Устройство компьютера (Основная структура и подробно о ЦП)

Опубликовано: 01.10.2018

видео Устройство компьютера (Основная структура и подробно о ЦП)

Устройство и принцип работы процессора часть 1

БИЛЕТ №1.

Развитие ЭВМ (архитектура, уровни детализации)



Архитектура ЭВМ - логическая организация и структура аппаратных и программных ресурсов.

Уровни детализации ЭВМ

Специалист Круг вопросов
Производитель полупроводниковых материалов Материал ? интегральных микросхем
Разработчик электронных систем Электронные системы узлов ВМ
Разработчик интегральных микросхем Сверхбольшие интегральные микросхемы
Системный архитектор Архитектура и организация ВМ
Системный программист Операционная система, компиляторы
Теоретик Алгоритм абстрактных структурных данных

 


Устройства компьютера

БИЛЕТ №2.

Уровни детализации структуры ВС и закон Мура

Уровни детализации структуры ВС

1) Уровень «черного» ящика (представление для простого производителя)

2) Уровень общей архитектуры (сборщик компьютера)

3) Уровень архитектуры центрального процесса (устройство процессора)


КАК РАБОТАЕТ ПРОЦЕССОР

4) Уровень архитектуры устройства управления(что такое устройство управления)

 

Уровень языка высокого уровня

Уровень языка Ассемблера

Уровень операционной системы

Уровень архитектуры системы команд

Микроархитектурный уровень

Цифровой логический уровень

Физический уровень

 

Закон Мура:

Каждое следующее поколение компьютеров работает в 2,5 раза быстрее.

Число логических элементов на кристалле ведут 3 пути:

1) Увеличение размеров кристаллов

2) Уменьшение размеров транзисторов

3) Уменьшение ширины проводников, образ? внутренней шины

 

БИЛЕТ №3.

История развития ЭВМ

Первое поколение ЭВМ (1945-1954 гг.) В этот период формируется типовой набор структурных элементов, входящих в состав ЭВМ. К этому времени у разработчиков уже сложилось примерно одинаковое представление о том, из каких элементов должна состоять типичная ЭВМ. Это - центральный процессор (ЦП), оперативная память (или оперативно запоминающее устройство - ОЗУ) и устройства ввода-вывода (УВВ). ЦП, в свою очередь, должен состоять из арифметико-логического устройства (АЛУ) и управляющею устройства (УУ). Машины этого поколения работали на ламповой элементной базе, из-за чего поглощали огромное количество энергии и были очень не ненадежны. С их помощью, в основном, решались научные задачи. Программы для этих машин уже можно было составлять не на машинном языке, а на языке ассемблера.

Второе поколение ЭВМ (1955-1964 гг.). Смену поколений определило появление новой элементной базы: вместо громоздкой лампы в ЭВМ стали применяться миниатюрные транзисторы, линии задержки как элементы оперативной памяти сменила память на магнитных сердечниках. Это в конечном итоге привело к уменьшению габаритов, повышению надежности и производительности ЭВМ. В архитектуре ЭВМ появились индексные регистры и аппаратные средства для выполнения операций с плавающей точкой. Были разработаны команды для вызова подпрограмм.

Появились языки программирования высокого уровня - Algol, FORTRAN, COBOL, - создавшие предпосылки для появления переносимого программного обеспечения, не зависящего от типа ЭВМ. С появлением языков высокого уровня возникли компиляторы для них, библиотеки стандартных подпрограмм и другие хорошо знакомые нам сейчас вещи.

Важное новшество, которое хотелось бы отметить, - это появление так называемых процессоров ввода-вывода. Эти специализированные процессоры позволили освободить центральный процессор от управления вводом-выводом и осуществлять ввод-вывод с помощью специализированного устройства одновременно с процессом вычислений. На этом этапе резко расширился круг пользователей ЭВМ и возросла номенклатура решаемых задач. Для эффективного управления ресурсами машины стали использоваться операционные системы (ОС).

Третье поколение ЭВМ (1965-1970 гг.). Смена поколений вновь была обусловлена обновлением элементной базы: вместо транзисторов в различных узлах ЭВМ стали использоваться интегральные микросхемы различной степени интеграции. Микросхемы позволили разместить десятки элементов на пластине размером в несколько сантиметров. Это, в свою очередь, не только повысило производительность ЭВМ, но и снизило их габариты и стоимость. Появились сравнительно недорогие и малогабаритные машины - Мини-ЭВМ. Они активно использовались для управления различными технологическими производственными процессами в системах сбора и обработки информации.

Увеличение мощности ЭВМ сделало возможным одновременное выполнение нескольких программ на одной ЭВМ. Для этого нужно было научиться координировать между собой одновременно выполняемые действия, для чего были расширены функции операционной системы.

Одновременно с активными разработками в области аппаратных и архитектурных решений растет удельный вес разработок в области технологий программирования. В это время активно разрабатываются теоретические основы методов программирования, компиляции, баз данных, операционных систем и т. д. Создаются пакеты прикладных программ для самых различных областей жизнедеятельности человека.

Теперь уже становится непозволительной роскошью переписывать все программы с появлением каждого нового типа ЭВМ. Наблюдается тенденция к созданию семейств ЭВМ, то есть машины становятся совместимы снизу вверх на программно-аппаратном уровне. Первая из таких семейств была серия IBM System/360 и наш отечественный аналог этого компьютера - ЕС ЭВМ.

Четвертое поколение ЭВМ (1970-1984 гг.). Очередная смена элементной базы привела к смене поколений. В 70-е годы активно ведутся работы по созданию больших и сверхбольших интегральных схем (БИС и СБИС), которые позволили разместить на одном кристалле десятки тысяч элементов. Это повлекло дальнейшее существенное снижение размеров и стоимости ЭВМ. Работа с программным обеспечением стала более дружественной, что повлекло за собой рост количества пользователей.

В принципе, при такой степени интеграции элементов стало возможным попытаться создать функционально полную ЭВМ на одном кристалле. Соответствующие попытки были предприняты, хотя они и встречались, в основном, недоверчивой улыбкой. Наверное, этих улыбок стало бы меньше, если бы можно было предвидеть, что именно эта идея станет причиной вымирания больших ЭВМ через каких-нибудь полтора десятка лет.

Тем не менее в начале 70-х годов фирмой Intel был выпущен микропроцессор (МП) 4004. И если до этого в мире вычислительной техники были только три направления (супер ЭВМ, большие ЭВМ (мэйнфреймы) и мини-ЭВМ), то теперь к ним прибавилось еще одно - микропроцессорное. В общем случае под процессором понимают функциональный блок ЭВМ, предназначенный для логической и арифметической обработки информации на основе принципа микропрограммного управления. По аппаратной реализации процессоры можно разделить на микропроцессоры (полностью интегрированы все функции процессора) и процессоры с малой и средней интеграцией. Конструктивно это выражается в том, что микропроцессоры реализуют все функции процессора на одном кристалле, а процессоры других типов реализуют их путем соединения большого количества микросхем.

Пятое поколение ЭВМ (1984 г. – наши дни) можно назвать микропроцессорным. Заметьте, что четвертое поколение закончилось только в начале 80-х, то есть родители в лице больших машин и их быстро взрослеющее и набирающее силы «чадо» В течение почти 10 лет относительно мирно существовали вместе. Для них обоих это время пошло только на пользу. Проектировщики больших компьютеров накопили огромный теоретический и практический опыт, а программисты микропроцессоров сумели найти свою, пусть поначалу очень узкую, нишу на рынке.

 

БИЛЕТЫ №4,5

Устройство компьютера (Основная структура и подробно о ЦП)

Новости

Укладка длинных волос - рассмотрим все варианты
Символом женственности и красоты являются длинные волосы. Несмотря на это, каждодневный уход и укладывание забирают много времени и сил. Однако каждая женщина, имея желание, может научиться тому, как красиво

Завивка волос на длительное время: виды долговременной укладки, какая лучше и как сделать дома (видео и отзывы)
Каждой женщине хочется быть обладательницей красивой и аккуратной прически. Долговременная укладка позволяет решить данную задачу и избавляет девушку от необходимости тратить каждый день много времени

Стрижка лесенка на длинные волосы: техника и укладка
 Прежде чем рассмотреть, как делается стрижка «лесенка» на длинные волосы, ответим на весьма распространенный вопрос, который задают себе модницы – чем лесенка отличается от каскада? Обе эти прически

Мужской воск для волос: какой выбрать, как пользоваться?
Оказывается, не только женщины сталкиваются с трудностью выбора стайлинговых средств, но и сильная половина человечества постоянно задается вопросом, какими особенностями должны обладать мужские воски

Лучшие фен-щетки для волос
Каждый день, укладывая волосы, женщины, сталкиваются с определёнными трудностями. Процедура укладки отбирает много времени, а посещать салоны красоты не всем по карману. Поэтому в последнее время популярностью

Долговременная укладка на средние волосы, фото
Долгое время в моде были идеально прямые, блестящие волосы. Однако кудри не сдают своих позиций и триумфально возвращаются на подиумы. Крупные локоны или мелкие завитки, элегантные волны или заборные

Вечерняя укладка на короткие волосы с фото
Традиционно считается, что женщина должна носить «длинную косу». Однако в последние десятилетия все больше дам отдает предпочтение коротко стриженным волосам. Это может быть прическа «под мальчика» или

Фен-щетка с вращающейся насадкой: отзывы, как выбрать
Пожалуй, у многих женщин создание ежедневной укладки занимает немало времени, а если вдруг необходимо подготовиться к торжественному вечеру, то заниматься прической можно далеко не один час. Конечно, есть

Какая фен-щетка с вращающейся насадкой лучше
Сегодня не обязательно посещать салоны красоты, чтобы стать обладательницей шикарной прически. Достаточно заручиться поддержкой соответствующей техники, чтобы сотворить роскошные кудри или выпрямить волосы.

Биозавивка для волос в домашних условиях (пошаговая инструкция)
Так уж сложилось, что почти все девушки хотят обладать тем, чем природа их не наделила. В результате представительницы завитушек и кудрей выпрямляют волосы, а обладательницы прямых прядей, напротив, хотят

rss