Автор: Пользователь скрыл имя, 14 Марта 2012 в 17:54, шпаргалка
Работа содержит ответы на вопросы по дисциплине "Программированию и компьютеру".
2 История развития, поколение ЭВМ
В первых ком-ах в качестве переключателей применялись вакуумные лампы, это порождало массу сложностей. Из-за выхода из строя ламп среднее время безотказной работы бол.вычис. системы не превышало 2 ч.Изобретение в 1948г. п/ых ус-тв-транзисторов знаменовало нач. революции в компьютерной индустрии.Построенные на их основе ком-ры имели меньшие размеры и были более быстродействующ. и эффективными.В 1959г.изобретена ИС-п/ое ус-во, в к-ом без проводов соединяются расположенные на одном кристалле несколько транзисторов.В 1969г.фирма Intel выпустила микросхему памяти емкостью 1Кбит.Первый 4-разряд.микропроц.4004 фирмы Intel появился в 1971г.В 1972г.-выпущен 8-разряд. МП 8008. В 1975г.фирма IBM впервые выпустила то, что можно было назвать ПК.К 1980г. на рынке микрокомпьютеров доминировали 2 базовые модели ком-ых систем. Это был Apple 2 и несколько др. моделей, происходивщих от комплекта Altair. В 1981г.-IBM PC.
3 Архитектура ЭВМ (системы) – совокупность св-в компьютера существенных для программиста и пользователя. . Это осн.уст-ва и блоки ЭВМ и структура связей м/у ними. Общ.принципы построения ЭВМ, к-ые относятся к арх-ре: 1)структура памяти ЭВМ; 2)способы доступа к памяти и внеш. устр-вам; 3)возм-ть изменения конфигурации; 4)система команд; 5)форматы данных; 6)орг-ия интерфейса. Архитектура - сов-ть аппаратных и программных средств ПЭВМ,а также система их взаимодействия, обеспечивающая функционирование ЭВМ. Классические принципы построения арх-ры ЭВМ были предложены в работе фон Неймана, Г.Голдстейга и А. Беркса в 1946 году и известны как " принципы фон Неймана". Они таковы: 1) Использование двоичной системы представления данных. 2) Принцип хранимой программы. Первоначально прога задавалась путем установки перемычек на спец. коммутационной панели. Это было весьма трудоемким занятием. Нейман первым догадался, что прога м/также храниться в виде нулей и единиц, причем в той же самой памяти, что и обрабатываемые ею числа. Отсутствие принципиальной разницы м/у прогой и данными дало возм-ть ЭВМ самой формировать для себя прогу в соответствии с результатами вычислений. Фон Нейман не только выдвинул основополагающие принципы логич.устр-ва ЭВМ, но и предложил ее структуру, к-ая воспроизводилась в течение первых двух поколений ЭВМ. Устр-во управления(УУ) и АЛУ в совр.компах объединены в один блок - процессор, являющийся преобразователем инфы, поступающей из памяти и внеш.уст-в. Память (ЗУ) хранит инфу (данные) и проги. ЗУ у совр.компов "многоярусно" и включает ОЗУ и внеш.запом.устр-ва(ВЗУ). ОЗУ- это устр-во, хранящее ту инфу, с к-ой комп работает непосредственно в данное время (исполняемая прога, часть необходимых д/нее данных, некоторые управляющие проги). ВЗУ – устр-ва гораздо большей емкости, чем ОЗУ, но существенно более медленны. 3) Принцип последовательного выполнения операций. 4)Принцип произвольного доступа к ячейкам оперативной памяти.
Интерфейс – это граница раздела двух систем, устр-в или прог; это элементы соединения и вспомогательные схемы управления, используемые д/соединения устр-в; это объединение модулей ПК в единую систему, производится посредством единой системы сопряжения.
Шина – это проводник, по к-му обмениваются инфой компоненты и устр-ва ПК.
4.Шинная (совр) арх-ра ЭВМ.
5.Осн ус-ва ЭВМ. • стример — для хранения данных на магнитной ленте
Характеристики микропроцессоров. Микропроцессоры отличаются друг от друга двумя характеристиками: типом (моделью) и тактовой частотой. Наиболее распространены модели Intel—80486, Pentium, Pentium MMX и Pentium II, они приведены в порядке возрастания производительности и цены. Одинаковые модели микропроцессоров могут иметь разную тактовую частоту — чем выше тактовая частота, тем выше производительность и цена микропроцессора.
Тактовая частота указывает, сколько элементарных операций (тактов) микропроцессор выполняет в одну секунду. Тактовая частота измеряется в мегагерцах (МГц). Следует заметить, что разные модели микропроцессоров выполняют одни и те же операции (например, сложение или умножение) за разное число тактов. Чем выше модель микропроцессора, тем, как правило, меньше тактов требуется для выполнения одних и тех же операций. Поэтому, например, микропроцессор Intel-80386 работает раза в два быстрее Intel-80286 с такой же тактовой частотой.
Микpопpоцессоp - это пpоцессоp, pеализованный на полупpоводниковом кpисталле. Основные хаpактеpистики микpопpоцессоpа. 1. Тип микpопpоцессоpа.: 1. Компьютеpы класса XT; 2. Компьютеpы класса AT; 3. Компьютеpы класса 386; 4. Компьютеpы класса 486; 5. Компьютеpы класса Pentium.
2. Тактовая частота микpопpоцессоpа.
Импульсы тактовой частоты поступают от задающего генеpатоpа, pасположенного на системной плате.
Тактовая частота микpопpоцессоpа - количество
импульсов, создаваемых генеpатоpом за 1 секунду.
Тактовая частота необходима для синхpонизации pаботы устpойств ПК.
Влияет на скоpость pаботы микpопpоцессоpа. Чем выше тактовая частота, тем выше его быстpодействие.
3. Быстpодействие микpопpоцессоpа.
Быстpодействие микpопpоцессоpа - это число элементаpных опеpаций, выполняемых микpопpоцессоpом в единицу вpемени (опеpации/секунда).
4. Разpядность пpоцессоpа.
Разpядность пpоцессоpа - максимальное количество pазpядов двоичного кода, котоpые могут обpабатываться или пеpедаваться одновpеменно.
5. Функциональное назначение микpопpоцессоpа.
1. Унивеpсальные, т.е. основные микpопpоцессоpы.
2. Сопpоцессоpы.
Микpопpоцессоpный элемент, дополняющий функциональные возможности основного пpоцессоpа. Сопpоцессоp pасшиpяет набоp команд
Компьютеpа Например, существуют сопроцессоры математические, графические и т.д.
6. Аpхитектуpа микpопpоцессоpа.
7. Тип коpпуса микpопpоцессоpа.
Микpосхемы совpеменных микpопpоцессоpов могут иметь пластмасовые или кеpамические коpпуса.
7.Поколение процессоров.
1пок-е:P1(086)МП 8088 и 8086. Intel совершила революцию в 1978г., когда представила свой нов.проц.8086,к-ый был одним из первых 16-разр.МП на рынке.Стоимость МП 8086 была высокой и продавлся МП плохо.Ч/з нек. Время была представлена «усеченная» версия проц.8086,названная 8088.Затем ф.Intel начала разработку более производит. проц. с расширенной системой команд-проц.80186 и 80188.
2 пок-е:Р2(286)Проц.286.Появился в 1981г., на его основе был создан IBM АТ.Быстродействие 286 выше быстр-я его предшественников. Благодаря 16-разр.внеш.шине вдвое возросла скорость обмена данными. Он может работать в 2-х режимах(реальном и защищенном)
3 пок-е:Р3(386)Проц.386.
Проц.386DX.32-разр. проц с 32-разр.внутр.регистрами.
4 пок-е:Р4(486)Проц.486. Повыш.быстрод-я ПК. Его нов.возможности привели к бурному росту производства прогр.обеспеч..Вдвое большая произв-ть по срав. с 386.Способствовал росту графических пользоват.инт-ов.
5 пок-е:Р5(586)Pentium.В проц.есть2 конвейра,что позволяет ему выполнять 2 команды.Шина дан.-64-разр,внутр.рег-32-
6 пок-е:Р6(686) Pentium Pro и Pentium 2-2 модуля этих проц.могли выполнять команды одновременно.Дин-ое выполнение, архитектура двойной независимой шины, улучшенный суперскаляр.Проц.Р2 широко прим-ся в настольных ком-ах и серверах.Проц Рentium Xeon появился в 1998г. Р3-дин-ое выполнение команд, сист.шина с
множественными тразакциями, технология Intel ММХ для обработки данных мультимедиа.Реализованы SIMD-расширения.7 пок-е:Р7(786).Merced-64-разр.
7 пок. Pentium 3 (FS-PGA поддержка больших частот. Socket 370. 133MHz шина, AMD 333MHz.
8пок P-4 32bit 2Mbкеш Socket 423 475
9пок AMD-64 P-4 Extreame Edition.
8 Разрядность процессора
Осн.хар-ка проц-разрядность. Показывает,ск-ко бит данных он может принять обработать в своих регистрах за 1 такт.Имеются 3 важных ус-ва в МП,основными параметром к-ых явл-ся разрядность:шина ввода и вывода данных;внутр.рег;шина адреса памяти. Совр.ком-ры имеют 64-разр.внешние шины данных,т.е.процессоры Pentium могут передавать в сист. память(или получать из нее) одновременно 64-бита данных.Разрядность внутр. рег=32битам.
9 Тип ядра процессора
Осн.хим.элементом,исп-ым при производстве проц-ов,явл-ся Si.Прежде чем исп-ть Si для изготовления МС, его очищают, плавят, после чего он кристаллизируется, из этого материала делают большие цилиндрические заготовки, диаметром-8дюймов и длиной-50д.Заготовка вставляется в цилиндр диам. 200мм.Затем каждая заготовка разрезается алмазной пилой более чем на 1000 круговых подложек, каждая подложка тоньше мм. После этого подложка полируется до зеркально-гладкой пов-ти.В производстве МС исп-ся процесс,наз-ый фотолитографией:на п/к ,служащий основой чипа, один за др.наносятся слои разных материалов,таким образом, создаются тран-ры,электронные схемы и проводники(дорожки),по к-ым распрос-ся сигналы. В точках пересеч.специфических схем можно создать транзистор или переключатель.По завершении обработки подложки спец.ус-во проверяет каждую МС на ней и отмечает некачественные,к-ые позже будут отбракованы.Затем МС вырезаются из подложки и упаковываются в спец. пакет. Спец.приборы заставляют каждый чип работать в различ.условиях, определяя знач.пар-ов,при к-ыъ прекращается корректное функционирование МС.
10 Кеш. Функционально кэш согласует скорость работы быстродействующих современных процессоров и сравнительно медленнодействующей динамической памяти значительного объема. Использование кэша позволяет избежать циклов ожидания в работе процессора, снижающих производительность подсистемы процессор- основная память. Кэш сохраняет информацию, к которой процессор обращался недавно. Поэтому при новом запросе к той же (или ближайшей к ней) информации процессор может ее выбрать из быстрой кэш-памяти (менее, чем за 20 нс), а не ждать ее поступления из медленной основной памяти.Наличие кэш-памяти объемом 256 Кбайт
по сравнению с отсутствием кэша увеличивает производительность процессора примерно на 20 %.
Кеш 1го уровня
Для современных процессоров характерно увеличение объема встроенной памяти первого уровня в соответствии с увеличением их быстродействия: Pentium Pentium Pro
Кэш, Кбайт 8+8 256
Кеш 2го уровня
Кэш-память второго уровня организуется на основе быстрых, но дорогих статистических микросхем (SRAM) различного объема от 128 до 1024 и более Кбайт в зависимости от мощности процессора. Кэш имеет возможность наращивания объема модулями различной емкости. Обычно в массовых ПК кэш строится на основе асинхронной статической памяти (ASRAM). В высокопроизводительных моделях ПК все чаще используется синхронная кэш-память (SSRAM), обеспечивающая более быстрый доступ.
Синхронная кэш-память Triton (Intel) и др.
11 Форм-фактор проц.
1)разрядность проц(4-битные,8-битные-проц.ZX
Pentium(celeron),64-битные – AMD64.Intel Xeon(ксеон).
По техническим пар-ам отлич-ся кол-ом транзисторов,технологией реализации ядра, кол-ом контактов.
12 Прерывание – это прекращение выполнения текущей программы для обработки событий которые произошли в микропроцессоре или вне его.
Прерывания возникают либо в зависимости от внешних по отношению к процессору выполнения программы событий либо при появлении непредвидимых аварийных ситуациях в процессе выполнения данной программы.
Классы прерываний.
1)внешние аппаратные – возникают в результате действий пользователя или оператора или в результате поступления сигналов от аппаратных устройств.
2) Внутренние (исключения) происходят синхронно выполнению программы при появлении аварийной ситуации в ходе исполнения некоторой инструкции программ.
3) Программные возникают при выполнении особой командой процессора, выполнение которой имитирует прерывание, т.е. переход на новую последовательность инструкций.
Прерывания приписывается приоритет.
С помощью, которого они ранжируются по степени важности и строчности. О прерываниях, которые имеют
одинаковое значение приоритета, говорят, что они относятся к одному уровню приоритета прерываний.
13 Мат. Плата. Главный узел, определяющий возможности компьютера – мат. Плата
Кеш, набор управляющих микросхем, или чипсетов (chipset), вспомогательных микросхем и контроллеров ввода/вывода;
КМОП -память с данными об аппаратных настройках и аккумулятором для ее питания;
разъемы для подключения интерфейсных кабелей жестких дисков, дисководов, последовательного и параллельного портов, инфракрасного порта, а также универсальной последовательной шины USB;
разъемы питания; преобразователь напряжения с 5В на 3,3В для питания процессора (некоторым процессорам требуется также и меньшее напряжение, например 2,2В для AMD K6-3D);На платах формата ATX и NLX также находятся разъемы мыши и клавиатуры в стандарте PS/2, разъемы параллельного и последовательного портов (12). На материнской плате также могут находиться микросхемы видеоадаптера и звуковой платы (т. н. платы All-In-One), а также контроллера SCSI. На платах для 286, 386 и 486-х процессоров также могут находиться специальные разъемы для установки микросхем математического сопроцессора и/или процессора OverDrive.
Для подключения индикаторов, кнопок и динамика, расположенных на корпусе системного блока, на материнской плате имеются специальные миниатюрные разъемы-вилки. Подобные же разъемы служат как контакты для перемычек (jumpers) при задании аппаратной конфигурации системы. Если на системной плате сосредоточены все элементы, необходимые для его работы, то она называется All-In-One. У большинства персональных компьютеров системные платы содержат лишь основные функциональные узлы, а остальные элементы расположены на отдельных печатных платах (платах расширения), которые устанавливаются в разъемы расширения. Например, устройство формирования изображения на экране монитора — видеоадаптер пока чаще всего располагается на отдельной плате расширения — видеокарте.
Информация о работе Шпаргалка по "Программированию и компьютеру"