Раздел 1 Представление информации в вычислительных системах





Государственного университета телекоммуникаций им. проф. М.А. Бонч-Бруевича»

АРХИТЕКТУРА ЭВМ И компьютерНЫХ СИСТЕМ

 

 

Программа, методические указания

по изучению дисциплины и контрольные задания

для студентов заочной формы обучения

 

 

специальности:

 

230105 - Программное обеспечение вычислительной техники и автоматизированных систем

 

Архангельск 2007

Рассмотрено и одобрено цикловой комиссией Информационных технологий

 

Протокол № ___ от ___________ 2007г.

Председатель ____________С.В. Лукина

 

 

Программа, методические указания по изучению дисциплины и контрольные задания для студентов заочной формы обучения содержат учебно - методическую карту дисциплины, необходимый для выполнения контрольной работы теоретический материал, контрольные задания, список литературы.

 

 

Автор: Флейшман Е.Г., преподаватель АКТ (филиала) СПб ГУТ.

 

 

Рецензент: Левина М.А., преподаватель АКТ (филиал) СПб ГУТ.

 

 

Редактор Т.В. Вострякова

 

Корректор Л.И. Рудакова

 

Усл. печ. л. 2,4


Пояснительная записка

 

Учебная дисциплина «Архитектура ЭВМ и вычислительных систем» является общепрофессиональной дисциплиной, формирующей базовый уровень знаний для освоения специальных дисциплин.

Курс изучается в тесной взаимосвязи со следующими дисциплинами: «Операционные системы и среды», «Основы алгоритмизации и программирования», «Дискретная математика», «Технические средства информатизации».

 

В результате изучения дисциплины студент должен

иметь представление:

- ороли и месте знаний по дисциплине в сфере профессиональной деятельности;

- об основных проблемах и перспективах развития ЭВМ и вычислительных систем.

 

Знать:

- виды информации и способы ее представления в ЭВМ;

- классификацию и типовые узлы вычислительной техники (ВТ);

- архитектуру электронно-вычислительных машин и вычислительных систем;

- назначение и принципы действия отдельных архитектурных конфигураций.

 

Уметь:

- выбирать рациональную конфигурацию оборудования в соответствии с решаемой задачей;

- обеспечивать совместимость аппаратных и программных средств ВТ.

 

 


 

Учебно – методическая карта дисциплины

 

Наименование разделов и тем Количество часов Вид самостоятельной работы Литература
всего Само-стоя-тель-но аудиторных
обзор-ные лаб. раб ин-декс стра-ницы
Введение     Изучить тему, законспектировать материал 8-26 5-8
Раздел 1. Представление информации в вычислительных системах          
Тема 1.1 Арифметические основы ЭВМ     Изучить тему, законспектировать материал 45-56 37-47
Тема 1.2 Представление информации в ЭВМ     Изучить тему, законспектировать материал   33-45, 56-65 63-74
Раздел 2. Архитектура и принципы работы основных логических блоков вычислительных систем      
Тема 2.1 Логические основы ЭВМ Изучить тему, законспектировать материал 65-87 74-80
Тема 2.2 Основы построения ЭВМ   Изучить тему, законспектировать материал 98-103 89-94
Тема 2.3 Внутренняя организация процессора   Изучить тему, законспектировать материал 103-114 82-84
Наименование разделов и тем Количество часов Вид самостоятельной работы Литература
всего Само-стоя-тель-но аудиторных ин-декс стра-ницы
обзор-ные лаб. раб
Тема 2.4 Организация работы памяти ЭВМ   Изучить тему, законспектировать материал 124-149 141-151
Тема 2.5 Интерфейсы Изучить тему, законспектировать материал 149-174 137-156
Тема 2.6 Режимы работы процессора Изучить тему, законспектировать материал 368-372, 419-420
Тема 2.7 Основы программирования процессора.     Изучить тему, законспектировать материал 372-418 282-298
Тема 2.8 Современные процессоры     Изучить тему, законспектировать материал 115-124 103-113
Раздел 3. Вычислительные системы        
Тема 3.1 Организация вычислений в вычислительных системах   Изучить тему, законспектировать материал 227-232 248-271
Тема 3.2 Классификация вычислительных систем   Изучить тему, законспектировать материал 232-235 251-264
Итого:      
                         

 


Содержание учебной дисциплины

Введение

Роль и место знаний по дисциплине «Архитектура ЭВМ и вычислительных систем» в сфере профессиональной деятельности.

История развития вычислительных средств. Классификация ЭВМ по поколениям и сферам применения.

Поколения компьютеров

Один из способов классификации компьютеровучитывает основные конструктивные элементы.

Первое поколение. Время появления - начало 50-х годов. Основной элемент, на котором строилось управление компьютером, - электронная лампа. Первая машина для свободной продажи - UNIVAC (США) была выпущена в 1951 г. Самым лучшим представителем в СССР была серийная машина М-20 со скоростью 20 тысяч операций в секунду.

Второе поколение. В середине 50-х годов появились компьютеры с элементной базой на полупроводниках и долговременные запоминающие устройства на магнитных лентах. Начали применять языки программированиявысокого уровня, такие как Фортран. Скорость лучшего представителя компьютеров СССР - БЭСМ-2 составляла 1 млн. операций в секунду.

Третье поколение. В середине 60-х годов были выпущены компьютеры серии IBM-360 (США), на которых вместо разрозненных транзисторов были применены малые интегральные схемы. Появились магнитные диски, правда, очень большие по размеру (30 см в диаметре). В СССР типичными представителями стали компьютеры единой системы (ЕС ЭВМ)и системы машин (СМ), которыми и начали оснащаться создаваемые вычислительные центры. Скорость обработки данных у мощных машин достигала 10 млн. операций в секунду.

Четвертое поколение. Появление компьютеров этого поколения связывают с разработкой (1971 г., фирма Intel, США) микропроцессора на базе больших интегральных схем. Созданы персональные компьютеры, которые стали основой компьютеризации общества. Особую роль сыграли IВМ-подобные компьютеры. В России IВМ-подобные компьютеры выпускаются многими фирмами. Скорость обработки данных у них до 100 млн. операций в секунду.

Пятое поколение. По общепринятому определению компьютеры пятого поколения должны появиться с архитектурой, соответствующей языкам логического программирования.Скорость обработки более 100 млн. операций в секунду.

Шестое поколение. В настоящее время только ведутся разработки нейрокомпьютера, который и станет основой компьютеров шестого поколения.

Студент должен

иметь представление:

- о роли и месте знаний по дисциплине в сфере профессиональной деятельности;

- о классификации вычислительных машин;

- о поколениях ЭВМ.

 

Раздел 1 Представление информации в вычислительных системах

Тема 1.1Арифметические основы ЭВМ

Системы счисления. Непозиционные и позиционные системы счисления. Системы счисления, используемые в ЭВМ. Свойства позиционных систем счисления. Перевод чисел из одной системы счисления в другую.

Формы представления чисел в ЭВМ: естественная и нормальная.

Алгебраическое представление двоичных чисел: прямой, обратный и дополнительные коды. Арифметические операции над числами в двоичной системе счисления. Использование обратного и дополнительного двоичных кодов для реализации всех арифметических операций с помощью суммирующего устройства. Преимущество дополнительного кода по сравнению с обратным кодом.

Системы счисления

Система счисления - совокупность правил изображения чисел с помощью набора символов, называемых цифрами.

Различают позиционные и непозиционные системы счисления.

Позиционная система счисления – это система счисления, для которой имеет значение местоположение цифр в записи числа.

В каждой позиционной системе счисления имеется основание. Любое число записывается в виде последовательности, состоящей из цифр основания. Основание системы счисления соответствует количеству цифр, используемых в данной системе. Основание показывает, во сколько раз вес каждой цифры меньше веса цифры, стоящей в старшем соседнем разряде.

Так как мы привыкли все количества измерять числами, представленными в десятичной системе, то для того чтобы узнать, какое количество записано в любой другой системе, достаточно воспользоваться следующим алгоритмом:

1) цифра в каждой позиции умножается на основание системы счисления в степени на 1 меньшей, чем номер позиции;

2) полученные таким образом значения складываются.

 

X(p) = an pn + an-1 pn-1 +…+ ai pi +…+a1 p1 + an-0 p0 + a-1 p-1+ a-2 p-2 +… (1)

Например:

- 123 в десятичной системе представляет число,

равное 1 • 102 + 2 • 101+ 3 • 100= 123;

- 123 в восьмеричной системепредставляет число,

равное 1 • 82 + 2 • 81 + 3 • 80 = 83 в десятичной системе;

- 101 в двоичной системепредставляет число

равное 1 • 22+ 0 • 21 + 1 • 20 = 5 в десятичной системе;

- 1ЕЗ в шестнадцатеричной системепредставляет число, равное

1 • 162 + 14 • 161 + 3 • 160 = 483 в десятичной системе.

Количество позиционных систем счисления может быть любым. В вычислительной техникеиспользуются в основном четыре системы: десятичная, двоичная, восьмеричная и шестнадцатеричная. Соответствие между числами в этих системах счисления можно проследить в таблице 1.

 

Таблица 1- Двоичные, восьмеричные и шестнадцатеричные коды.

 

Десятичное число Четырёхразрядное число Восьмеричное число Шестнадцатеричное число
И
А
В
С
D
Е
F

 

Позиционные системы очень удобны для представления как целых, так и дробных чисел, а также для вычислений





Читайте также:
Ограждение места работ сигналами на перегонах и станциях: Приступать к работам разрешается только после того, когда...
Своеобразие родной литературы: Толстой Л.Н. «Два товарища». Приёмы создания характеров и ситуаций...
Пример оформления методической разработки: Методическая разработка - разновидность учебно-методического издания в помощь...
Основные этапы развития астрономии. Гипотеза Лапласа: С точки зрения гипотезы Лапласа, это совершенно непонятно...

Рекомендуемые страницы:



Вам нужно быстро и легко написать вашу работу? Тогда вам сюда...

Поиск по сайту

©2015-2021 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2016-07-22 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту:

Мы поможем в написании ваших работ! Мы поможем в написании ваших работ! Мы поможем в написании ваших работ!
Обратная связь
0.02 с.