Шпаргалка по "Программированию и компьютеру"

Автор: Пользователь скрыл имя, 14 Марта 2012 в 17:54, шпаргалка

Описание работы

Работа содержит ответы на вопросы по дисциплине "Программированию и компьютеру".

Работа содержит 1 файл

шпоры по компановке за 3 курс.doc

— 231.00 Кб (Скачать)


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

6.Процессор.Являетсяосновным компонентом любого ПК.Осуществляет выполнение программ, работающих на компьютере, и управляет работой остальных устройств компьютера. Скорость его работы во многом определяет быстродействие компьютера. В 1ВМ РС используются микропроцессоры, разработанные фирмой Intel, а иногда — совместимые с ними микропроцессоры других фирм.

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.

В настоящее время наиболее распространены процессоры фирмы Intel, хотя ЦП других фирм (AMD, Cyrix) составляют им достойную конкуренцию. В  настоящее время выпускаются процессоры серии Pentium II, Pentium III и Pentium Celeron. В то же время в России имеется огромный парк устаревших процессоров 486 и Pentium.

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.Отличался исключ-но высокой производ-ю по срав. с предшественниками.32-разр.Среднее кол-во тактов на команду=4,5.

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-разр.Имеются 2 встроенных кэша объемом 8 или 16 Кбайт.

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.архитектура.

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-80,16-битные-проц.8086-80386:(что доп-ся)SX и DX+cопроцессор.,32-битные-80486-Pentium4-проц. и сопроц.реализуются в одном кристалле, 80486:486SX,486DX,486DX-2,486DX-4,486DX-5,

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"