Презентация, доклад по информатике Основополагающие принципы устройства ЭВМ (10 класс углубленный уровень И.Г. Семакин)

Джон фон Нейман и Сергей Алексеевич Лебедев.

развитие математики и физики. В 1946 г., анализируя сильные и слабые стороны ЭНИАКа, совместно с коллегами пришёл к идее нового типа организации ЭВМ.

Сергей Алексеевич Лебедев (1902-1974) – главный конструктор первой отечественной вычислительной машины МЭСМ, автор проектов компьютеров серии БЭСМ (Большая Электронная Счётная Машина), и принципиальных положений компьютера «Эльбрус».

утратили свою актуальность и в наши дни.

1

2

3

4

5

6

программы и организует согласованное взаимодействие всех узлов компьютера

Процессор – информационный центр. Управляет всеми процессами и пропускает через себя все информационные потоки.
Составные блоки процессора:

диктофон

Игровые устройства

Джойстик, руль, световой пистолет

Указательные (координатные)

Ввод графической информации

В

КОМПЬЮТЕР

ВВОД

ИНФОРМАЦИИ

Алгоритмы обработки информации

П
Р
О
Ц
Е
С
С
О
Р

интерактивная доска

Принтер, графопостроитель, монитор, проектор

Вывод звуковой информации

Игровые устройства

Устройства ввода/вывода

Вывод графической информации

ИЗ

КОМПЬЮТЕРА

ВЫВОД

ИНФОРМАЦИИ

Алгоритмы обработки информации

П
Р
О
Ц
Е
С
С
О
Р

в двоичной системе счисления
«согласованностью» с булевой логикой
простотой технической реализации

лишено недостатков.
В 1958 г. в Московском государственном университете им. М. В. Ломоносова под руководством Н. П. Брусенцова был создан троичный компьютер «Сетунь». В нём была применена уравновешенная троичная система счисления, использование которой впервые в истории позволило представлять одинаково просто как положительные, так и отрицательные числа.

Знаки троичной симметричной системы счисления {−,0,+}

памяти должен быть как можно больше
время доступа к памяти должно быть как можно меньше
В современных компьютерах используются устройства памяти нескольких уровней, различающиеся по своим основным характеристикам: времени доступа, сложности, объёму и стоимости.

быть также найдены на более низком уровне.

Время доступа

Цена за байт

Объем памяти

в виде программы, состоящей из последовательности команд. Команды представляют собой закодированные управляющие слова, в которых указывается:
какое выполнить действие
из каких ячеек считать операнды (данные, участвующие в операции)
в какую ячейку записать результат операции

используется для указания физического адреса по которому устройство обращается для проведения операции чтения или записи.

Шина данных используется для передачи данных между узлами компьютера

По шине управления передаются сигналы, управляющие обменом информацией между устройствами и синхронизирующие этот обмен.

Контроллер – специальный микропроцессор для управления внешними устройствами.

на центральный процессор

Повышение эффективности работы всей вычислительной системы

Современные компьютеры обладают магистрально-модульной архитектурой, главное достоинство которой заключается в возможности легко изменить конфигурацию.

определяются физическими законами

Поиск неэлектронных средств хранения и обработки данных. Создание квантовых и биологических компьютеров

НАНОТЕХНОЛОГИИ

компьютера, находящиеся внутри, от механических повреждений и внешнего воздействия.
Кроме этого он поддерживает внутри себя температуру, необходимую для стабильной работы, экранирует электромагнитное излучение, которое создается внутренними элементами.

элементы компьютера: жесткий диск, процессор (CPU), оперативная память (ОЗУ), видеокарта, оптический привод и др., устанавливается материнская плата внутри системного блока. Основная задача материнской платы - объединение и обеспечение совместной работы всех комплектующих компьютера.

Одной из важных характеристик «материнки» является её форм-фактор - стандарт, который определяет её размеры для компьютера, места крепления внутри системного блока, расположение на поверхности сокета CPU, портов ввода/вывода, слотов для оперативной памяти и др. 

функции компьютера по обработке информации.

Тактовая частота - указывает скорость элементарных операций внутри микропроцессора за 1 секунду.

(Измеряется в Мгц (мегагерцах))
1 Мгц= 1 млн тактов/сек.

Такт - промежуток времени между началами подачи двух последовательных импульсов специальной микросхемой

во время работы компьютера хранится выполняемый машинный код (программы), а также входные, выходные и промежуточные данные, обрабатываемые процессором.

в форму, пригодную для дальнейшего вывода на экран монитора. Современные видеокарты не ограничиваются простым выводом изображения, они имеют встроенный графический процессор, который может производить дополнительную обработку, снимая эту задачу с центрального процессора компьютера..

Обычно видеокарта выполнена в виде печатной платы (плата расширения) и вставляется в разъём расширения, универсальный либо специализированный (AGP, PCI Express). Также широко распространены и встроенные (интегрированные) в системную плату видеокарты — как в виде отдельного чипа, так и в качестве составляющей части северного моста чипсета или ЦПУ.

устройствами сети. В настоящее время в персональных компьютерах и ноутбуках контроллер и компоненты, выполняющие функции сетевой платы, довольно часто интегрированы в материнские платы для удобства, в том числе унификации драйвера и удешевления всего компьютера в целом.

На момент появления звуковые платы представляли собой отдельные карты расширения, устанавливаемые в соответствующий слот. В современных материнских платах представлены в виде интегрированного в материнскую плату аппаратного кодека (согласно спецификации Intel AC 97 или Intel HD Audio).

электропитания, предназначенный для снабжения узлов компьютера электроэнергией 
постоянного тока путём преобразования сетевого напряжения до требуемых значений.

чтение с которых ведётся с помощью оптического (лазерного) излучения.

Для считывания информации используется обычно луч лазера, который направляется на специальный слой и отражается от него. При отражении луч модулируется мельчайшими выемками — «питами» (от англ. pit — «ямка», «углубление») на специальном слое, на основании декодирования этих изменений устройством чтения восстанавливается записанная на диск информация.

ввода).

Компьютерная мышь  - координатное устройство для управления курсором и отдачи различных команд компьютеру.

южный мост - контролеры периферийных устройств

Архитектура компьютера

Лебедев сформулировали основополагающие принципы построения компьютеров:
состав основных компонентов вычислительной машины;
принцип двоичного кодирования;
принцип однородности памяти;
принцип адресности памяти;
принцип иерархической организации памяти;
принцип программного управления.

работой и взаимодействие его основных функциональных узлов. Архитектура первых компьютеров предполагала взаимодействие всех устройств через процессор и наличие неизменного набора внешних устройств.
Современные компьютеры обладают открытой магистрально-модульной архитектурой – устройства взаимодействуют через шину, что способствует оптимизации процессов внутреннего обмена информацией.
Современная архитектура позволяет легко изменить конфигурацию компьютера путём подключения к шине новых или замены старых внешних устройств.

построения компьютеров.
Перечислите положительные и отрицательные стороны двоичного представления информации в компьютере.
В чём состоит суть принципа адресности памяти?
В некотором царстве, в некотором государстве, в некотором НИИ создали компьютер «Магия-7», соблюдая все принципы Неймана-Лебедева. Память «Магии-7» разделили на сегменты, а сегменты на ячейки. Адрес сегмента – однозначное шестнадцатеричное число. Смещение – трехзначное шестнадцатеричное число. Оцените размер памяти компьютера «Магия-7».


В чём главное достоинство магистрально-модульной архитектуры?

Ответ