Техническое обеспечение ИС

Принципы Джон фон Неймана (опубликованы в 1945г.):

Основными блоками машины являются блок

Универсальная ЭВМ по фон Нейману

Классификация ЭВМ

По принципу действия
По поколениям на основе элементной базы
По назначению
По производительности

Классификация по принципу действия

Аналоговые ЭВМ

По поколениям на основе элементной базы

Первое поколение (электронные лампы)
Второе поколение (транзисторы)
Третье

Поколения ЭВМ

Первое поколение построено на электронных лампах

Поколения ЭВМ

Логический элемент (ячейка) ЭВМ Урал -1

ЭВМ первого поколения Урал-1

Поколения ЭВМ

Второе поколение построено на транзисторах (полупроводниковых аналогах ламп)

ЭВМ второго поколения БЭСМ-6

ЭВМ третьего поколения Урал-14

Третье поколение построено на микросхемах

ЭВМ третьего поколения ЕС-1020

ЭВМ третьего поколения ЕС-1035

ЭВМ четвертого поколения

На больших микросхемах, содержащих десятки-сотни миллионов логических элементов

Общие черты ЭВМ элементной базы первых четырех поколений

Реле

Общие черты ЭВМ элементной базы первых четырех поколений

Электронная лампа

Общие черты ЭВМ элементной базы первых четырех поколений

Транзистор

ЭВМ пятого поколения

Построены на принципах нечеткой логики
Логический элемент компьютера может находиться

Классификация по назначению

Универсальные ЭВМ
Проблемно-ориентированные ЭВМ
Специализированные ЭВМ

Универсальные ЭВМ
Высокая производительность
Разнообразие форм обрабатываемых даны при большом диапазоне их изменения

Проблемно-ориентированные ЭВМ

служат для решения более узкого круга задач, связанных, как правило,

Специализированные ЭВМ

Специализированные ЭВМ используются для решения узкого круга задач или реализации

Классификация По производительности и характеру использования

микрокомпьютеры, в том числе — персональные

Микрокомпьютеры — это компьютеры, в которых центральный процессор выполнен в виде

Миникомпьютерами и суперминикомпьютерами называются машины, конструктивно выполненные в одной стойке, т.е.

Мэйнфреймы предназначены для решения широкого класса научно-технических задач и являются сложными

Суперкомпьютеры — это компьютеры с производительностью свыше 100 мегафлопов (1 мегафлоп

Персональный компьютер. Понятие архитектуры.

Архитектурой компьютера называется его описание на некотором

Архитектура ПК

Шина

Шина это электронное устройство обеспечивающее бесконфликтный обмен данными адресами и командами

Основные характеристики шины

Разрядность шины
Тактовая частота шины
Архитектура шины (Chipset)

Системная шина

Chipset Intel p965

Материнская плата

Сетевой контроллер

Интегрированная звуковая подсистема

Процессор ПК

Основные производители Intel, AMD
Основные характеристики:
Архитектура процессора
Тактовая частота (количество элементарных

Производительность ≠ тактовая частота
Производительность = F(
Архитектура процессора,
Тактовая частота,
Производительность,
Разрядность,

Структура процессора

АЛУ
(Арифметическо- логическое устройство целочисленной арифметики)

УУ
(Устройство управления)

Регистры (микропроцессорная память)

Кэш-память

Структура современных процессоров

Микрофотография двухъядерного процессора Intel

Процессоры Intel

Память ПК

Типы памяти
Внутренняя
Внешняя

Внутренняя память

Постоянное запоминающее устройство
Оперативное запоминающее устройство
Кэш память
Видео память
Энергонезависимая память

Постоянное запоминающее устройство

Объем 256 кб
Значительно медленнее ОЗУ
Содержит BIOS (Basic Input Output

Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ)

Высоко быстродействующая память (работает на частоте системной шины)
Имеет

ОЗУ

Кэш память

Сверхбыстродействующая память. Работает на частоте процессора.
Частота процессора = частота

Кэш второго уровня (L2)

Видео память

В видео памяти хранятся и обрабатываются элементы изображения
Имеет объем в

Видео память

Энергонезависимая память

Медленная память на микросхеме
Содержимое памяти не разрушается при выключении сетевого

Энергонезависимая память содержит значения параметров большинства устройств компьютера. Значения параметров можно

Внешняя память

Накопители на гибких магнитных дисках
Накопители на жестких магнитных дисках
Оптические накопители
Flash

Накопители на гибких магнитных дисках

Небольшой объем 1,44мб
Невысокая скорость доступа к информации
Невысокая надежность хранения информации
Низкая цена

Накопители на жестких магнитных дисках

Характеристики накопителей на жестких магнитных дисках

Самое высокопроизводительное устройство ПК с механическим

Вид интерфейса: параллельный, последовательный

Логическая структура магнитного диска

Кластер – один или несколько смежных секторов.
Цилиндр

Логическая структура магнитного диска в файловой системе FAT

FAT -File Allocation Table

Логическая структура магнитного диска в файловой системе FAT

Количество кластеров = Объем

Потери дисковой памяти при больших размерах кластеров

Реальный размер файла

Занимаемое файлом пространство

Потери дисковой памяти при больших размерах кластеров

Файловая система NTFS (windows 2000, windows XP)

Системная область файловой системы не

Форматирование МД

Форматирование – процесс создания логической структуры на МД.

Форматирование МД

Уровни форматирования
Высокоуровневое
Низкоуровневое
Виды форматирования
Полное (жесткое)
Мягкое
Быстрое

Высокоуровневое форматирование

Создание логической структуры диска (нулевой дорожки в файловой системе FAT)

Низкоуровневое форматирование

Для жесткого диска выполняется изготовителем. Для достижения максимального использования дискового

Полное форматирование

Проверка качества магнитного покрытия, в случае необходимости нечитаемые сектора помечаются

Мягкое форматирование

Проверка качества магнитного покрытия, в случае необходимости нечитаемые сектора помечаются

Быстрое форматирование

Сохранение старой нулевой дорожки (для системы FAT)
Создание логической структуры

Организация винчестеров в RAID массивы

«RAID» (Redundant Arrays of Inexpensive Disks) -

Зеркалирование

Чередование

Дуплекс

Накопители на оптических дисках

Типы накопителей
CD
DVD
Blu-Ray

Характеристика CD

Объем 650-700мб
Информация записывается лучом лазера. При этом изменяются оптические свойства

Характеристика DVD

Объем 4,7-9-18 гб однослойные, двухслойные и двухсторонние)
Информация записывается лучом

Сравнительный размер питов

Flash накопители

Построены на микросхемах аналогичных микросхемам на которых построен BIOS
Не требуют

Flash накопители

Магнитооптические накопители

Имеют магнитный носитель информации
Чтение осуществляется аналогично чтению на магнитном диске
При

Точка Кюри

Точка Кюри – температура
Ферромагнетик намагниченный в точке Кюри –

Стримеры

Последовательный метод доступа к данным
Медленные
Имеют значительные объемы памяти
Используются для резервного