15 принцип работы и классификация эвм

каф.ИОМАС, Ломакин С.В. 1

Принцип работы и классификация ЭВМ

Лекция №15

1. Принципы фон Неймана2. Структурная и принципиальная схема ЭВМ3. Принцип открытой архитектуры4. Классификация ЭВМ

каф. ИОМАС, Ломакин С.В. 2

Принципы фон Неймана Двоичного кодирования Однородности памяти Программного управления Иерархии памяти Адресности Единого арифметического устройства Параллельности вычислений

каф.ИОМАС, Ломакин С.В. 3

Структурная схема ЭВМПодсистема

вводаПодсистем

а обработки

Подсистема -вывода

Подсистема хранения

каф.ИОМАС, Ломакин С.В. 4

Структурная схема ЭВМ Традиционная

схема управления вводом-выводом

Устройствоуправления

Арифметико-логическоеустройство

Устройствоввода

информации

Устройствовывода

информации

Запоминающееустройство

Устройствоуправления

Арифметико-логическоеустройство

Устройстваввода-выводаинформации

Оперативнаяпамять

Каналввода-вывода

Модернизированная схема управления вводом-выводом

каф.ИОМАС, Ломакин С.В. 5

Принципиальная схема ЭВМ┌────────────────┐ ┌──────────────────────┐│ Процессор │ │ Внутренняя память │├───┬────┬───────┤ │ ┌──────┐ ┌──────┐ ││ │ │ Р │ │ │ ОЗУ │ │ ПЗУ │ ││ А │ │ О │ │ └──────┘ └──────┘ ││ │ │ Н │ └──────┬─────────┬─────┘│ │ │ │ └────────────┴─────────┴─────────────┘│ │ ├───────┤ < Системная магистраль >│ Л │ у │Регистр│ ┌────┬───────────┬────────────┬──────┐│ │ у │адреса │┌─ │ │ │ ─┐│ │ │ ││┌─────┴─────┐┌────┴──────┐┌────┴─────┐ ││ │ ├───────┤││Контроллеры││Контроллеры││Контроллер│ ││ У │ │Регистр│││устройств ││устройств ││ ВЗУ │ ││ │ │команд │││ввода ││вывода ││ │ ││ │ │ ││└─────┬─────┘└─────┬─────┘└─────┬────┘ │└───┴────┴───────┘│ ┌────┴─────┐ ┌────┴─────┐ ┌────┴─────┐ │ │ │Устройства│ │Устройства│ │ ВЗУ │ │ │ │ ввода │ │ вывода │ │ │ │ │ └──────────┘ └──────────┘ └──────────┘ │ │ Внешние устройства │ └────────────────────────────────────────┘

каф.ИОМАС, Ломакин С.В. 6

Схема ЭВМ с шинной архитектурой

Устройствоуправления

Арифметико-логическоеустройство

Устройстваввода Память Устройства

вывода

Процессор

Данн

ые

Кома

нды

Адр

еса

Кома

нды

упра

влен

ия

Шина данных

Шина адреса

Шина управления

1 32 4 5 6 7 8 9

(1-управление вводом; 2-адрес порта; 3-ввод данных; 4-управление чтением-записью; 5-адрес памяти; 6-данные; 7-управление выводом; 8-адрес порта; 9-вывод данных)

каф.ИОМАС, Ломакин С.В. 7

Состав процессора

Процессор (или "блок центрального процессора", ЦП, Central Processing Unit, CPU)

В состав процессора входят• Арифметико-логическое устройство

(Arithmetic Logical Unit, ALU)• Устройство управления (Control Unit, CU)• Регистры

каф.ИОМАС, Ломакин С.В. 8

Форматы команд процессора

каф.ИОМАС, Ломакин С.В. 9

Система прерываний IRQ расшифровывается как Interrupt Request, или запрос на

аппаратное прерывание. Прерывание - это процесс, когда процессор прекращает нормальное выполнение программы, сохраняет необходимую информацию в стеке и переходит к какому-то заранее выбранному адресу памяти.

каф.ИОМАС, Ломакин С.В. 10

Алгоритм работы процессора Обобщенный

алгоритм функционирования процессора

каф.ИОМАС, Ломакин С.В. 11

Память ЭВМ и принципы ее работы

Запись и считывание данных из запоминающего устройства

каф.ИОМАС, Ломакин С.В. 12

ППУ

КОНТОРА

УУ

ЭВМ

3.14 3.14

ПА

А

В

C

S2.2 2.2

3.14

С := A + B S := A + B S := S / 2.2

ВВОД

УВВ

ВЫВОД

ПРИСВАИВАНИЕ

ЗУ СКЛАД

каф.ИОМАС, Ломакин С.В. 13

Реализация принципа открытой архитектуры

Ломакин С.В., доц.каф.ИОМАС ВГАУ 14

3. Классификация ЭВМ.

Ломакин С.В., доц.каф.ИОМАС ВГАУ 15

Карманные ПК (Handheld PC)

Ломакин С.В., доц.каф.ИОМАС ВГАУ 16

Ломакин С.В., доц.каф.ИОМАС ВГАУ 17

Ультрамобильные ПК (UMPC)

каф.ИОМАС, Ломакин С.В. 18

Ломакин С.В., доц.каф.ИОМАС ВГАУ 19

Планшетные ПК (Tablet PC)

Ломакин С.В., доц.каф.ИОМАС ВГАУ 20

Планшет Apple iPad iPad первый планшетник от Apple. Этот тип компьютеров еще

называют "таблетка", а представляет он собой что-то среднее между телефоном и ноутбуком, в данном случае iPhone и iMac с большим уклоном к первому.

Корпус весом 680 грамм и толщиной 13.4 мм. Сенсорный экран 9.7 дюйма. Память 16, 32 и 64 Гб, до 10 часов автономной работы, коммуникации - Wi-Fi, Bluetooth, GPS и версия с модулем 3G.

каф.ИОМАС, Ломакин С.В. 21

Компания MSI ответила на выход iPad Компания MSI решила выйти на планшетный рынок, анонсировав

двух конкурентов модели Apple iPad. Это планшетные компьютеры WindPad 100 и 110.

Различия: В MSI WindPad 100 процессор Intel Atom Z530 и Windows 7 Ultimate с чуть доработанным интерфейсом.

В основе планшета MSI WindPad 110 платформа Nvidia Tegra 2 на базе микроархитектуры ARM и платформа Android.

каф.ИОМАС, Ломакин С.В. 22

ASUS готовит «бомбу» для американского iPad

Компания Asus решила громко заявить о себе на планшетном рынке, представив сразу три устройства. Это Eee Pad EP121 и EP101TC, а также Eee Tablet

каф.ИОМАС, Ломакин С.В. 23

Преимущества Galaxy Tab• Небольшой размер, умещается в карманах пиджака

• Приемлемый вес• Второй телефон• Воспроизводит любой контент• Синхронизация с компьютером• Создает документы в форматах MS Office

Недостатки• Недостаточная стабильность ОС• Слабые базовые приложения• Проблемы с инсталляцией android-приложений

Модель использования• 75% времени использования – интернет и почта• В поездках, в гостинице – прослушивание музыки• В дороге набирать тексты или смотреть фильмы.• В редких случаях как диктофон и видео-камеру.

каф.ИОМАС, Ломакин С.В. 24

Китайцы выпустили планшет iPed

В китайском городе Шэньчжэнь 27 мая поступил в продажу планшетный компьютер iPed. Устройство работает под управлением мобильной операционной системы Google Android.

В целом планшет напоминает Apple iPad, но имеет более округлый корпус. Интерфейсы обоих устройств почти полностью совпадают. В отличие от своего конкурента, iPed оснащен процессором Intel, а не разработанным Apple чипом A4. Также iPed тяжелее, чем iPad.

каф.ИОМАС, Ломакин С.В. 25

Новый Apple iPad: подробности 7 марта 2012 года Apple представила новую версию своего

планшетного компьютера. Планшет, получил дисплей с LED-подсветкой и очень

высоким разрешением 2048x1536 или 264 пикселя на дюйм. Это больше чем у любого другого планшета.

Двухъядерный процессор Apple A5X с 4-мя графическими ядрами. Такого процессора должно хватить для любых игр, которые только могут запуститься на iPad. Графическая составляющая новинки в четыре раза производительнее, чем NVIDIA Tegra 3, и вдвое мощнее iPad 2

каф.ИОМАС, Ломакин С.В. 26

Основные нововведения:

каф.ИОМАС, Ломакин С.В. 27

Ломакин С.В., доц.каф.ИОМАС ВГАУ 28

Класс SubnoteBook

Ломакин С.В., доц.каф.ИОМАС ВГАУ 29

Блокнотные ПК (NoteBook)

Ломакин С.В., доц.каф.ИОМАС ВГАУ 30

Ломакин С.В., доц.каф.ИОМАС ВГАУ 31

ПК в сфере автоматизации домашнего хозяйства (Home PC)

•X-box•Personal Internet Communicator, PIC

Ломакин С.В., доц.каф.ИОМАС ВГАУ 32

Базовые настольные ПК

Ломакин С.В., доц.каф.ИОМАС ВГАУ 33

Внешний вид настольного ПК Внешний вид настольного ПК Макинтош (Макинтош (Power Mac G4)Power Mac G4)

Ломакин С.В., доц.каф.ИОМАС ВГАУ 34

Сетевые ПК

Ломакин С.В., доц.каф.ИОМАС ВГАУ 35

Многопроцессорные рабочие станции

Ломакин С.В., доц.каф.ИОМАС ВГАУ 36

Суперкомпьютеры

Ломакин С.В., доц.каф.ИОМАС ВГАУ 37

Суперкомпьютеры фирмы Cray

Cray-2

Cray T90

Cray Y-MP

Cray-1

Ломакин С.В., доц.каф.ИОМАС ВГАУ 38

Кластерная система

Классификация ПК PC 99 В соответствии со спецификацией PC 99 современные

компьютеры предложено разделять на следующие категории:

Consumer PC (потребительский ПК); Office PC (ПК для использования в офисе); Entertainment PC (ПК развлекательного назначения); Mobile PC (мобильный ПК); Workstatom PC (рабочая станция).

Ломакин С.В., доц.каф.ИОМАС ВГАУ 39

Классификация по принципу архитектуры микропроцессоров

RISC (Reduced Instruction Set Computer) — микропроцессор с сокращенным набором команд;

CISC — микропроцессор со сложным набором команд;

EPIC (Explicitly Parallel Instruction Computing) — технологию вычислений с явным параллелизмом.

Ломакин С.В., доц.каф.ИОМАС ВГАУ 40

каф.ИОМАС, Ломакин С.В. 42

Использованная литература Программное обеспечение микроЭВМ. В 11 кн. Кн. 1. П78 Структура и

функционирование микроЭВМ: Учеб. пособие для ПТУ / А.Е. Костин; Под ред. В.Ф. Шаньгина. - 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Высш. шк., 1991. — 128 с.: ил.