Персональные компьютеры. Состав, структура, архитектура, характеристики. Наиболее распространенные типы ПК.

Персональные ЭВМ, или (ПК), широко используемые виды комп., их мощность постоянно увеличивается, а область применения расширяется. Они могут объединяться в сети, что позволяет легко обмениваться информацией и одновременно получать доступ к общим базам данных. Internet обеспечивает оперативное получение информации из всех уголков земного шара, предоставляет возможности голосовой и факсимильной связи, облегчает создание внутрикорпоративных сетей передачи информации.

Производительность современных ПК составляет величину порядка сотен и тысяч MIPS. Наибольшее распространение в мире имеют IBM РС-совместимые ПК, выпускаемые множеством фирм, в том числе российскими, на процессорах фирмы INTEL, AMD и др. (около 90%). Оставшуюся часть рынка ПК занимают компьютеры типа «Macintosh», разработанные и производимые фирмой APPLE, не совместимые с IBM РС. Они построены на RISC-процессорах, имеют высокое быстродействие и удерживают прочные позиции в издательском деле, образовании, создании мультимедиа-программ и во многих других областях.

архитектура

В этой структуре можно выделить следующие шины:

L - локальная шина, к которой подключается МП ядро. Протокол на этой шине формируется под воздействием микропроцессора.

Состав шины:

- разряды адреса

- сигналы разрешения передачи байт

- шина данных

- сигналы состояния сигналы арбитража

- сигналы связи с сопроцессором;

- сигнал сброса

- сигналы синхронизации

- сигналы управления передачей данных

S - системная шина, к которой подключаются адаптеры периферийных устройств не входящие в состав процессора (материнской платы).

X - шина периферийных устройств, к которой подключается подсистема DMA (Direct memory eccess - прямого доступа к памяти), таймер, подсистема прерываний, подсистема клавиатуры и часы/календарь реального времени.

Состав шины:

- разряды данных

- разряды адреса;

- команды чтения/записи памяти/порта.

M - шина памяти, к которой подключаются микросхемы основной ОП и микросхемы ROM-BIOS (последние могут также подключаться к системной шине как самостоятельное устройство.

Состав шины:

- разряды данных контрольные разряды

- разряды адреса

- сигналы управления

Протокол шины определяется типом микросхем памяти.

2.5. Поколения ЭВМ. Два класса ЭВМ – цифровые и аналоговые, их принципы действия. Основные типы современных ЭВМ, их назначение, отличительные признаки и характеристики. Понятие об архитектуре ЭВМ. Основные блоки ЭВМ.

1-е поколение (50-е годы).: элементная база - электронные лампы. Напряжение логического перепада Uп - сотни вольт. Программирование в машинных кодах ,программист работает за пультом машины.Пример БЭСМ-2, «Стрела», М-2, М-3, «Минск-1», «Урал‑1

2-е поколение (60-е годы). Элементная база – полупроводниковые приборы. U_л - десятки вольт. Программирование на языках высокого уровня,программист не допускается в машинный зал. Развитие мониторных систем. Отсутствие программной и аппаратной совместимости. Пример БЭСМ-4, «Иаири», «Раздан-2», «Мир», «Минск-22»

3-е поколение (70-е годы). Элементная база – интегральные схемы (ИС) малой и средней степени интеграции. U_л - единицы вольт. Программная и аппаратная совместимость. Наличие операционных систем. Работа в мультипрограммном режиме. Наличие каналов ввода-вывода. Пример ЭВМ IBM-360 (США), и ЕС ЭВМ

4-е поколение (80-е годы).

1. Малые ЭВМ. Элементная база – большие и сверхбольшие интегральные схемы (БИС и СБИС).Аппаратная реализация функций. Диалоговые режимы работы. Примеры «Искра», ЕС1840, ЕС1841, IBM PC.

2. Крупные вычислительные системы. Многопроцессорная структура. Приближение системы команд к языкам высокого уровня. Стековая память.Распараллеливание процесса выполнения программ. Примеры: «Эльбрус» - 10 проц; ПС‑2000 - 64 проц

5-е поколение (90-е годы начало проекта) – Обработка информации осуществляется на основе “базы знаний”. Общение с пользователем происходит в естественной форме - речь, текст, изображение, способность обучаться, делать логические суждения, вести “разумную” беседу с человеком. Быстродействие - до сотен млрд оп/с. Емкость (ОП) - сотни Мб

Два класса ЭВМ

ЭВМ делятся на два класса:

- непрерывного действия - аналоговые вычислительные машины (АВМ);

- дискретного действия - цифровые вычислительные машины (ЦВМ) или просто ЭВМ.

АВМ - машины параллельного действия. Процесс вычислений выполняется одновременно всеми блоками и устройствами, участвующими в решении задачи. Все исходные данные используются (обрабатываются) при решении задачи одновременно, и практически одновременно появляются все промежуточные и окончательные результаты решения задачи.

ЦВМ - машины последовательного действия. В каждый дискретный момент времени (машинный такт) обрабатывается один операнд или же выполняется математическая или логическая операция над двумя операндами. Быстродействие АВМ намного превышает быстродействие ЦВМ.Гибридные ЭВМ (комбинированные) или АЦВС (аналого-цифровые вычислительные системы), сочетают в себе достоинства АВМ и ЦВМ.