Студопедия
Контакти
 


Тлумачний словник

Реклама: Настойка восковой моли




Основні відомості про будову ЕОМ

Інформатика та інформаційні технології

Інформатика – комплексна наукова та інженерна дисципліна, що вивчає всі аспекти проектування, створення, оцінювання, функціонування комп’ютерних систем обробки інформації, її застосування та вплив на різноманітні галузі соціальної практики.

Поява інформатики зумовлена появою та розповсюдженням нової технології збирання, обробки та передачі інформації, пов’язаною із фіксацією даних на машинних носіях.

Інформація – сукупність відомостей (даних), які сприймають з оточуючого середовища (вхідна інформація), повертають в оточуюче середовище (вихідна інформація) або зберігають всередині певної системи.

Інформація існує у вигляді документів, креслень, малюнків, текстів, звукових та світлових сигналів, енергетичних та нервових імпульсів і так далі.

Економічна інформація (ЕІ) – це сукупність відомостей економічного характеру, що можна фіксувати, передавати, обробляти, зберігати та використовувати для здійснення функцій керування.

ЕІ містить відомості про склад трудових, матеріальних, грошових ресурсів, про стан роботи об’єктів в певний момент часу, відображує діяльність підприємств та організацій за допомогою натуральних, вартісних та інших показників.

Поняття інформаційних технологій (ІТ) з’явилося з появою інформаційного суспільства, основою соціальної динаміки в якому є не традиційні матеріальні, а інформаційні ресурси: знання, наука, інтелект, здібності, ініціатива, творчість людей. Вперше поняття і перспективу розвитку ІТ детально розглянув академік Глушков В.М.

Інформаційна технологія – це людино – машинна технологія збору, обробки та передачі інформації. Це технологія, яка базується на обчислювальній техніці, швидко розвивається, охоплюючи усі види сучасної діяльності: виробництво, управління, науку, освіту, проектні розробки, торгівлю, фінансово-банківські операції, медицину, криміналістику, охорону оточуючого середовища, побут та інше.

В інформатиці виокремлюють три основні частини:

§ Обчислювальну техніку (hardware);



Интернет реклама УБС

§ Алгоритми обробки інформації (algorithm);

§ Комп’ютерні програми (software)

 

Електронна обчислювальна машина (ЕОМ) — це пристрій, що виконує операції введення інформації, об­роблення її за певною програмою, виведення одержаних результатів у формі, придатній для сприймання люди­ною.

За кожну з названих операцій відповідають спеціаль­ні блоки ЕОМ — пристрій введення, центральний проце­сор (ЦП), пристрій виведення. Всі вони складаються з окре­мих дрібніших пристроїв. Зокрема, до ЦП можуть входи­ти арифметико-логічний пристрій (АЛП), оперативний запам'ятовуючий пристрій (ОЗП) у вигляді регістрів і вну­трішньої кеш-пам'яті, керуючий пристрій (КП).

Пристрій введення, як правило, теж не є однією конс­труктивною одиницею. Оскільки вводиться різноманітна інформація, джерел може бути кілька. Це стосується і при­строю виведення.

Арифметико-логічний пристрій — блок ЕОМ, де відбу­вається перетворення даних за командами програми — арифметичні дії над числами, перетворення кодів, порів­няння слів та ін.

Оперативний запам'ятовуючий пристрій («пам'­ять») — блок ЕОМ, призначений для розміщення про­грам, а також тимчасового зберігання деяких вхідних да­них і проміжних результатів. ОЗП здатний записувати (зчитувати) елементи програм і даних на довільне місце пам'яті (з довільного місця пам'яті), має високу швид­кість. «Записати на довільне місце» означає звернутися до заданої адреси (до конкретної ділянки пам'яті) без перегляду попередніх.

Запам'ятовуючі пристрої бувають трьох видів:

• двоспрямовані, які допускають зчитування і запису­вання даних; до них належить ОЗП;

• напівпостійні, які призначені для зберігання інфор­мації, що рідко поновлюється (наприклад, відомос­тей про конфігурацію ЕОМ);

• постійні (ПЗП), що дають змогу тільки зчитувати ін­формацію.

Керуючий пристрій координує роботу всіх агрегатів. У певній послідовності він вибирає з ОЗП команду за коман­дою. Кожна команда декодується; при потребі з указаних у ній комірок ОЗП передаються в АЛП (або навпаки) еле­менти даних; АЛП настроюється на виконання дії, вказа­ної командою (в цій дії можуть брати участь також при­строї введення-виведення); дається команда на виконан­ня цієї дії. Процес буде продовжуватися доти, доки не виникне одна з таких ситуацій:

• вичерпано вхідні дані;

• з одного з вхідних пристроїв надійшла команда на припинення роботи;

• вимкнено живлення ЕОМ.

Якість ЕОМ характеризується багатьма показниками. Це набір інструкцій (команд), які ЕОМ здатна розуміти і виконувати; швидкість роботи (швидкодія) ЦП; кількість пристроїв введення-виведення (периферійних пристроїв), які можна приєднати до неї одночасно; кількість елект­роенергії, що споживається, та ін. Головним показником є швидкодія.

Швидкодія — кількість операцій, яку центральний процесор здат­ний виконати за одиницю часу.

На практиці користувача більше цікавить продуктив­ність ЕОМ — показник ефективної швидкодії, тобто здат­ності не просто швидко функціонувати, а й розв'язувати поставлені задачі.

Прагнення розробників і користувачів постійно підви­щувати продуктивність ЕОМ спричиняє принципове і конс­труктивне вдосконалення елементної бази, тобто створен­ня нових, швидших, надійніших і зручніших у роботі про­цесорів, запам'ятовуючих пристроїв, принтерів і т. д. Проте швидкість роботи елементів неможливо збільшувати без­межно (існують сучасні технологічні обмеження та обме­ження, зумовлені фізичними законами). Тому розробники ЕОМ вирішують цю проблему, вдосконалюючи схемні рі­шення, тобто архітектуру ЕОМ.

Так з'явилися багатопроцесорні ЕОМ, у яких кілька процесорів працюють одночасно. Це означає, що продук­тивність комп'ютера дорівнює сумі продуктивностей про­цесорів. Про такий комп'ютер кажуть, що він має багато­процесорну архітектуру. У потужних комп'ютерах для складних інженерних розрахунків і САПР, а також для виконання робіт, пов'язаних із комп'ютерною графікою, часто встановлюють два або чотири процесори. У надпо­тужних ЕОМ (такі машини можуть, наприклад, моделюва­ти ядерні реакції зі швидкістю природного процесу, пе­редбачати погоду в глобальному масштабі) кількість про­цесорів сягає кількох десятків.

Швидкість роботи комп'ютера істотно залежить від швидкодії ОЗП. Тому постійно ведуться пошуки елемен­тів для ОЗП, які потребували б якомога менше часу на операції читання-записування. Але разом із швидкодією різко зростає вартість елементів пам'яті, тому побудова ОЗП потрібної ємності на швидких елементах неприйнятна еко­номічно. Проблема вирішується побудовою багаторівне­вої пам'яті. Тоді ОЗП складається з двох-трьох частин: основна частина великої ємності будується на відносно повільних (дешевших) елементах, а додаткова (кеш-пам'ять) складається зі швидкодійних елементів. Дані, до яких АЛП звертається найчастіше, містяться в кеш-пам'яті; більший обсяг оперативної інформації зберігається в основній пам'яті. Розподілом інформації між складови­ми частинами ОЗП керує спеціальний блок процесора. Єм­ність ОЗП і кеш-пам'яті належить до найважливіших ха­рактеристик ЕОМ.

Раніше роботою пристроїв введення-виведення керу­вав ЦП, що займало в нього чимало часу. Архітектура сучасних ЕОМ передбачає передавання більшості функцій керування периферійними пристроями спеціалізованим процесорам, що розвантажує ЦП і підвищує його продук­тивність.

Описаний принцип побудови ЕОМ має назву архітек­тура фон Неймана — на честь американського вченого Дж. фон Неймана (1903—1957), який її запропонував.

Архітектуру ЕОМ визначають три принципи.

1. Принцип програмного керування. Забезпечує авто­матизацію процесу обчислень на ЕОМ. Згідно з цим прин­ципом, запропонованим англійським математиком Ч. Беб-біджем (1792—1871) у 1833 p., для розв'язання кожної задачі складається програма, що визначає послідовність дій ЕОМ. Ефективність програмного керування є високою то ді, коли задача розв'язується за тією самою програмою багато разів (хоч і з різними початковими даними). Якщо задачу розв'язують лише один раз, ефективність програм­ного керування низька.

2. Принцип програми, що зберігається в пам'яті ЕОМ. Згідно з цим принципом, сформульованим Дж. фон Ней-маном, команди програми і дані подаються у вигляді чи­сел й обробляються так само, як і числа. Це прискорює процес їх виконання.

3. Універсальність алгоритмів при розв'язанні задач на ЕОМ. Набір операцій, які виконує універсальна ЕОМ, є достатнім для записування будь-якого алгоритму, що реа­лізує чисельні методи розв'язання математичних задач. У теорії алгоритмів доводиться, що універсальність щодо об­числювальних алгоритмів є універсальністю щодо цифро­вої інформації загалом. Отже, ЕОМ, що реалізує чисельні методи обчислень, є універсальним перетворювачем інфор­мації.

На підставі цих принципів можна стверджувати, що сучасна ЕОМ — це технічний пристрій, який після введен­ня в пам'ять початкових даних у вигляді цифрових кодів і програми їх оброблення, вираженої також цифровими кодами, здатний автоматично виконати обчислювальний алгоритм, заданий програмою обчислень, і видати готові результати розв'язання задачі.

Реальна структура ЕОМ значно складніша, ніж та, яку ми розглянули вище. У сучасних персональних комп'ю­терах (ПК) все частіше здійснюється відхід від традицій­ної архітектури фон Неймана. Хоча багато в чому тради­ційна структура ЕОМ і принципи її побудови та функціо­нування зберігаються.


1.3 Класифікація електронно-обчислювальних машини (ЕОМ)

Номенклатура видів ЕОМ на сьогодні дуже велика. Машини відрізняються потужністю, розміром, елементною базою, за призначенням і так далі. Під час вибору комп’ютерної техніки для вирішення економічних та ділових задач найважливішим є продуктивність та габаритні характеристики (розмір, маса). Ця класифікація, звичайно, умовна, адже розвиток комп’ютерної науки і техніки настільки стрімкий, що, наприклад, сьогоднішня мікро – ЕОМ не поступається по потужності міні – ЕОМ п’ятирічної давнини. Класифікацію ЕОМ за масогабаритними даними можливо надати у наступній таблиці:

 

Табл. 1.1 Класифікація ЕОМ за масогабаритними даними

Клас ЕОМ Основне призначення Основні технічні дані Ціна (тис.у.о.) Моделі і/або виробники
Супер ЕОМ Складні наукові розрахунки Швидкодія до десятків міліардів операцій на секунду; кількість паралельно працюючих процесорів до 100 До 10 000 Cray3; Cray4; VAX – 1000; MULTICON; CYBER 205; Fujitsu VP2000
Великі ЕОМ (мейн – фрейми) Обробка великих об’ємів інформації в банках, на великих підприємствах Мультипроцесорна архітектура підлючення до 200 робочих місць До 250 IBM 370; IBM ES/9000; ES 1068; ES 1170
Cупер міні-ЕОМ Системи управління підприємствами, багато пультові обчислювальні системи Мультипроцесорна архітектура підлючення до 200 терміналів, дискові запам’ятовуючі пристрої, що нарощуються до десятків гігабайтів   До 180 Сімейство VAX (Digital Equipment); SPARC (SUN Microsystems); AS/400 (IBM)
Міні-ЕОМ Системи управління підприємствами середнього розміру; багато пультові обчислювальні системи Однопроцесорна архітектура, розгалуджена периферія До 100 ES/9370 (IBM); Серії А та 2200 (Unisys)
Робочі станції САПР, системи автоматизації експериментів Одно – двох процесорна архітектура, розгалуджена периферія До 50 MEPVA – 2 (IBM RS – 6000); SUN ULTRASPARC; NEXT
Мікро - ЕОМ Індивідуальне обслуговування користувача, робота в у локальних автоматизованих системах управління Однопроцесорна архітектура, гнучкість конфігурації, – можливість підключення різноманітних зовнішніх пристроїв До 10 Широкий перелік моделей та виробників

 

Клас персональних ЕОМ складається із різноманітних видів машин і тому заслуговує окремої класифікації

 

 

Табл. 1.2 Класифікація персональних ЕОМ

Клас персональних ЕОМ Маса, КГ Джерело живлення Примітка
Настільні Desktop 5 – 10 (без монітора) Побутова електромережа Використовується в приміщенні для обладнання робочих місць
Переносні Laptop 2,5 - 5 Побутова електромережа або акумуляторні батареї Призначені для використання в поїздках, забезпечуючи широкі функціональні можливості; можливе підключення до обчислювальних мереж
Блокнотні Notebook 0,7 – 2,5 Акумуляторні батареї або перетворювач напруги Призначений для використання у поїздках. Забезпечує скорочені функціональні можливості
Електронний секретар, електронна записна книжка (PDA, Personal Digital Assistant) Менше 0,7 Батареї або перетворювач напруги Вміщається у кишені, можна тримати в руці. Набір функцій дозволяє записувати текст, деякі обчислення, вести розклад, переводити фрази з іноземної мови та інше

 

За основними напрямками використання ПК поділяють на три види: домашні (побутові), офісні (ділові), професійні.

Побутові призначені для автоматизації побутової сфери діяльності людини: ведення сімейних баз даних (словників, архівів, щоденників), планування сімейного бюджету, навчання, розваг (ігри) та інше. Мають невисокі характеристики і відповідну комплектацію, яка схиляється до мультимедійної (кольоровий монітор, звукова плата, аудіо система, дисковод CD – ROM та інші).

Офісні орієнтовані на автоматизацію конторської роботи: складання, редагування та оформлення текстів; ведення баз даних; ділове листування; виконання табличних обчислень; робота із графічною інформацією. Мають характеристики не нижче середніх і відповідну комплектацію (сканери, принтери, модеми, мережні карти та інше).

Професійні призначені для автоматизації праці інженерів, наукових працівників у САПР і автоматизованих системах наукових досліджень. Мають високі характеристики загальних пристроїв і необхідний набір висококласних спеціалізованих пристроїв (наприклад, дуже великий монітор, графопобудовник, професійний сканер, цифрову камеру і таке інше).

 


Читайте також:

  1. II. Основні закономірності ходу і розгалуження судин великого і малого кіл кровообігу
  2. IX. Відомості про військовий облік
  3. IX. Відомості про військовий облік
  4. V Практично всі психічні процеси роблять свій внесок в специфіку організації свідомості та самосвідомості.
  5. Адвокатура в Україні: основні завдання і функції
  6. Амортизація основних засобів, основні методи амортизації
  7. Артеріальний пульс, основні параметри
  8. Банківська система та її основні функції
  9. Білковий обмін: загальні відомості
  10. Біографічні відомості
  11. Біржові товари і основні види товарних бірж. Принципи товарних бірж.
  12. Боротьба з проявами національної самосвідомості

Загрузка...



<== попередня сторінка | наступна сторінка ==>
 | Персональні комп’ютери. Особливості їх складу, конструкції і конфігурації.

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:


 

© studopedia.com.ua При використанні або копіюванні матеріалів пряме посилання на сайт обов'язкове.


Генерація сторінки за: 0.002 сек.