может
реагировать: сдвинута мышь, нажата (или
отпущена) ее кнопка, нажата клавиша 
,
выбран тот или иной пункт меню, открыто
новое окно на экране и многие-многие
другие.
В обоих описанных выше видах обмена руководство осуществлял ЦП. Чтобы улучшить эффективность использования вычислительной системы и увеличить скорость транспортировки крупных блоков данных от устройств в память и обратно, в современных компьютерах разработан так называемый прямой доступ к памяти(по-английски DMA — Direct Memory Access). Принципиальное отличие ПДП заключается в том, что в этом режиме процессор не производит обмен, а только подготавливает его, программируя контроллера ПДП.