Автор: Пользователь скрыл имя, 18 Февраля 2011 в 21:46, курс лекций
Основные темы и понятия.
| Десятичная | Двоичная | Восьмеричная | Шестнадцатеричная |
| 1 | 001 | 1 | 1 |
| 2 | 010 | 2 | 2 |
| 3 | 011 | 3 | 3 |
| 4 | 100 | 4 | 4 |
| 5 | 101 | 5 | 5 |
| 6 | 110 | 6 | 6 |
| 7 | 111 | 7 | 7 |
| 8 | 1000 | 10 | 8 |
| 9 | 1001 | 11 | 9 |
| 10 | 1010 | 12 | A |
| 11 | 1011 | 13 | B |
| 12 | 1100 | 14 | C |
| 13 | 1101 | 15 | D |
| 14 | 1110 | 16 | E |
| 15 | 1111 | 17 | F |
| 16 | 10000 | 20 | 10 |
3.
ЕДИНИЦЫ ИЗМЕРЕНИЯ
КОЛИЧЕСТВА ИНФОРМАЦИИ
Минимальной единицей измерения количества информации является бит, а следующей по величине единицей является байт, причем
1 байт = 23 бит = 8 бит.
Международная система единиц СИ, в качестве множителей кратных единиц используют коэффициент 10п, где п=3,6,9 и т.д., что соответствует десятичным приставкам кило (103), мега (106), гига 109 и т.д.
Компьютер оперирует числами не в десятой, а в двоичной системе счисления, поэтому в квадратных единицах измерения количества информации используется коэффициент 2п.
1 Кбайт = 210 байт = 1024 байт
1 Мбайт = 210 Кбайт = 1024 Кбайт=220байт
1 Гбайт = 210 Мбайт = 1024 Мбайт=230байт
1 Терабайт=210 Гбайт = 1024 Гбайт=240байт
1 Петабайт = 210 Тбайт = 1024 Тбайт =250Байт.
1 Экзабайт = 210 Пбайт
= 1024 Пбайт =260Байт.
4.
ЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ
КОМПЬЮТЕРА
Как при строительстве дома применяют различного рода типовые блоки – кирпичи, рамы, двери и т.п., так и при разработке компьютера используют типовые электронные схемы. Каждая схема состоит из определенного набора типовых электронных элементов.
Электронным элементом называется соединение различных деталей, в первую очередь – диодов и транзисторов, а также резисторов и конденсаторов, в виде электрической схемы, выполняющей некоторую простейшую функцию.
Логический элемент компьютера – это часть электронной логической схемы, которая реализует элементарную логическую функцию.
Тысячи микроскопических электронных переключателей в кристалле интегральной схемы сгруппированы в системы, выполняющие логические операции, т.е. операции с предсказуемыми результатами, и арифметические операции над двоичными числами. Соединенные в различные комбинации, логические элементы дают возможность компьютеру решать задачи, используя язык двоичных кодов.
Работу логических элементов описывают с помощью таблиц истинности.
Таблица истинности – это табличное представление логической схемы (операции), в котором перечислены все возможные сочетания значений истинности входных сигналов (операндов) вместе со значениями истинности выходного сигнала (результата операции) для каждого из этих сочетаний.
Основными логическими элементами компьютеров являются электронные схемы И, ИЛИ, НЕ, И-НЕ, ИЛИ-НЕ.
Логическими элементами ЭВМ называют устройства, выполняющие логические функции при образовании сигналов.
1. Логическое отрицание (инверсия) делает истинное высказывание ложным и, наоборот, ложное – истинным.
| А | Р |
| 0 | 1 |
| 1 | 0 |
2. Объединение двух (или несколько) высказываний в одно с помощью союза «И» называется операцией логического умножения или КОНЪЮНКЦИЕЙ.
Составное высказывание, образованное в результате операции логического умножения (конъюнкции), истинно тогда и только тогда, когда истинны входящие в него простые высказывания.
| А | В | Р |
| 0 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 0 |
| 1 | 0 | 0 |
| 1 | 1 | 1 |
3. Объдинение двух (или нескольких) высказываний с помощью союза «ИЛИ» называется операцией логического сложения или ДИЗЪЮНКЦИЕЙ.
Составное высказывание, образованное в результате логического сложения (дизъюнкции), истинно тогда, когда истинно хотя бы одно из входящих в него простых высказываний.
| А | В | Р |
| 0 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 1 |
| 1 | 0 | 1 |
| 1 | 1 | 1 |
4. Функция Пирса реализуется с помощью элементов «ИЛИ-НЕ»
5. Функция Шеффера реализуется «И-НЕ»
5. ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ
| Год | Изобретение | Создатель |
| 1642 | Первая механическая вычислительная машина для сложения чисел (суммирующая машина “Паскалина”) | Блез Паскаль (Франция) |
| 1801 | Перфокарты для автоматического управления ткацким станком | Жозеф Жаккар (Франция) |
| 1823 | Первая программно - управляемая механическая вычислительная машина, имеющая разделение обязанностей и управляемая паром | Чарльз Беббидж (Англия) |
| 1823 | Первая программа для механической вычислительной машины (понятие ячейки, условного перехода, цикла) | Ада Августа Лавлейс
(Англия) |
| 1936 | Вычислительный аппарат с программным управлением, работающий в двоичной системе счисления - первый компьютер | Конрад Цузе (Германия) |
| 1943 | Первая цифровая автоматическая электромеханическая машина “Марк-1” – 40 тонн - для военных целей по идеям Беббиджа | Говард Айкен (США) |
| 1946 | Первая полностью электронная вычислительная машина с хранимой в памяти программой (ЭВМ) “ENIAC” для военных целей (решение задач баллистики) на электронных схемах триггерного типа (50 тонн, 170 кв.м, 18 тыс. ламп, 1500 эл/мех. реле, ввод информации с перфокарт) | Преспер Экерт,
Джон Моучли (США) |
| 1950 | Первая в СССР ЭВМ “МЭСМ”- 2000 ламп, 50 оп/с | Сергей Алексеевич Лебедев (СССР) |
| 1955 | Второе поколение ЭВМ на базе транзисторов (один транзистор заменяет 40 электронных ламп), память – на ферритовых сердечниках, Магнитные ленты | США |
| 1968 | Первая ЭВМ на интегральных схемах – 3 поколение | Фирма Burroughs |
| 1970 | Персональный компьютер фирмы Apple на основе БИС – 4 поколение | США |
| 1981 | Персональный компьютер IBM PC открытой архитектуры | Фирма IBM |
6. СТРУКТУРА ЭВМ
В основу построения подавляющего большинства компьютеров положены следующие общие принципы, сформулированные в 1945 г. американским ученым Джоном фон Нейманом.
1. Двоичная система счисления для представления чисел (на замену десятичной). Впервые система была предложена Лейбницем, но именно фон-Нейман обосновал удобство ее использования для ПЭВМ.
2. Структура ЭВМ: арифметико-логическое устройство (АЛУ), устройство управления (УУ), память, устройства ввода-вывода (УВВ). АЛУ выполняет арифметические, логические операции. УУ организует цикл выполнения команды процессора: чтение команды, расшифровка, изменение счетчика команд (СК) в УУ, выполнение команды.
3. Принцип программного управления. Из него следует, что программа состоит из набора команд, которые выполняются процессором автоматически друг за другом в определенной последовательности.
4. Принцип однородности памяти. Программы и данные хранятся в одной и той же памяти. Поэтому компьютер не различает, что хранится в данной ячейке памяти — число, текст или команда. Над командами можно выполнять такие же действия, как и над данными.
5. Принцип адресности. Структурно основная память состоит из перенумерованных ячеек; процессору в произвольный момент времени доступна любая ячейка.
Компьютеры, построенные на этих принципах, относятся к типу фон-неймановских.
8. КЛАССИФИКАЦИЯ УСТРОЙСТВ КОМПЬЮТЕРА