Курсовая работа: Принципы организации и работы ПК

СуперЭВМ предназначены для решения сверхсложных задач в военном деле, экономике, космонавтике, метеорологии и пр. Это очень сложные и дорогие машины. Наиболее мощные ЭВМ этого класса – семейство ASCI – принадлежат Министерству энергетики США. Производительность их превышает 1 трлн. операций с плавающей запятой в секунду. США пытается на них реализовать проект перехода от натуральных ядерных испытаний к машинному моделированию. Машин такого уровня около 500 в мире. Лучшие ПЭВМ по производительности примерно в 100 тыс. раз слабее суперЭВМ.

Большие вычислительные комплексы (БВК) получившие название «Мейнфреймы» выпускаются и в настоящее время, но современные технологии позволили резко уменьшить их габариты: массу до 100 кг; занимаемую площадь до . Область применения их – решение особо ответственных задач в военной, финансовой и прочих сферах – там, где требуется исключительная надёжность работы. В них используются все известные средства повышения производительности и надёжности вычислительных систем.

Мини – ЭВМ. Ранее они использовались в небольших организациях для решения сравнительно несложных задач. Современные мини – ЭВМ, благодоря достижениям микроэлектроники, по размерам сравнялись с ПЭВМ, имея огромное превосходство над последними в производительности и надёжности. Они находят применение, например, в банковской сфере, в качестве серверов (центральных ЭВМ) высоконадежных локальных вычислительных сетей с числом рабочих станций до 300.

Персональные ЭВМ (ПЭВМ). Они обладая большими возможностями, вытеснили БВК и мини – ЭВМ из многих областей деятельности. И действительно, их возможности велики. По конструкции ПЭВМ делятся на несколько видов:

· настольные;

· наколенные (Laptop) (3 – 6 кг);

· блокнотные (NoteBook) (2 – 3,5 кг);

· суперблокнотные (SubNoteBook) (0,9 – 2 кг);

· карманные (Palmtop) (0,5 – 1,2 кг);

· электронные записные книжки.

Примерные параметры современного портативного компьютера: это полная ПЭВМ, масса – 0,9 кг, габаритные размеры см, тактовая частота – до 2 Ггц, ОЗУ – до 1 Гбайт, объем винчестера – до 40 Гбайт.

2. АРХИТЕКТУРА ПЕРСОНАЛЬНОГО КОМПЬЮТЕРА

Архитектура ПК – это совокупность аппаратных и программных средств ПК , а также система взаимодействия их, обеспечивающая функционирование ПК.

Термин «архитектура» используется в популярной литературе по вычислительной технике достаточно часто, однако определение этого понятия и его содержание могут различаться. Описание внутренней структуры ПК вовсе не является самоцелью: с точки зрения архитектуры представляют интерес лишь те связи и принципы, которые являются наиболее общими, присущими многим конкретным реализациям вычислительных машин.

2.1 Принципы построения ПК

Именно то общее, что есть в строении ПК, и относят к понятию архитектуры. Важно отметить, что такой общности в конечном счете служит вполне понятное стремление: все машины одного семейства, независимо от их конкретного устройства и фирмы – производителя, должны быть способны выполнять одну и ту же программу. Следует вывод, что с точки зрения архитектуры важны не все сведения о построении ПК, а только те, которые могут как – то использоваться при программировании и работе с ПК.

Ниже приводится перечень тех наиболее общих принципов построения ПК которые относятся к архитектуре:

· структура памяти ПК;

· способы доступа к памяти и внешним устройствам;

· возможность изменения конфигурации компьютера;

· система команд;

· форматы данных;

· организация интерфейса.

Суммируя все выше изложенное, получаем следующее определение архитектуры: «Архитектура – это наиболее общие принципы построения ЭВМ, реализующие программное управление работой и взаимодействием основных ее функциональных узлов»

2.2 Основы учения и структуры первых поколений ЭВМ

Основы учения об архитектуре вычислительных машин заложил выдающийся американский математик Джон фон Нейман. В процессе работы во время многочисленных дискуссий со своими коллегами Г. Голдстайном и А. Берксом фон Нейман высказал идею принципиально новой ЭВМ. Фон Нейман не только выдвинул основополагающие принципы логического устройства ЭВМ, но и предположил ее структуру, которая воспроизводилась в течение первых двух поколений ЭВМ. Основными блоками по Нейману являются устройство управления (УУ) и арифметико – логическое устройство (АЛУ), память, внешняя память, устройства ввода и вывода. Схема устройства такой ЭВМ представлена на рисунке 1.

Внешнее запоминающее устройство (ВЗУ)

Рис. 1. Архитектура ЭВМ, построенной на принципах фон Неймана.

Разработанные фон Нейманом основы архитектуры вычислительных устройств оказали настолько фундаментальными, что получили в литературе название «фон-неймановской архитектуры». Подавляющее большинство вычислительных машин на сегодняшний день – фон-неймановские машины. Значительное отклонение от фон-неймановской архитектуры произойдет в результате развития идеи машин пятого поколения, в основе обработки информации в которых лежат не вычисления, а логические выводы.

3. УСТРОЙСТВО ЦЕНТРАЛЬНОГО ПРОЦЕССОРА