Призначення та структура ЕОМ

Технічні засоби.

Призначення та структура ЕОМ. Взаємодія пристроїв.

Структура комп'ютера – це сукупність його елементів та зв'язків між ними. Елементами можуть бути різні пристрої – від основних логічних вузлів комп'ютера до найпростіших схем.

Архітектура комп'ютера може бути представлена як: програмне забезпечення, апаратне забезпечення, алгоритмічне забезпечення, спеціальне фірмове забезпечення.

Будь-якаЕОМ неймановської архітектури містить такі основні пристрої:

арифметико-логічний устрій (АЛУ);
пристрій управління (УУ)
запам'ятовуючий пристрій (ЗП);
пристрої введення-виведення (УВВ);
пульт керування (ПУ).

У сучасних ЕОМ АЛУ та УУ об'єднані у загальний пристрій, званий центральним процесором.

Процесор, оперативна пам'ять. Призначення та технічні характеристики.

Центральний процесор - це центральний пристрій комп'ютера, який обробляє дані та керує периферійними пристроями комп'ютера.

До складу центрального процесора входять:

пристрій керування(УУ) ; (організує процес виконання програм та координує взаємодію всіх пристроїв ЕОМ під час її роботи.)
арифметико-логічний пристрій(АЛУ) ; (Обробляє всі види інформації)
запам'ятовуючий пристрій(ЗП) ; (призначено для зберігання вихідних даних, проміжних величин і результатів обробки інформації, а також самої програми обробки інформації.
генератор тактової частоти(ГТЧ). (Створюєелектричні імпульси, що синхронізують роботу всіх вузлів комп'ютера. У ритмі ГТЧ працює центральний процесор)

До основних характеристик процесора відносяться:

Швидкодія - це середня кількість операцій процесора в секунду.
Тактова частота. Тактова частота дорівнює кількості тактів за секунду. Такт-це проміжок часу між початком подачі поточного імпульсу ГТЧ та початком подачі наступного. Вона характеризує комп'ютер, тому за назвою моделі мікропроцесора можна скласти уявлення про те, якого класу належить комп'ютер. Збільшення частоти – одне з основних тенденцій розвитку мікропроцесорів.
Розрядність процесора - це максимальна кількість біт інформації, які можуть оброблятися та передаватися процесором одночасно.

Внутрішня призначена для зберігання програм та їх даних у процесі роботи ЕОМ. Зовнішня пам'ять призначена для довготривалого та енергонезалежного зберігання програм та даних.

Внутрішня пам'ятьпідрозділяється наоперативнутапостійну.

Оперативна пам'ять служить для зберігання програм та даних, з якими працює процесор в даний момент.

Постійна пам'ять служить для зберігання програм, які повинні бути доступні комп'ютеру відразу після ввімкнення ще до завантаження операційної системи. У постійній пам'яті зберігається програма початкового тестування, BIOS (базова система вводу-виводу) комп'ютера.

Основні технічні характеристики пам'яті:

1)Емкость - максимальна кількість одиниць інформації, які одночасно можуть зберігатися в пам'яті, (вимірюється в байтах)

3)Тривалість циклу звернення до пам'яті, характеризує ЗУ здовільним доступом та вимірюється мінімальною тривалістю часового інтервалу між послідовними зверненнями до пам'яті, тобто час доступу плюс час виконання додаткових операцій, пов'язаних з підготовкою пристрою до наступного звернення.

4) Швидкість передачі характеризує інтенсивність інформаційного потоку між ЗП та процесором.

Пристрої обміну даними

Принцип програмного управління ЕОМ.

Суть ППУ:

1) Усі обчислення, запропоновані алгоритмом розв'язання задачі, мають бути подані у вигляді програми.

Операнди- це змінні, значення яких беруть участь в операціях перетворення

даних. Список всіх змінних (вхідних та даних, проміжних значень та

результатів обчислень) є невід'ємним елементом будь-якої програми;

ППУ включає кілька архітектурно - функціональних принципів.

Принцип умовного переходу. У процесі обчислень в залежності від отриманих проміжних результатів можливий автоматичний перехід на ту чи іншу ділянку програми.

Принцип двійкового кодування. Інформація (команди та дані: числова, текстова, графічна тощо) кодується двійковими числами 0 та 1. Кожен тип інформації має формати - структурні одиниці інформації, закодовані двійковими цифрами 0 та 1. (Зазвичай усі формати даних, що використовуються в ЕОМ , Кратні байту, тобто складаються з цілого числа байтів).

Принцип ієрархії пристроїв, що запам'ятовують (ЗУ).

Програмне забезпечення.

Склад та призначення програмного забезпечення.

Програмне забезпечення - це сукупність програм, що дозволяють здійснити на комп'ютері автоматизовану обробку інформації. Програмнезабезпечення ділиться на системне (загальне) та прикладне (спеціальне).

Системне програмне забезпечення направлено:

• на координацію всіх пристроїв комп'ютера;

• на розподіл оперативної пам'яті підпрограм;

• на розподіл ресурсів;

• на автоматизований процес розробки програм;

• на керування файловою системою.

До складуприкладного програмного забезпечення входять різні програми, призначені для вирішення завдань користувача, наприклад:

- програми для бухгалтерів

- Програми для банківських співробітників

- програми для маркетологів

- Програми для співробітників страхових компаній і т.д.

Етапи обробки програм під управлінням операційної системи.

Тестування та налагодження.

При тестуванні сірої скриньки розробник тесту має доступ до вихідного коду, але при безпосередньому виконанні тестів доступ до коду зазвичай не потрібен.

Методи пошуку семантичних помилок.

Семантичні помилки полягають у порушенні порядку операторів, параметрів функцій та вживанні виразів. Параметр, що вказує змінене поле, повинен йти першим. Семантичні помилки також є компілятором.

Помилки цього типу можна виявити за допомогою відладчика, покроково виконуючи код програми.

Алгоритм заміщення(далі)

2) ручний переведення чисел з десяткової системи в іншу;

-для перекладу цілих чисел використовується алгоритм розподілу:

здійснюється послідовне розподіл вихідного числа на 2 і збираються залишки (коефіцієнти нового розкладання), починаючи з останнього. Поділ триває до отримання приватної, меншої основи системи.

-для перекладу правильнихдробів здійснюється множення дробової частини на основу нової системи. У цій техніці горизонтальна риса здійснює вихідне число, а вертикальна риса відокремлює цілі частини творів, що виходять, які є коефіцієнтами в розкладанні

0 250 * 2 0,125 (10) = 0,001 (2)

(за аналогією та інших системах числення)

*Переклад неправильних дробів здійснюється окремо для цілої та дробової частини

Поняття про змішані (проміжні) системи обчислення (НАСТЯ)

З десяткової до інших

1) Виберемо систему числення, в яку хочемо перевести число (припустимо р)

2)Знайдемо k та коефіцієнт α, так що вміщалося в дане число.

3) Віднімаємо з цього числа

4) Виконуємо теж саме для k-1, k-2 ... до тих пір поки це число не буде рівно 0.

5)Виписані коефіцієнти і є дане число у вибраній системі числення p.

II Проміжні (змішані) системи числення.

Як змішаної системи числення доцільно використовувати системи з основою суттєво спрощує перетворення інформації із системи в двійкову і навпаки.

Якщо (де Q,P, k-цілі), то запис будь-якого числа в змішаній системі числення (Q-P) тотожно збігається із записом цього числа в системі числення з основою Q

Двійкова арифметика

Двійкове додавання

При додаванні двох чисел у кожному розряді може проводитися додавання двох цифр доданків або двох цих цифр і одиниці, якщо є перенесення.

Двійкове віднімання

При відніманні в даному розряді займається одиниця з наступного розряду. Ця зайнята одиниця дорівнює двом одиницям даного розряду.

Технічні засоби.

Призначення та структура ЕОМ.Взаємодія пристроїв.

Будь-якаЕОМ неймановської архітектури містить такі основні пристрої:

арифметико-логічний устрій (АЛУ);
пристрій управління (УУ)
запам'ятовуючий пристрій (ЗП);
пристрої введення-виведення (УВВ);
пульт керування (ПУ).

У сучасних ЕОМ АЛУ та УУ об'єднані у загальний пристрій, званий центральним процесором.