Требования пользователей к выполнению вычислительных работ
определяется подбором и настройкой технических и программных средств
объединенных в одну структуру.
Структура ЭВМ – это совокупность ее элементов и их связей. Различают
структуры технических, программных и аппаратурно-программных средств.
Архитектура ЭВМ – это многоуровневая иерархия аппаратурно-программных
средств, из которых состоит ЭВМ. Каждый из уровней допускает
многовариантное построение и применение.
Обобщенная структура ЭВМ Джен Фон Неймана первого и второго поколений
УПД – устройство подготовки данных.
УВС – устройство ввода.
АЛУ – арифметико-логическое устройство.
УУ – устройство управления.
ОЗУ – оперативное запоминающее устройство.
ДЗУ – длительно запоминающее устройство
ВЗУ – внешнее запоминающее устройство.
УВ – устройство вывода.
ЗУ+АЛУ+УУ – процессор.
Любая ЭВМ имеет устройство ввода информации, с помощью которого в ЭВМ
вводят программы решения задач и данные к ним.
ОЗУ – предназначено для оперативного запоминания программы хранящейся
в исполнении.
ВЗУ – предназначено для долговременного хранения информации.
Кэш-память – промежуточная память между ОЗУ и ВЗУ.
УУ – предназначено для автоматического выполнения программ путем
принудительной координации всех остальных устройств ЭВМ.
АЛУ – выполняет арифметические и логические операции над данными.
Основой АЛУ является операционный автомат, в состав которого входят:
сумматоры, счетчики, логические операции.
Классическая структура ЭВМ с переходом на БИС (большие интегральные
схемы) перешла в понятие архитектура ЭВМ.
Обобщенная архитектура третьего и четвертого поколений
|
|
В ЭВМ третьего поколения усложнение структуры произошло за счет
разделения процессов ввода/вывода информации, и ее обработки. Появляется
понятие процессор, где неразрывно связаны СОЗУ (сверх оперативное
устройство), АЛУ и УУ. Появляется понятие каналы ввода/вывода, которые
делят на мультиплексные (МК) и селекторные (СК) каналы.
МК – предназначены обслуживать большое количество медленно-скоростных
устройств.
СК – обслуживают высокоскоростные, отдельные устройства.
Применительно к ПЭВМ архитектура приняла упрощенный вид архитектуры
малых машин (принцип открытой архитектуры, где главным элементом является
системная магистраль). Ядро ПЭВМ образует процессор и основная память.
Подключение всех остальных устройств осуществляется через адаптеры
(устройства сопряжения).
20. Персональный компьютер: назначение, основные понятия.
Компьютер – это электронное устройство, предназначенное для работы с информацией, а именно введение, обработку, хранение, вывод и передачу информации. Кроме того, ПК представляет собой единое двух сущностей – аппаратной и программной частей (что и отражено на следующей схеме)
Согласно определению компьютера компоненты компьютера можно разделить на устройства, которые выполняют определенные функции, связанные с информацией.
Компоненты компьютера
Устройства обработки информации(процессор)
Устройства ввода информации (клавиатура, мышь, трекбол, джойстик, сканер, микрофон и т.д.).
Устройства вывода информации (монитор, принтер, плоттер, колонки и т. д.)
|
|
Устройства хранения информации (дискета 1,44 Мб, компакт-диск 650 Мб, винчестер ~100 Гб, магнитная лента 2 Гб, магнитооптический диск, zip-диск 100 Мб, DVD-диск – 4,7-17 Гб)
Устройства передачи информации (модем, телефакс)
На компьютерном рынке сложилось следующее разделение конфигураций персональных компьютеров.
Рабочая станция (Work Station) представляет собой мощный компьютер, основанный обычно на двухпроцессорной платформе, оснащенный максимальным объемом быстрой оперативной памяти, массивом жестких дисков и часто включенный в локальную сеть предприятия. В зависимости от решаемых задач рабочие станции бывают графическими, для научных расчетов или иного назначения.
Графическую рабочую станцию комплектуют ЗD-видеокартой профессионального класса, устройствами оцифровки и захвата сигналов телевизионного формата, высокоточными сканерами и другим необходимым оборудованием.
Настольный компьютер (Desktop) предусматривает самый обширный спектр возможных конфигураций, как платформы, так и дополнительных устройств.
Принято классифицировать настольные компьютеры по предназначению или по производительности. По назначению компьютеры подразделяют на офисные, домашние, игровые, дизайнерские. По производительности различают компьютеры начального уровня (Easy PC), среднего уровня (Mainstream), высшего класса (High End).
Офисный компьютер ориентирован на работу с программами офисного класса, может подключаться к локальной сети и не отличается высокой производительностью. Главное требование к нему – надежность.
Домашний компьютер обычно используют для развлечений и выполнения не слишком сложных учебных (рабочих) заданий. Мультимедийная направленность домашнего ПК выражается в оснащении его процессором и видеокартой среднего класса, приводом DVD, качественным монитором и комплектом хорошей акустики. Зачастую предусматривается подключение компьютера к телевизору для просмотра фильмов в форматах MPEG-4 и DVD на экране ТВ. Непременным условием является подключение к Интернету через модем или сетевую карту. Дополнительным оборудованием для домашнего компьютера являются ТВ-тюнер, сканер, струйный фотопринтер, WEB-камера.
|
|
Игровой компьютер требует наличия самой мощной графической подсистемы. Поэтому главным его элементом является графическая карта и адекватный потребностям процессор при достаточном объеме оперативной памяти. Игровой компьютер дополнительно комплектуют джойстиком, рулем (штурвалом), педалями, устройствами виртуальной реальности (шлемы, очки, перчатки).
Дизайнерский компьютер предназначен для выполнения сложных графических работ (кроме ЗD-графики кинематографического уровня) и обработки видео в режиме реального времени. По сути, это рабочая станция начального уровня, в достаточно компактном исполнении. Конкретная конфигурация дизайнерского ПК зависит от специфики решаемых задач. Для работы с ЗD-графикой требуется мощная видеокарта, для работы с видео – самый производительный процессор и так далее.
Ноутбук (Notebook) является переносным персональным компьютером. Помимо компактных габаритов, ноутбук отличается от настольного компьютера возможностью работы от аккумуляторов. Автономное функционирование обусловило высокие требования режиму энергопотребления компонентов. Обычно в ноутбуках используют специальные модификации процессоров, графических чипсетов, жестких дисков с низким энергопотреблением и автоматическим регулированием производительности в зависимости от решаемой задачи.
Обычно ноутбуки классифицируют по размеру, диагонали дисплея и числу “шпинделей” (отдельных приводов: жесткий диск, дисковод CD-ROM, дисковод гибких дисков и др.). Например, выражение “двухшпиндельный” ноутбук подразумевает наличие в компьютере жесткого диска и еще одного дисковода (чаще комбинированного привода DVD/CD-RW).
Настольный ноутбук (DeskNote). Этот класс компьютеров возник и развился в 2002 году. Его отличие от ноутбуков заключается в отсутствии аккумуляторов (и, как следствие, невозможности автономной работы), использовании процессоров для обычных настольных ПК, а иногда и адаптеров ЗD-графики высокого класса.
Планшетный ПК (Tablet PC) характеризуется наличием отдельного сенсорного дисплея с возможностью рукописного ввода и специального электронного пера. Некоторые модели комплектуются клавиатурой, трекболом, приводом CD-ROM, жестким диском.
Карманный ПК (Personal Digital Assistant, PDA) примыкает к товарной нише персональных компьютеров. Невысокая производительность, ограниченный набор программ и неудобный интерфейс пользователя сужают сферу применения КПК. Однако многие КПК позволяют подключаться к настольному компьютеру для переноса данных: телефонного справочника, записной книжки и прочих, позволяют читать литературные произведения в электронном виде, просматривать видео и т.д.
Персональные компьютеры являются наиболее широко используемыми, их мощность постоянно увеличивается, область применения расширяется. Однако их возможности ограничены, и для решения специфичных задач, требующих объемных вычислений, высочайшего быстродействия, применяют “не-персональные” компьютеры: супер-ЭВМ, большие ЭВМ (мэйнфреймы), мини-ЭВМ.