Тема Принцип автоматической обработки информации вычислительным устройством




Скачать 92.39 Kb.
НазваниеТема Принцип автоматической обработки информации вычислительным устройством
Дата публикации11.08.2013
Размер92.39 Kb.
ТипДокументы
zadocs.ru > Информатика > Документы




Раздел 2. Технические средства реализации информационных процессов.
Тема 1. Принцип автоматической обработки информации вычислительным устройством.

Впервые принцип вычислительной машины с автоматическим выполнением команд предложил американский ученый фон Нейман.

Блок схема ЭВМ по фон Нейману

Счетчик команд

Регистр команд


УУ



АЛУ




Увв

Увыв

ЗУ

1


Команда 1

2

Команда 2

3

Команда 3

n













Движение информации

Управляющие сигналы







УУ - управляющее устройство, АЛУ - арифметико-логическое устройство

Увв - устройство ввода, ЗУ - запоминающее устройство, Увыв - устройство вывода
^ Устройство ввода служит для передачи данных и команд (инструкций по обработке данных) в запоминающее устройство. Совокупность команд называется программой.

^ Запоминающее устройство (память).

Запоминающее устройство может получать данные с устройства ввода, обмениваться ими с арифметико-логическим устройством и выдавать результаты на устройство вывода.

Память состоит из пронумерованных ячеек. Номер ячейки называют адресом.

Команды записываются в соседние ячейки по возрастанию их адресов.

Каждая команда содержит код операции, которую необходимо выполнить, и адреса ячеек, в которых находятся данные, обрабатываемые этой командой.

^ Устройство вывода служит для извлечения выходных данных и программ из запоминающего устройства.

Арифметико-логическое устройство выполняет арифметические и логические операции над введенными в машину данными.

^ Устройство управления.

После загрузки программы и данных в память, в «счетчик команд» записывается адрес первой команды программы.

Устройство управления считывает содержимое ячейки памяти, адрес которой находится в счетчике команд, и помещает его в «регистр команд».

Устройство управления:

а) расшифровывает код операции, заданный в команде;

б) считывает из памяти данные, адреса которых указаны в команде;

в) приступает к ее выполнению (для выполнения команд может быть использовано арифметико-логическое устройство).

Для каждого кода операции устройство управления имеет свою микропрограмму обработки, которая заключается в выработке управляющих сигналов для всех остальных устройств машины.

После выполнения очередной команды, счетчик команд указывает на ячейку памяти, в которой находится следующая команда программы.
^ Тема 2. Аппаратное обеспечение персональных компьютеров.

Классификация компьютеров по сферам применения.

По производительности компьютеры можно разбить на три класса.

^ Под производительностью компьютера понимают время затраченное для решения той или иной задач).

СуперЭВМ- производительность свыше 100 млн. операций в секунду.

Применяются для решения задач, которые требуют огромных объемов вычислений (гидрометеорология, космические исследования и др).

Стоимость, размеры, вес – не являются определяющими параметрами.


^ Большие ЭВМ (мейнфреймы) - компьютеры с производительностью от 10 до 100 млн. операций в секунду.

Они используются для хранения, поиска и обработки больших массивов данных, для создания трехмерной анимационной графики, выполняют роль узлов глобальной сети.

Стоимость от 30 до 300 тысяч долларов.

^ Микрокомпьютеры (персональные компьютеры) – компактные компьютеры универсального назначения. Производительность до 10 млн. операций в секунду. Микрокомпьютеры можно классифицировать по конструктивным особенностям:

а) стационарные (настольные);

б) переносные:

-портативные (оформляются в виде чемодана);

-блокноты (имеют встроенные аккумуляторы, позволяющие работать без сетевого напряжения );

-карманные (не имеют внешней памяти на магнитных носителях).

- планшетные.


Apple iPad - планшет компании Apple:

- легкий (601 грамм);

- тонкий (9 мм);

- быстрый (двухъядерный процессор) ;

- поддерживает работу с сетями третьего поколения.
Обычно персональные компьютеры состоят из трех основных частей:

-системного блока;

-клавиатуры;

-монитора,

а также можно подключать такие внешние устройства как принтер, сканер и т.д.

^ Блок схема устройства компьютера

(стрелками показаны направления передачи данных)


Системный блок

В системный блок входят - микросхемы, руководящие работой компьютера (микропроцессор, контроллеры устройств, оперативная память (ОЗУ), кэш-память, постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), шины передачи информации, порт ввода-вывода) накопитель на жестком диске, предназначенный для чтения или записи информации; накопители (дисководы) для гибких магнитных дисков; блок питания.



Микропроцессор осуществляет вычисления в соответствии с предъявленной ему программой и общее управление компьютером.
Основными характеристиками процессора являются:

а) тактовая частота (быстродействие).

Тактовая частота - указывает, сколько элементарных операций (тактов) микропроцессор выполняет за одну секунду.

Кварцевый генератор тактовых импульсов генерирует последовательность электрических импульсов. Частота генерируемых импульсов определяет тактовую частоту машины.

б) разрядность, которая характеризует объем информации, обрабатываемой за одну операцию.

^ Например: 8-разрядный микропроцессор за одну операцию обрабатывает 8 бит (1 байт) информации, 32 разрядный -32 бита;

Процессоры для IBM PC выпускают многие фирмы, но наибольшее распространение получили процессоры фирмы Intel - PENTIUM.



^ Система команд- множество элементарных операций, выполняемых процессором.

Микропроцессор типа CISK – с полным набором команд (на выполнение команды тратится несколько машинных тактов).

Микропроцессор типа RISK– с упрощенным набором команд (на выполнение команды тратится один такт.)

Сопроцессор – применяется для особо точных расчетов, а также для работы с графически программами.

Кэш-память.

Данные, выбираемые процессором из ОЗУ, одновременно копируются в кэш-память.

Если процессор повторно обратится к тем же данным, то они уже будут считаны из кэш-памяти, что значительно увеличивает быстродействие компьютера.

Современные компьютеры обладают таким быстродействием при котором возникает противоречие между высокой скоростью обработки информации внутри машины и медленной работой устройств ввода-вывода.

Контроллеры.

Контроллер можно рассматривать как специализированный процессор, управляющий работой внешнего устройства по специальным программам.

Электронные схемы, управляющие работой различных устройств, входящих в компьютер (монитора, накопителей на гибких магнитных дисках и т.д.)
^ Оперативная память (ОЗУ)



В ней хранятся программы, выполняемые в данный момент и данные, непосредственно участвующие в операциях (микросхема).

Оперативную память можно представить, как совокупность ячеек, каждая из которых может хранить данные или команды программы.

Из оперативной памяти микропроцессор берет программы и данные, в нее он записывает полученные результаты.

При выключении компьютера содержимое оперативной памяти стирается, поэтому при включении компьютера происходит автоматическая загрузка в оперативную память необходимых программ с жесткого диска (в частности программ операционной системы).

Оперативная память по быстродействию уступает микропроцессору.

^ Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ).

Для хранения базового программного обеспечения компьютера BIOS (обеспечивает запуск компьютера после включения питания).

При выключении компьютера данные, находящиеся в ПЗУ не стираются.
Шины передачи информации.

Обеспечивает обмен информацией между устройствами компьютера.

Шина состоит из трех частей:

-шина данных, по которой передается информация;

-шина адреса, определяющая куда передаются данные;

-шина управления, регулирующая процесс обмена информацией.
^ Порт ввода-вывода. Электронные схемы, через которые микропроцессор обменивается данными с внешними устройствами (принтер, мышь, модем и т.д.)

Позволяет подключить к микропроцессору периферийное устройство.
^ Накопитель на жестком магнитном диске (НГМД).

Предназначен для постоянного хранения данных и программ, используемых при работе с компьютером.

Основа жесткого диска изготавливается из сплавов алюминия или керамики, на который наносится магнитный слой, что позволяет увеличить плотность записи по сравнению с гибким диском.

Несколько магнитных дисков, помещаются на одной оси вращения в корпус - специальное электронное устройство, в котором эти диски вращаются с огромной скоростью, позволяющей быстро записывать и считывать информацию.

Специальные магнитные головки записывают или считывают данные и программы с намагниченных поверхностей.

Скорость чтения-записи до 5-ти Мбайт в сек. Емкость жесткого диска до 1,6 Гбайт.

Количество дорожек и секторов на диске задается при его форматировании.

Логическая структура диска определяется файловой системой, которая реализована на диске и зависит от операционной системы компьютера.

Накопители на жестком диске именуются - C,D.
^ Накопители на гибких магнитных дисках (внешняя память).

Позволяют переносить данные и программы с одного компьютера на другой.

Накопители на гибких магнитных дисках именуются - A,B.

Дискета делается из очень мягкого и гибкого материала – миларового пластика с магниточувствительным покрытием из окиси железа.

Дискета помещается в защитную пластиковую оболочку (конверт), предохраняющую ее от пыли, влаги, механических повреждений.

В конверте имеется отверстие, через которое головка чтения-записи информации приходит в соприкосновение с вращающейся дискетой.

Типы дискет:

3.5 дюйма -трехдюймовые (емкость- 1,44 Мбайт).
^ Накопители на оптических дисках

Достоинства:

-высокая надежность и долговечность;

-нечувствительность к загрязнению и воздействию магнитных полей

-низкая стоимость.


^ CD-ROM компакт диск только для чтения

Диск представляет собой отражающую поверхность из алюминия или золота, покрытую микроскопическими лунками и заключенную в защитную оболочку из прозрачного пластика.

Запись и считывание информации происходит с использованием светового луча лазера.

-Компакт-диски, на которые возможно произвести только однократную запись информации CD-Recodable (CD-R). Объем информации 600-700 Мбайт.

-Компакт-диски с возможностью перезаписи CD-ReWritable (CD-RW).

-Компакт-диски с высокой плотностью записи –цифровой универсальный диск Digital Versatile Disk (DVD). Объем информации на DVD до 4,7 Гбайт.

^ Недостатки дисковой памяти:

- наличие механических движущихся компонентов, имеющих малую надежность;

- большая потребляемая мощность при записи и считывании.
Флэш-память



Достоинства:

- малая энергоемкость;

- небольшие размеры (40 х 16 х 7 мм);

- значительная емкость (несколько Гбайт),

-большая скорость записи и считывания (десятки Мбайт/с).

^ Блок питания.

Служит для преобразования тока электросети (переменный ток напряжением 220в) в ток, необходимый для работы ПК (постоянный ток различных напряжений: 12в, 5в, 3в и др.)
Параметры системного блока могут быть записаны одной строкой, например:

^ P-III 800/128/20Gb/32mb/CD-ROM/ATX

Процессор Intel Pentium-III,

тактовая частота 800 МГц,

оперативная память 128 Мбайт,

жесткий диск 20 Гбай,

графический адаптер с памятью 32 Мбайт,

привод CD- ROM ,

корпус ATX.

^

Контрольные вопросы


  1. На какие три класса можно разбить компьютеры по их производительности?

  2. Как устройство управления (процессор) выполняет программу?

  3. Что такое материнская плата? Какие компоненты персонального компьютера на ней находятся?

  4. Какие основные характеристики микропроцессора?

  5. Что такое контроллер? Для чего он предназначен?

  6. Что такое кэш-память?

  7. Из каких трех частей состоит шина передачи информации?

  8. Чем отличается оперативная память от постоянной памяти?

  9. В какой памяти сохраняются программы BIOS?

  10. Из чего изготавливается основа жесткого диска?

  11. Что такое жесткий диск? Для чего он предназначен?

  12. Каким образом осуществляются операции чтения и записи информации на жесткий магнитный диск?

  13. Какие вы знаете разновидности оптических компакт-дисков?

Добавить документ в свой блог или на сайт

Похожие:

Тема Принцип автоматической обработки информации вычислительным устройством iconРешение: Существуют различные определения ЭВМ. «Электронная вычислительная...
Тема: Состав и назначение основных элементов персонального компьютера, их характеристики. Центральный процессор. Системные шины....

Тема Принцип автоматической обработки информации вычислительным устройством icon1. Понятие о вычислительной технике. Структура и аппаратные средства...
Центральным устройством большинства вычислительных систем является компьютер. Компьютер- это электронный прибор для автоматизации...

Тема Принцип автоматической обработки информации вычислительным устройством iconСообщения, данные, сигнал, атрибутивные свойства информации, показатели...
Эволюция понятия «информация» в XIX и начале XX веков. Выдающиеся ученые информатики. История методов обработки информации в работах...

Тема Принцип автоматической обработки информации вычислительным устройством iconВопросы к зачету
...

Тема Принцип автоматической обработки информации вычислительным устройством iconИнформатика – это наука, изучающая совокупность методов и средств...
Понятие информации. Виды информации. Роль информации в живой природе и в жизни людей. Язык как способ представления информации: естественные...

Тема Принцип автоматической обработки информации вычислительным устройством iconМинистерство внутренних дел РФ московский университет
...

Тема Принцип автоматической обработки информации вычислительным устройством iconЗапоминающие устройства классификация, принцип работы, основные характеристики
Устройством, в котором хранение данных возможно только при включенном питании компьютера, является…

Тема Принцип автоматической обработки информации вычислительным устройством icon1 Сообщения, сигнал, данные, атрибутивные свойства информации, показатели...
Основные понятия и методы теории информатики и кодирования. Сигналы, данные, информация. Общая характеристика процессов сбора, передачи,...

Тема Принцип автоматической обработки информации вычислительным устройством iconЛекция №1 Тема: Основные этапы развития информационного общества
И на свет стали появляться различные средства и методы обработки информации, в результате чего определились некие этапы кардинальных...

Тема Принцип автоматической обработки информации вычислительным устройством iconМетодические указания к практическим (семинарским) занятиям по дисциплине...
«Средства и системы технического обеспечения обработки, хранения и передачи информации»

Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
zadocs.ru
Главная страница

Разработка сайта — Веб студия Адаманов