Лабораторная работа № 3 «Архитектура вычислительной системы»

Цель лабораторной работы:

• Изучение архитектуры вычислительной системы;

• Знакомство с основными характеристиками компонентов вычислительной системы.

Форма организации занятия: индивидуальная работа

Студент должен:

Знать:

• Понятие архитектуры вычислительной системы;

• Основные компоненты вычислительной системы;

• Характеристики основных компонентов вычислительной системы.

Уметь:

• Определять архитектуру вычислительной системы;

• Идентифицировать компоненты вычислительной системы;

• Описать характеристики компонентов вычислительной системы.

Методические указания:

В широком смысле архитектурой вычислительной системы называют совокупность её свойств и характеристик, рассматриваемую с точки зрения пользователя машины.

Конструктивные решения, заложенные в первую модель IBM PC образца 1981 года, без каких-либо сильных изменений дошли и до наших дней.

В классическом варианте исполнения PC состоит из системного блока, к которому подключаются видеомонитор, клавиатура и все периферийные устройства.

В системном блоке расположена системная или материнская плата с установленными на ней центральными компонентами компьютера – процессором, оперативной памятью, вспомогательными схемами и щелевыми разъёмами (слотами, шинами) , в которые можно устанавливать платы расширения.

В корпусе любого системного блока имеются отсеки для установки НЖМД и НГМД 3-дюймового и 5-дюймового форматов и блок питания. На задней стенке корпуса есть порты для разъёмов клавиатуры и некоторые другие, а также щелевые прорези, через которые из корпуса выходят внешние разъёмы, установленные на платах расширения. Платы (карты) расширения имеют краевой печатный разъём, которым они соединяются со слотами шины ввода/вывода, а металлическая скоба используется для закрепления платы на корпусе. На этой же скобе могут быть установлены дополнительные внешние разъёмы.

Габаритные и присоединительные размеры плат, способы их крепления и шины ввода/вывода унифицированы, что позволяет конструировать РС по своему усмотрению.

Персональный компьютер описывают по следующим основным характеристикам.

1. Быстродействие, производительность, тактовая частота. Единицами измерения быстродействия являются:

а) MIPS – Mega Instruction Per Second – миллион операций в секунду с фиксированной точкой;

б) MFLOPS – Mega Floating Operations Per Second – миллион операций в секунду над числами с плавающей точкой;

в) GFLOPS – Giga Floating Operations Per Second – миллиард операций в секунду над числами с плавающей точкой;

г) KOPS – Kilo Operations Per Second – тысяча неких усреднённых операций в секунду над числами;

д) iCOMP Index – Intel Comparative Microprocessor Performance – в этом случае используется смесь 16- и 32-битных операций четырёх категорий: целочисленных, с плавающей точкой, скорость обработки графики и видео (за базовый для отсчёта был взят процессор Intel 486 SX-25, т.к. у него iCOMP Index равен 100);

е) iCOMP Index 2.0 отличается своим набором показателей и весовыми коэффициентами (базовым для отсчёта был взят Pentium 120 МГц, т. к. в нём уже используются 32-битные операции и мультимедийный текст).

Остальные фирмы используют понятие P-Rating - они сравнивают свои процессоры с производительностью процессора Pentium соответствующей частоты.

2. Ёмкость и тип оперативной и кэш-памяти, жёсткого диска и количество дисководов для НГМД.

3. Тип процессора, системного и локального интерфейса.

4. Разрядность машины и кодовых шин интерфейса.

5. Тип видеомонитора, видеоадаптера и других внешних устройств.

6. Аппаратная и программная совместимость с другими PC.

7. Имеющееся программное обеспечение и возможность работать в многозадачном режиме и сетях PC.

8. Надёжность, стоимость, габариты и масса.

Для идентификации компонентов компьютера и изучения их характеристик можно использовать различные программы: Sandra, AIDA64 (Everest) и др.

Задания на лабораторную работу:

Задание 1

Заполните таблицу для целевого компьютера

Процессор
Модель процессора
Изготовитель
Скорость процессора
Производительность процессора (ФЛОПС)
Количество ядер
Тип сопроцессора
Размер внутреннего кэша данных
Размер внутреннего кэша команд
Размер встроенного кэша L2
Номинальная мощность ядра процессора
Температура процессора
Материнская плата
Модель материнской платы
Изготовитель
Типы шин
Чипсет
Тип чипсета
BIOS
Тип BIOS
Шины
Скорость системной шины
Скорость шины памяти
Память
Тип оперативной памяти
Объем оперативной памяти
Виды кэш-памяти
Объем кэш-памяти
Видеоподсистема
Тип графического устройства
Модель графического устройства
Скорость графического устройства
Производительность графического устройства
Физические накопители
Тип накопителя
Модель накопителя
Изготовитель
Объем накопителя
Интерфейс
Аудиоподсистема
Тип аудиоустройства
Модель аудиоустройства
Сетевое оборудование
Тип сетевого оборудования
Модель сетевого оборудования
Прочее оборудование
Вид оборудования
Модель оборудования

Задание 2.

Заполните аналогичную таблицу для своего домашнего компьютера.

Вопросы для зачета

1. Назовите основные компоненты ПК.

2. Назовите компоненты системного блока.

3. Какие типы архитектур вычислительных систем Вы знаете?

4. Назовите основные устройства, расположенные на системной плате.

5. Назовите основные характеристики процессора.

6. Назовите виды периферийного оборудования.

Рекомендуемая литература

1. Максимов Н.В., Партыка Т.Л., Повпов И.И. Архитектура ЭВМ и вычислительных систем. М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2006

2. Максимов Н.В., Партыка Т.Л., Повпов И.И. Технические средства информатизации. М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2005

3. Надточий А.И. Технические средства информатизации. М.: КОС-ИНФ, Рос. экон. акад., 2003

4. Путилин А.Б. Вычислительная техника и программирование в измерительных информационных системах. М.: Дрофа, 2006

5. Столингс У. Структурная организация и архитектура компьютерных систем. М.: Издательский дом Вильямс, 2002.