Опорный конспект занятия № 10 Дисциплина: «Автоматизация Технологических процессов

Опорный конспект занятия № 10

Дисциплина: «Автоматизация технологических процессов»

Тема: Управляющие микроЭВМ

Тема занятия: Виды ЭВМ. Виды микроЭВМ. Архитектура ЭВМ

Цель урока: знать виды ЭВМ, микроЭВМ; архитектуру ЭВМ

Компьютер (computer, букв. — «вычислитель»), или электронная вычислительная машина (ЭВМ) — комплекс технических и программных средств, основанный на использовании электроники и предназначенный для автоматической или автоматизированной обработки данных в процессе решения вычислительных и информационных задач.

Типы компьютеров

Существующие компьютеры могут классифицироваться по разным основаниям.

По вычислительной мощности и габаритам все компьютеры делят на несколько классов. Наиболее мощные компьютеры своего времени называют суперкомпьютерами.

Суперкомпьютер (англ. supercomputer, или суперЭВМ), класс сверхпроизводительных компьютеров, предназначенных для решения особо сложных задач в областях науки, техники и управления.

Они стоят миллионы долларов, выпускаются партиями в десятки штук и используются только для самых сложных и важных расчетов. Менее производительны, но более доступны так называемые большие компьютеры, которые, как и суперкомпьютеры, требуют специального помещения и высокопрофессионального обслуживания.

Промежуточное положение занимают компьютеры средней производительности и миникомпьютеры.

Компьютер средней производительности (англ. medium computer), класс компьютеров, обладающих меньшей вычислительной мощностью, чем большие компьютеры, но большей, чем миникомпьютеры. Производительность этих компьютеров достигает нескольких миллионов операций в секунду, емкость оперативной памяти в несколько десятков Мбайт.

Миникомпьютер (minicomputer, малая ЭВМ, мини-ЭВМ), класс малогабаритных компьютеров малой или средней производительности.

Изначально к миникомпьютерам относили машины, конструктивно выполненные в одной стойке и занимавшие небольшой объем. По сравнению с большими и средними компьютерами они обладали существенно более низкой производительностью и объемом памяти. Термин «миникомпьютер» близок по содержанию к термину «микрокомпьютер», четкой границы между двумя классами этих машин нет.

Создание микропроцессоров привело к появлению класса микрокомпьютеров, к которому относятся в частности персональные компьютеры и ноутбуки.

Мини- и микрокомпьютеры имеют шинную организацию, стандартизированное аппаратное и программное обеспечение. Определенная разница в габаритах между представителями вышеперечисленных классов достаточно очевидна, но различия в производительности зависят от времени выпуска: некоторые современные микрокомпьютеры не уступают в производительности устаревшим машинам более высокого класса.

По назначению компьютеры подразделяют на:

1.     универсальные (предназначенные для решения широкого круга задач),

2.     специализированные (предназначенные для решения узкого класса определенных задач),

3.     управляющие (предназначенные для автоматического управления объектом (устройством, системой, процессом в реальном масштабе времени),

4.     бытовые (домашний ПК) и др.

Микрокомпьютер (microcomputer, микро-ЭВМ), называют компьютер, использующий в качестве арифметического и логического устройства (АЛУ) один или несколько микропроцессоров.

Микропроцессор (microprocessor) — процессор, выполненный на сверхбольшой интегральной схеме (СБИС). МП является устройством, реализующим выполнение программ и управляющим работой остальных узлов и устройств компьютера. Его характеристики определяют возможности и области практического использования ПК, а также их техническую совместимость.

Основными характеристиками микропроцессора являются:

·         разрядность (количество бит информации, обрабатываемых одновременно),

·         тактовая частота (количество тактов в единицу времени)

·         количество инструкций, исполняемых за один такт.

По характеру временной организации работы микропроцессоры делятся на:

1.     синхронные

2.     асинхронные.

В синхронных микропроцессорах время выполнения очередной команды задаётся устройством управления.

В асинхронных же следующая команда исполняется после получения сигнала о том, что предыдущая закончила своё выполнение.

По количеству исполняемых одновременно программ различают микропроцессоры.:

1.     однопрограммные

2.     многопрограммные

Однопрограммные начинают выполнять новую программу только после уже исполняющейся, а многопрограммные могут исполнять сразу несколько программ и используют механизм прерываний для разделения процессорного времени между разными процессами.

По физическому исполнению выделяют:

1.     однокристальные

2.     многокристальные процессоры,

По назначению:

1.     универсальные

2.     специализированные.

К универсальным относятся такие микропроцессоры, как центральный процессор, к специализированным — аудиопроцессор, графический процессор, математический сопроцессор и др.

В настоящее время под термином микропроцессор чаще всего понимают именно центральный процессор.

Наиболее известными микрокомпьютерами являются:

1.     персональные компьютеры (ПК),

2.     ноутбуки,

3.     карманные компьютеры (КПК).

«Встроенные» микрокомпьютеры (или контроллеры) могут управлять различными устройствами (станком, автомобилем, самолетом или их подсистемами) и зачастую не имеют привычных для пользователя внешних устройств ввода-вывода.

К микрокомпьютерам также относят многопользовательские компьютеры, оборудованные выносными терминалами и работающие в режиме разделения времени, и рабочие станции.

Микрокомпьютер, выполненный на одной большой (БИС) или сверхбольшой (СБИС) интегральной микросхеме, называется «однокристальным компьютером» (single-chip computer);

микрокомпьютер, у которого микропроцессор, микросхемы устройств памяти и подсистемы ввода-вывода, а также другие основные компоненты размещены на одной печатной плате, — одноплатный компьютер (single-board computer);

микрокомпьютер с одним центральным процессором — однопроцессорный компьютер (monoprocessor computer).

Архитектура компьютера — принцип построения и организации работы вычислительного устройства, включая определение функционального состава основных узлов и блоков, а также структуры управляющих и информационных связей между ними.

Если компьютер имеет возможность параллельно выполнять несколько вычислительных процессов, говорят о параллельной архитектуре. Архитектура построения микросхем получила название «микроархитектуры» (microarchitecture).

Контрольные вопросы:

1.     Что такое компьютер?

2.     Перечислите типы компьютеров.

3.     Как подразделяют компьютеры по назначению?

4.     Что такое микрокомпьютер?

5.     Что такое микропроцессор?

6.     Перечислите основные характеристики микропроцессора

7.     На какие два вида делятся микропроцессоры по характеру временной организации работы?

8.     На каких два вида различают микропроцессоры по количеству исполняемых одновременно программ? Объясните почему.

9.     Какие микропроцессоры относятся к универсальным?

10. Перечислите наиболее известные микрокомпьютеры.

11. Что такое архитектура компьютера?

6