Что общего между компьютером и человеком?
По принципам устройства компьютер – это модель человека, работающего с информацией.
ФУНКЦИЯ | ЧЕЛОВЕК | КОМПЬЮТЕР |
Хранение информации | ||
Обработка информации | ||
Приём информации | ||
Передача информации |
память
мозг
органы чувств
речь
устройства памяти
процессор
устройства вывода
устройства ввода
Основные устройства ЭВМ
1. Устройство ввода служит для ввода информации в память ЭВМ (клавиатура, мышка)
2. Память служит для хранения информации (винчестер, флэшка)
3. АЛУ служит для выполнения арифметических и логических операций
4. Устройство вывода служит для вывода информации из памяти ЭВМ (монитор, принтер)
5.Устройство управления служит для управления согласованной работой всех устройств ЭВМ и для управления процессом решения задачи
Процессор = АЛУ+АЛУ+ вспомогательные устройства
Микропроцессор- это тот же процессор, конструктивно выполненный на одной БИС или СБИС.
Основные виды памяти
1. ПЗУ служит для постоянного хранения информации (хранит программы управления работой ЭВМ)
У человека аналог этой память- наследственная память. После выключения ЭВМ информация в ПЗУ не стирается.
2. ОЗУ служит для временного хранения информации (хранит информацию о решении конкретных задач во время включения ЭВМ)
У человека аналог этой память- это память, хранящая информацию о житейском опыте человека. После выключения ЭВМ информация в ОЗУ стирается.
3. СОЗУ служит для мгновенного хранения информации (хранит ту команду, которую ЭВМ выполняет в данный момент)
У человека аналог этой память- это память «в одно ухо влетело, в другое вылетело». После выключения ЭВМ информация в СОЗУ стирается.
4. ВЗУ служит для временного хранения большого количества информации. После выключения ЭВМ информация в ВЗУ не стирается.
0 или 1
Двоичная
кодировка
Внутренняя память состоит из частиц – битов
В одном бите памяти хранится один бит информации
Байт памяти – наименьшая адресуемая часть внутренней памяти ( 1 байт = 8 бит )
Все байты пронумерованы, начиная от 0
Номер байта – адрес байта памяти
Процессор обращается к памяти по адресам
Дискретность
Адресуемость
Байты | Биты | |||||||
0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | |||
1 | 1 | 0 | 1 | |||||
2 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | ||
3 | 0 | 0 | 1 | 0 | ||||
. . . . . . . . |
Внутренняя память компьютера
ХАРАКТЕРИСТИКИ ПАМЯТИ
Емкость – максимальный объем информации, «вмещающийся» в различные устройства памяти;
Скорость обращения к информации;
Способ доступа к информации – прямой или последовательный;
Принцип записи-чтения- магнитный, оптический или электронный.
Принцип программного управления компьютером
Между устройствами компьютера циркулирует информация.
данные
программы
– это информация, которая
обрабатывается компьютером автоматически
в соответствии с программой.
- это описание
последовательности действий,
которые должен выполнить компьютер
для решения задачи обработки данных.
Декларативные знания
«Я знаю, что…»
Процедурные знания
«Я знаю, как…»
ПРИМЕР. Вычислить объем параллелепипеда.
Дано: а, b, c – длина ребер
Решение: V=a*b*c
Магистрально-модульный принцип построения компьютера
Модульность позволяет пользователю самому комплектовать нужную ему конфигурацию компьютера и производить при необходимости её модернизацию.
К магистрали подключаются процессор и оперативная память, а также периферийные устройства ввода, вывода и хранения информации.
Магистрально-модульный принциппостроения компьютера
Магистраль (системная шина) – это набор электронных линий, связывающих воедино процессор, память и периферийные устройства.
Магистраль состоит их трех шин:
Шина данных (по ней будет передана необходимая информация);
Шина адреса (на ней устанавливается адрес требуемой ячейки памяти или устройства, с которым будет происходить обмен информацией.
Шина управления (регулирует весь процесс передачи
Пропускная способность шины
Такт - ?
Разрядность - ?
Быстродействие - ?
Пропускная способность шины = ?
Такт – промежуток времени между подачами электрических импульсов, синхронизирующих работу устройств компьютера
Разрядность – количество битов данных, обрабатываемых за один такт.
Быстродействие устройства зависит от тактовой частоты обработки данных (МГц) и разрядности
Пропускная способность шины (бит/с) равна произведению разрядности шины и частоты шины:
ПСш = разрядность ∙ частота шины
Материнская плата
Многие дополнительные устройства интегрированы в современные материнские платы: сетевая карта, модем, адаптер беспроводной сети, контроллер видеокамеры и др.
Важнейшей частью материнской платы является чипсет, который содержит две основные схемы –
- Северный мост соединяет процессор и ОП
- Южный мост обеспечивает работу с внешними устройствами.
Чипсет
Северный мост служит для связи
с быстрыми устройствами: c оперативной памятью и видеокартой
Южный мост служит для связи
с медленными устройствами: c дисководами, с принтером, сканером, с клавиатурой, мышью и т.д.
Северный мост
Передача информации Северный мост Процессор:
Информация передаётся по системной шине, скорость передачи зависит от разрядности шины и частоты шины.
Например: 64бита * 1600Мгц=12,5Гб/с.
Передача информации Северный мост ОП:
Информация передаётся по шине памяти, пропускная способность этой шины совпадает со скоростью системной шины.
Южный мост
Шина SATA подключает жесткие диски, дисководы. Скорость передачи ≈ 300 Мб/с.
Шина USB подключает периферийные устройства – принтеры, сканеры, видеокамеры, фотокамеры, …
Шина USB может подключать одновременно до 127 устройств со скоростью ≈ 60 Мб/с.
Скорость работы компьютера
Скорость работы компьютера зависит от тактовой частоты и разрядности устройств ЦП, ОП, шин магистрали.
Например скорость ЦП 3,2 Ггц, Северный мост обменивается с ЦП за секунду 12,5 Гб, а с ОП обмен составляет 12,8 Гб за секунду.
Южный мост может иметь следующие цифры обмена данными:
Видео 32 Гб/сек, диски 300 Мб/сек, принтеры 60 Мб/сек.
Скорость работы компьютера
Скорость работы компьютера увеличивается за счет увеличения количества ядер процессора. Эти ядра позволяют выполнять параллельно несколько процессов.
Увеличение скорости работы процессора за счет увеличения частоты ведет к перегреву , соответственно появляется необходимость дополнительного охлаждения материнской платы.
© ООО «Знанио»
С вами с 2009 года.