- Главная
- Разное
- Образование
- Спорт
- Естествознание
- Природоведение
- Религиоведение
- Французский язык
- Черчение
- Английский язык
- Астрономия
- Алгебра
- Биология
- География
- Геометрия
- Детские презентации
- Информатика
- История
- Литература
- Математика
- Музыка
- МХК
- Немецкий язык
- ОБЖ
- Обществознание
- Окружающий мир
- Педагогика
- Русский язык
- Технология
- Физика
- Философия
- Химия
- Шаблоны, фоны, картинки для презентаций
- Экология
- Экономика
Презентация, доклад на тему Основные понятия архитектуры ЭВМ
Содержание
- 1. Основные понятия архитектуры ЭВМ
- 2. «Человек придает кибернетическим машинам способность творить и создает этим себе могучего помощника»Ноберт Винер
- 3. Тема:Основные понятия архитектуры ЭВМ
- 4. Цель:Рассмотреть историю архитектуры ЭВМ и основные принципы архитектуры Фон-Неймана
- 5. Задачи Лекции:1.Рассмотреть историю развития ЭВМ 2.Классифицировать поколения
- 6. План Лекции:1. Обзор и история архитектуры ЭВМ. Поколения ЭВМ 2. Основные принципы архитектуры Фон-Неймана
- 7. 1. Обзор и история архитектуры ЭВМ. Поколения ЭВМ
- 8. Слайд 8
- 9. История развития Вычислительной техники насчитывает несколько десятков
- 10. История развития Вычислительной техники насчитывает несколько десятков
- 11. Кости с зарубками30 000 лет до н.э «Вестоницкая кость», Чехия
- 12. Саламинская доска300 лет до н.э - бороздки
- 13. АбакV-VI век н.эСуан-панДревний Рим.Китай- позволял лишь запоминать результат, а все арифметические действия должен был выполнять человек.
- 14. Узелковое письмо VII век н.э- узлы с
- 15. СчетыXV-XVII век н.эСоробанЯпонияРоссия
- 16. Леонардо да Винчи XV-XVII век н.э- суммирующее устройство с зубчатыми колесами: - сложение 13-разрядных чисел
- 17. Вильгельм Шиккард 1623 год н.э- сложение и умножение 6-разрядных чисел.Суммирующие «счетные часыСгорелаНемецкий ученый, Первая механическая машина
- 18. История развития Вычислительной техники насчитывает несколько десятков
- 19. Блез Паскаль 1642 год н.э (1623 -
- 20. Вильгельм Готфрид Лейбниц 1672 год н.эАрифмометр «Феликс»
- 21. Чарльз Бэббидж1834 годАналитическая машина - мельница»
- 22. Ада Лавлейс 1834-1836 годыПервая программа – вычисление чисел Бернулли (циклы, условные переходы)Основные принципы программирования(1815-1852)
- 23. Джордж Буль1840-е годыРазработал основы математической логики, логические операторы И, ИЛИ и НЕ.(1815 - 1864)
- 24. Джон Томсон1897 год- Электронно-лучевая трубка - Вакуумные лампы – диод, триод
- 25. Слайд 25
- 26. М.А. Бонч-Бруевич1918 год- Триггер – устройство для хранения бита
- 27. Конрад Цузе1937-1941 годы электромеханические реле
- 28. Дж. Атанасофф1939-1942 годы двоичная системарешение систем 29 линейных уравненийпервые электронные схемы отдельных узлов ЭВМэлектронная машина ABC
- 29. Говард Айкен 1944 годПервый компьютер в США:
- 30. I. 1945 – 1955 электронно-вакуумные лампыII. 1955
- 31. I поколение (1945-1955)ЭВМ первого поколения в качестве
- 32. Джон фон Нейман1945 годПринципы фон НейманаПринцип двоичного кодированияПринцип программного управленияПринцип однородности памятиПринцип адресности
- 33. Дж. Моучли и П. Эккерт1943 - 1946
- 34. Сергей Алексеевич Лебедев1951 - 1952 годы- МЭСМ
- 35. II поколение (1955-1965)Элементной базой второго поколения стали
- 36. БЭСМ-61955-1966 годы- 60 000 транзисторов- 200 000
- 37. III поколение (1965-1980)Элементной базой ЭВМ третьего поколения
- 38. Большие универсальные компьютеры IBM/360 и IBM/370 1964-1970
- 39. Компьютеры ЕС ЭВМ
- 40. Серия PDP фирмы DEC1970-1975 годыменьшая ценапроще программироватьграфический
- 41. IV поколение (с 1980 г.)Техника четвертого поколения
- 42. 1974 год- комплект для сборки- процессор Intel 8080- частота 2 МГц- память 256 байтАльтаир-8800(Э. Робертс)
- 43. 1976 год- комплект для сборки- процессор Intel
- 44. 1974 годы- тактовая частота 1 МГц- память
- 45. 1983 год- память 128 Кб- 2 дисковода 5,25 дюйма с гибкими дискамиApple-IIeLisa- первый компьютер, управляемый мышью
- 46. 1983-1985 годыпроцессор Intel 8088частота 4,77 МГцпамять 64
- 47. 1985 годпроцессор Motorolla 7 МГцпамять до 8
- 48. 2006-2007 годпроцессор - до 8 ядерпамять до
- 49. История развития Вычислительной техники насчитывает несколько десятков
- 50. ПерспективыКвантовые компьютеры эффекты квантовой механикипараллельность вычислений2006 –
- 51. II. Основные принципы архитектуры Фон-Неймана
- 52. Термин «архитектура» используется для описания принципа действия,
- 53. Основы учения об архитектуре ЭВМ заложил выдающийся
- 54. Принципы фон Неймана(«Предварительный доклад о машине EDVAC»,
- 55. В докладе фон Неймана, посвященном описанию ЭВМ,
- 56. Схема устройстваПринципы фон Неймана
- 57. АЛУ и УУЗУУстройство ВводаУстройства ВыводаПринципы фон Неймана
- 58. Связи между устройствами компьютера согласно принципам фон
- 59. 1. Информатика. Систематический курс. Учеб.для студентов эконом.спец.вузов/под ред.Макаровой.-3-е
- 60. ???Кто и в каком году создал первую
- 61. Спасибо за Внимание!
«Человек придает кибернетическим машинам способность творить и создает этим себе могучего помощника»Ноберт Винер
Слайд 1Костанайский Государственный Университет
им. Ахмета Байтурсынова
Автор презентации: ст. преподаватель кафедры ИиМ
Ермагамбетова Гульмира Нурлановна
Слайд 2«Человек придает кибернетическим машинам способность творить и создает этим себе могучего
помощника»
Ноберт Винер
Слайд 5Задачи Лекции:
1.Рассмотреть историю развития ЭВМ
2.Классифицировать поколения ЭВМ
3. Показать основные принципы
фон Неймана
4. Показат ь схему устройства ЭВМ по принципу фон Неймана
Слайд 6План Лекции:
1. Обзор и история архитектуры ЭВМ. Поколения ЭВМ
2. Основные
принципы архитектуры Фон-Неймана
Слайд 8
- 3 000 лет - _
Уровень развития ЭВМ, оп/с
История развития Вычислительной техники насчитывает несколько десятков веков назад.
Потребность в автоматизации обработки данных, в том числе вычислений, возникла очень давно. Более 3 000 лет тому назад для счета использовались счетные палочки, камешки и т.д.
Слайд 9История развития Вычислительной техники насчитывает несколько десятков веков назад.
Потребность в
автоматизации обработки данных, в том числе вычислений, возникла очень давно. Более 3 000 лет тому назад для счета использовалиь счетные палочки, камешки и т.д.
- 3 000 лет - _
Слайд 10История развития Вычислительной техники насчитывает несколько десятков веков назад.
Потребность в
автоматизации обработки данных, в том числе вычислений, возникла очень давно. Более 3 000 лет тому назад для счета использовалиь счетные палочки, камешки и т.д.
- 3 000 лет - _
Слайд 12Саламинская доска
300 лет до н.э
- бороздки – единицы, десятки, сотни,
…
- количество камней – цифры
- десятичная система
- количество камней – цифры
- десятичная система
о. Саламин, Эгейское море
Слайд 13Абак
V-VI век н.э
Суан-пан
Древний Рим.
Китай
- позволял лишь запоминать результат, а все арифметические
действия должен был выполнять человек.
Слайд 14Узелковое письмо
VII век н.э
- узлы с вплетенными камнями
- нити разного
цвета (красная – число воинов, желтая – золото
- десятичная система
- десятичная система
Южная Америка
Слайд 16Леонардо да Винчи
XV-XVII век н.э
- суммирующее устройство с зубчатыми колесами:
- сложение 13-разрядных чисел
Слайд 17Вильгельм Шиккард
1623 год н.э
- сложение и умножение 6-разрядных чисел.
Суммирующие «счетные
часы
Сгорела
Немецкий ученый, Первая механическая машина
Слайд 18
История развития Вычислительной техники насчитывает несколько десятков веков назад.
Потребность в
автоматизации обработки данных, в том числе вычислений, возникла очень давно. Более 3 000 лет тому назад для счета использовалиь счетные палочки, камешки и т.д.
Слайд 19Блез Паскаль
1642 год н.э
(1623 - 1662) французский математик, физик,
религиозный философ и писатель.
Механическая счетная машина
- сложение и вычитание 8-разрядных чисел
десятичная система
зубчатые колеса
Слайд 20Вильгельм Готфрид Лейбниц
1672 год н.э
Арифмометр «Феликс»
(1646 - 1716)
- Сложение, вычитание,
умножения, деления и извлечения квадратного корня
Бинарные числа: 1 и 0
Десятичная система
Бинарные числа: 1 и 0
Десятичная система
Слайд 21Чарльз Бэббидж
1834 год
Аналитическая машина
- мельница» (автоматическое выполнение вычислений)
- «склад» (хранение
данных)
- «контора» (управление)
- ввод данных и программы си перфокарт
-ввод программы «на ходу»
- «контора» (управление)
- ввод данных и программы си перфокарт
-ввод программы «на ходу»
первый подробный проект автоматической вычислительной машины.
впервые предложил и частично реализовал, идею программно-управляемых вычислений
Слайд 22Ада Лавлейс
1834-1836 годы
Первая программа – вычисление чисел Бернулли (циклы, условные
переходы)
Основные принципы программирования
Основные принципы программирования
(1815-1852)
Слайд 23Джордж Буль
1840-е годы
Разработал основы математической логики, логические операторы И, ИЛИ и
НЕ.
(1815 - 1864)
Слайд 27Конрад Цузе
1937-1941 годы
электромеханические реле
(устройства с двумя состояниями)
- двоичная система
- использование булевой алгебры
- ввод данных с киноленты
- двоичная система
- использование булевой алгебры
- ввод данных с киноленты
Zuse I -
Zuse II -
Zuse III -
Colossus II
Слайд 28Дж. Атанасофф
1939-1942 годы
двоичная система
решение систем 29 линейных уравнений
первые электронные схемы
отдельных узлов ЭВМ
электронная машина ABC
электронная машина ABC
Слайд 29Говард Айкен
1944 год
Первый компьютер в США:
длина 17 м, вес
5 тонн
75 000 электронных ламп
3000 механических реле
сложение – 3 секунды,
деление – 12 секунд
75 000 электронных ламп
3000 механических реле
сложение – 3 секунды,
деление – 12 секунд
профессор Гарвардского университета
(1815 - 1864)
Слайд 30I. 1945 – 1955
электронно-вакуумные лампы
II. 1955 – 1965
транзисторы
III. 1965 –
1980
интегральные микросхемы
IV. 1980-…
большие и сверхбольшие интегральные схемы (БИС и СБИС)
интегральные микросхемы
IV. 1980-…
большие и сверхбольшие интегральные схемы (БИС и СБИС)
Поколения компьютеров
Слайд 31I поколение (1945-1955)
ЭВМ первого поколения в качестве элементной базы использовали электронные
лампы и реле.
элементарная база — лампы,
оперативная память на электронно-лучевых трубках и ферритовых сердечниках,
быстродействие до 10-20000 оп/сек.,
нет операционных систем
охлаждение,
однопрограммность.
ввод и вывод: перфоленты, перфокарты, магнитные ленты
Слайд 32Джон фон Нейман
1945 год
Принципы фон Неймана
Принцип двоичного кодирования
Принцип программного управления
Принцип однородности
памяти
Принцип адресности
Принцип адресности
Слайд 33Дж. Моучли и П. Эккерт
1943 - 1946 годы
Первый компьютер общего назначения
на электронных лампах:
- длина 26 м, вес 35 тонн
- сложение – 1/5000 сек, деление – 1/300 с.
- десятичная система счисления
- 10-разрядные числа
- длина 26 м, вес 35 тонн
- сложение – 1/5000 сек, деление – 1/300 с.
- десятичная система счисления
- 10-разрядные числа
ЭНИАК, ENIAC
Слайд 34Сергей Алексеевич Лебедев
1951 - 1952 годы
- МЭСМ – малая электронно-счетная машина
- 6 000 электронных ламп
- 3 000 операций в секунду
- двоичная система
- БЭСМ – большая электронно-счетная машина
- 5 000 электронных ламп
- 10 000 операций в секунду
Слайд 35II поколение (1955-1965)
Элементной базой второго поколения стали полупроводниковые транзисторы
элементарная база
— полупроводниковые транзисторы
быстродействие 10000–100000 оп/сек
объем памяти — до 150 слов при длине слова до 50 двоичных разрядов
первые операционные системы
первые языки программирования: Фортран (1957), Алгол (1959)
средства хранения информации: магнитные барабаны, магнитные диски
быстродействие 10000–100000 оп/сек
объем памяти — до 150 слов при длине слова до 50 двоичных разрядов
первые операционные системы
первые языки программирования: Фортран (1957), Алгол (1959)
средства хранения информации: магнитные барабаны, магнитные диски
Слайд 36БЭСМ-6
1955-1966 годы
- 60 000 транзисторов
- 200 000 диодов
- 1 млн. операций
в секунду
- память – магнитная лента, магнитный барабан
- память – магнитная лента, магнитный барабан
Слайд 37III поколение (1965-1980)
Элементной базой ЭВМ третьего поколения стали интегральные схемы ,
принадлежит американским ученым Д. Килби и Р. Нойсу.
элементарная база — интегральные схемы (ИС)
быстродействие 106–107 оп/сек
снижены габариты и энергопотребление ЭВМ
Оперативная память строилась на ИС и достигала объема 105–106 байт
Унифицировались периферийные устройства
Появился широкий выбор языков программирования
Многопрограммный и терминальный режимы операционных систем
Слайд 38Большие универсальные компьютеры
IBM/360 и IBM/370
1964-1970 годы
кэш-память
конвейерная обработка команд
операционная
системаOS/360
1 байт = 8 бит (а не 4 или 6)
разделение времени
1 байт = 8 бит (а не 4 или 6)
разделение времени
Слайд 39Компьютеры ЕС ЭВМ
ЕС-1020
и ЕС-1060
1971-1982 годы
ЕС-1020 20 тыс. оп/c
память 256 Кб
ЕС-1060 1 млн. оп/c
память 8 Мб
ЕС-1066 5,5 млн. оп/с
память 16 Мб
Слайд 40Серия PDP фирмы DEC
1970-1975 годы
меньшая цена
проще программировать
графический экран
СМ ЭВМ – система
малых машин
до 3 млн. оп/c
память до 5 Мб
Слайд 41IV поколение (с 1980 г.)
Техника четвертого поколения породила качественно новый элемент
ЭВМ – микропроцессор
Элементарная база — большие и сверхбольшие ИС (БИС и СБИС)
Быстродействие 107–108 оп/сек.
Оперативная память – до нескольких гигабайт
Многопроцессорные и персональные ЭВМ.
Специализированное программное обеспечение
Компьютерные сети
Мультимедиа (графика, анимация, звук)
Слайд 421974 год
- комплект для сборки
- процессор Intel 8080
- частота 2 МГц
-
память 256 байт
Альтаир-8800
(Э. Робертс)
Слайд 431976 год
- комплект для сборки
- процессор Intel 8080
- частота 2 МГц
-
память 256 байт
Стефан Возняк и Стивен Джобс
Apple-I
Слайд 441974 годы
- тактовая частота 1 МГц
- память 48 Кб
- цветная графика
-
звук
- встроенный язык Бейсик
- первые электронные таблицы VisiCalc
- встроенный язык Бейсик
- первые электронные таблицы VisiCalc
Apple-II
Слайд 451983 год
- память 128 Кб
- 2 дисковода 5,25 дюйма с гибкими
дисками
Apple-IIe
Lisa
- первый компьютер, управляемый мышью
Слайд 461983-1985 годы
процессор Intel 8088
частота 4,77 МГц
память 64 Кб
гибкие диски 5,25 дюйма
IBM
5150
процессор Intel 80286
частота 8 МГц
винчестер 20 Мб
IBM PC AT
Слайд 471985 год
процессор Motorolla 7 МГц
память до 8 Мб
дисплей до 4096 цветов
мышь
многозадачная
ОС
4-канальный стереозвук
технология Plug and Play (autoconfig)
4-канальный стереозвук
технология Plug and Play (autoconfig)
Amiga-1000
Слайд 482006-2007 год
процессор - до 8 ядер
память до 16 Гб
винчестер(ы) до 4
Тб
MacPro
MacBook
монитор 15’’ или 17’’
Intel Core 2 Duo
память до 4 Гб
винчестер до 300 Гб
Слайд 49История развития Вычислительной техники насчитывает несколько десятков веков назад.
Потребность в
автоматизации обработки данных, в том числе вычислений, возникла очень давно. Более 2 000 лет тому назад для счета использовалиь счетные палочки, камешки и т.д.
Слайд 50Перспективы
Квантовые компьютеры
эффекты квантовой механики
параллельность вычислений
2006 – компьютер из 7 кубит
Оптические компьютеры
Биокомпьютеры
химическая реакция с участием ферментов
330 трлн. операций в секунду
Слайд 52Термин «архитектура» используется для описания принципа действия, конфигурации и взаимного соединения
основных логических узлов ЭВМ.
Архитектура – это многоуровневая иерархия аппаратно-программных средств, из которых строится ЭВМ.
Слайд 53Основы учения об архитектуре ЭВМ заложил выдающийся американский математик Джон фон
Нейман.
+
=
Основные принципы построения ЭВМ
ENIAC
1945 год…
Слайд 54Принципы фон Неймана
(«Предварительный доклад о машине EDVAC», 1945)
Принцип двоичного кодирования:
вся
информация кодируется в двоичном виде.
Принцип программного управления:
программа состоит из набора команд, которые выполняются процессором автоматически друг за другом в определенной последовательности.
Принцип однородности памяти:
программы и данные хранятся в одной и той же памяти.
Принцип адресности:
память состоит из пронумерованных ячеек; процессору в любой момент времени доступна любая ячейка.
Слайд 55В докладе фон Неймана, посвященном описанию ЭВМ, выделено пять базовых элементов
компьютера, которые существуют и на сегодняшнее время:
- арифметико-логическое устройство (АЛУ);
- устройство управления (УУ);
- запоминающее устройство (ЗУ);
- система ввода информации;
система вывода информации.
Описанную структуру ЭВМ принято называть архитектурой фон Неймана.
- арифметико-логическое устройство (АЛУ);
- устройство управления (УУ);
- запоминающее устройство (ЗУ);
- система ввода информации;
система вывода информации.
Описанную структуру ЭВМ принято называть архитектурой фон Неймана.
Принципы фон Неймана
(«Предварительный доклад о машине EDVAC», 1945)
Слайд 58
Связи между устройствами компьютера согласно принципам фон Неймана (одинарные линии показывают
управляющие связи, пунктир - информационные
Принципы фон Неймана
Слайд 591. Информатика. Систематический курс. Учеб.для студентов эконом.спец.вузов/под ред.Макаровой.-3-е изд., - М.: Финансы
и статистика, 2004.-с.13-40, 62-97
Угринович Н.Д. Практикум по информатике и информационным технологиям. Учебное пособие для общеобразовательных учреждений. Изд.2-е, испр.-М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2004, с.32-37
Макарова Н. В. Программа по информатике (системно – информационная концепция). – СПб.: Питер, 2004. – 64с.: ил.
Информатика и ИКТ. Учебник. 10 класс. Базовый уровень / Под ред. проф. Н. В. Макаровой. - СПб.: Питер, 2008. – 256с.
Журнал «Информатика и образование», 2006 – 2007гг.
Большая школьная энциклопедия, Т. 1. Естественные науки (автор – составитель раздела информатики Симонович С. В.). – М.: Русское энциклопедическое товарищество, 2004. – 704с.
Информатика и ИКТ. Подготовка к ЕГЭ / Под ред. проф. Н. В. Макаровой. - СПб.: Питер, 2007. – 160с.
Информатика и информационные технологии. Учебник для 10 – 11 классов / Н. Д. Угринович. – М. : БИНОМ. Лаборатория знаний, 2004. – 512с.
Шелепаева А. Х. Поурочные разработки по информатике: базовый уровень. – М.: ВАКО, 2007. – 352с.
Угринович Н.Д. Практикум по информатике и информационным технологиям. Учебное пособие для общеобразовательных учреждений. Изд.2-е, испр.-М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2004, с.32-37
Макарова Н. В. Программа по информатике (системно – информационная концепция). – СПб.: Питер, 2004. – 64с.: ил.
Информатика и ИКТ. Учебник. 10 класс. Базовый уровень / Под ред. проф. Н. В. Макаровой. - СПб.: Питер, 2008. – 256с.
Журнал «Информатика и образование», 2006 – 2007гг.
Большая школьная энциклопедия, Т. 1. Естественные науки (автор – составитель раздела информатики Симонович С. В.). – М.: Русское энциклопедическое товарищество, 2004. – 704с.
Информатика и ИКТ. Подготовка к ЕГЭ / Под ред. проф. Н. В. Макаровой. - СПб.: Питер, 2007. – 160с.
Информатика и информационные технологии. Учебник для 10 – 11 классов / Н. Д. Угринович. – М. : БИНОМ. Лаборатория знаний, 2004. – 512с.
Шелепаева А. Х. Поурочные разработки по информатике: базовый уровень. – М.: ВАКО, 2007. – 352с.
Литература
Слайд 60???
Кто и в каком году создал первую модель вычислительной машины?
Кто является
разработчики аналитической, прообраза современной программно-управляемой, машины?
Назовите имя первого программиста.
Кто сформулировал основные принципы, лежащие в основе архитектуры вычислительной машины?
В каком году закончена разработка БЭСМ (Большой Электронной Счётной Машины)?
В каком году в продажу поступила первая, выполненная на пластине кремния, интегральная схема (ИС)?
Перечислите признаки, отличающие одно поколение от другого.
В каком году под руководством Д. Эккерта и Д. Моучли была создана вычислительная машина ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer)?
Назовите имя первого программиста.
Кто сформулировал основные принципы, лежащие в основе архитектуры вычислительной машины?
В каком году закончена разработка БЭСМ (Большой Электронной Счётной Машины)?
В каком году в продажу поступила первая, выполненная на пластине кремния, интегральная схема (ИС)?
Перечислите признаки, отличающие одно поколение от другого.
В каком году под руководством Д. Эккерта и Д. Моучли была создана вычислительная машина ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer)?
Контрольные вопросы:
