Понятие персонального компьютера. Принцип открытой архитектуры

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

БЕЛОРУССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

 

Кафедра: Автомобили

 

 

 

Реферат

   по курсу: информационные технологии.

   тема:

Понятие персонального компьютера. Принцип открытой архитектуры.

Условные логические операторы (привести произвольный алгоритм и составить программу на двух языках: Fortran и Pascal).

 

 

 
СОДЕРЖАНИЕ

• Введение……………………………………………………..….….3
• Понятие персонального компьютера. Принцип открытой 
  архитектуры …………………………………………………..……4
• Условные, логические операторы ……..……………………..….12
• Заключение …………………………………………………...……19
• Список используемой литературы ……………………………….20
• Приложение 1 ……………………………...………………..……..21

 

 

Введение

В данной работе я раскрою две основные темы: понятие персонального компьютера в целом и по отдельности, структуру открытой архитектуры составных частей применимых в работе с компьютером, и охарактеризую условные логические операторы, которые используются в написании программ на основных самых распространенных языках программирования.

В понимании компьютера для его работы необходимы программы, так и в данном реферате основная практическая часть ложиться на примеры написания простейших программ, их структура, правильность и последовательность.

В качестве основных источников для написания реферата брались материалы из сети интернет, так же использовались материалы из учебников курса "Информатики" и электронные носители с обучающей программой.

 

 

 

Понятие персонального компьютера. Принцип открытой архитектуры.

Персональный компьютер, ПК  или ПЭВМ (персональная электронно-вычислительная машина) — компьютер, предназначенный для эксплуатации одним пользователем. К ПК условно можно отнести также и любой другой компьютер, используемый конкретным человеком в качестве своего личного компьютера. Подавляющее большинство людей используют в качестве ПК настольные и различные переносные компьютеры. [1]

Изначально компьютер был создан как вычислительная машина, в качестве ПК он так же используется в других целях — как средство доступа в информационные сети и как платформа для компьютерных игр.

Первое использование термина «персональный компьютер» применено для программируемого калькулятора Hewlett Packard 9100A.

Впоследствии перенесён на другие компьютеры. C начала 1980-х годов персональным компьютером стали называть любую машину, имеющую архитектуру IBM PC. С появлением таких процессоров как: Intel, AMD, Cyrix (ныне VIA), название стало иметь более широкую трактовку. Курьёзным фактом стало противопоставление «персональным компьютерам» вычислительных машин Amiga и Macintosh, долгое время использовавших собственную компьютерную архитектуру. При монополии Microsoft Windows аббревиатура «PC» иногда использовалась в описании драйверов, и рекламе видеоигр и ОС в значении «Microsoft Windows на IBM PC-совместимом компьютере». [1]

Чаще всего под ПК понимают настольные ПК, ноутбуки, планшетные и карманные ПК. Однако персональным может считаться любой полноценный компьютер — даже суперкомпьютер, — используемый в качестве персонального, то есть личного компьютера.

В Советском Союзе вычислительные машины, предназначенные для персонального использования, носили официальное название «персональные электронные вычислительные машины» (ПЭВМ).

Компьютер считается универсальным, если он одинаково хорошо приспособлен для решения разнообразных (разнотипных) задач.

Компьютер является однопользовательским, если за ним может работать только один человек (это, конечно, не исключает возможность работы нескольких человек попеременно).

Наконец, компьютер является микрокомпьютером, если его основу образует микропроцессор. Процессор вообще - это мозговой центр любого компьютера. Он производит все вычисления, и он же осуществляет общее управление всеми компонентами компьютера. Микропроцессором, считают миниатюрный процессор, выполненный на одном единственном полупроводниковом кристалле.

Принцип открытой архитектуры.

Архитектурой ПК называется его описание, включающее описание пользовательских возможностей программирования систем команд систем адресации организации памяти. Архитектура определяет принцип действия, информационные связи взаимное соединение основных логических узлов компьютера: процессора; оперативного ЗУ, Внешних ЗУ и периферийных устройств.

Классические принципы построения архитектуры ЭВМ были предложены в 1946 году и известны как принципы фон Неймана. [5] 

ЭВМ стали обрабатывать и нечисловые виды информации - текстовую, графическую, звуковую и другие, но двоичное кодирование данных по-прежнему составляет информационную основу любого современного компьютера.

Программа может также храниться в виде нулей и единиц, причем в той же самой памяти, что и обрабатываемые ею числа. Отсутствие принципиальной разницы между программой и данными дало возможность ЭВМ самой формировать для себя программу в соответствии с результатами вычислений. Устройство управления (УУ) и арифметико-логическое устройство (АЛУ) в современных компьютерах объединены в один блок - процессор, являющийся преобразователем информации, поступающей из памяти и внешних устройств.

Память (ЗУ) хранит информацию (данные) и программы. Запоминающее устройство у современных компьютеров "многоярусно" и включает оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) и внешние запоминающие устройства (ВЗУ).

ОЗУ - это устройство, хранящее ту информацию, с которой компьютер работает непосредственно в данное время (исполняемая программа, часть необходимых для нее данных, некоторые управляющие программы).

ВЗУ - устройства гораздо большей емкости, чем ОЗУ, но существенно более медленны.

Структурно основная память состоит из пронумерованных ячеек. Процессору в произвольный момент времени доступна любая ячейка. Отсюда следует возможность давать имена областям памяти, так, чтобы к запомненным в них значениям можно было бы впоследствии обращаться или менять их в процессе выполнения программы с использованием присвоенных имен.

Программы и данные хранятся в одной и той же памяти. Поэтому ЭВМ не различает, что хранится в данной ячейке памяти - число, текст или команда. Над командами можно выполнять такие же действия, как и над данными.

BIOS - базовая система  ввода-вывода, хранящаяся в ПЗУ  и предназначенная для выполнения  базовых аппаратных функций с  учетом особенностей аппаратной части конкретной ПЭВМ. Этим обеспечивается независимость операционной системы и прикладных программ от особенностей ПЭВМ, на которой они функционируют.

Основные функции микропроцессора – выполнение вычислений, пересылка данных между внутренними регистрами, управление ходом вычислительного процесса. Микропроцессор непосредственно взаимодействует с оперативной памятью и контроллерами системной платы.

В состав микропроцессора входят АЛУ, устройство управления, внутренние регистры. Устройство управления вырабатывает управляющие сигналы для выполнения команд, АЛУ – арифметические и логические операции над данными. Оно может состоять из нескольких блоков, например блока обработки целых чисел и блока обработки чисел с плавающей точкой.

Главная характеристика микропроцессора – его быстродействие, которое в значительной степени зависит от тактовой частоты микропроцессора. Важной является также архитектура микропроцессора, которая определяет, какие данные он может обрабатывать, какие машинные инструкции входят в набор выполняемых им команд, как происходит обработка данных, каков объем внутренней памяти микропроцессора.

Физически микропроцессор представляет собой интегральную схему - тонкую пластинку кристаллического кремния прямоугольной формы площадью всего несколько квадратных миллиметров, на которой размещены схемы, реализующие все функции процессора. Кристалл-пластинка обычно помещается в пластмассовый или керамический плоский корпус и соединяется золотыми проводками с металлическими штырьками, чтобы его можно было присоединить к системной плате компьютера.

В составе микропроцессора может присутствовать сверхоперативная, или кэш-память (L2), которая обеспечивает более быструю передачу информации, чем оперативная память.

Микропроцессор обменивается информацией с внешними устройствами через системную шину.

Центральный процессор взаимодействует с внутренним запоминающим устройством, называемым оперативным запоминающим устройством (ОЗУ) или оперативной памятью (ОП).

Оперативная память предназначена для приема, хранения и выдачи информации (чисел, символов, команд, констант), т.е. всей информации, необходимой для выполнения операций в центральном процессоре. Кроме оперативной памяти во всех компьютерах обычно имеется внутренняя постоянная память, используемая для хранения постоянных данных и программ.

Основной набор микросхем (чипсет) включает системный и функциональный контроллеры и микросхемы, которые определяют основу работы материнской (системной) платы. Системный контроллер обеспечивает передачу данных по системной шине и, соответственно, обмен данными с процессором и кэш-памятью, а также передачу данных по шине памяти и обмен данными с оперативной памятью и видеоконтроллером. Функциональный контроллер осуществляет обмен данными с системным контроллером и со всеми периферийными устройствами компьютера, за исключением монитора. Именно от чипсета зависит, с какими типами процессоров работает материнская плата, какой максимальный объем оперативной памяти, какова скорость обмена данными по шинам компьютера.

Кэш-память – это сверхбыстродействующая оперативная память. Она используется для ускорения операций в памяти ПК. В кэш-память записывается из ОЗУ та часть информации, с которой работает процессор в данный момент. Кэш-память реализована на отдельных микросхемах.

Производительность и эффективность использования ПК определяются не только возможностями его процессора и характеристиками ОП, но в большей степени составом его периферийных устройств, их техническими данными, а также способом организации их совместной работы с центральной частью ПК.

 Связь между  устройствами ПК осуществляется  с помощью сопряжений, которые  в вычислительной технике называются  интерфейсами.

Системная шина является основной интерфейсной системой компьютера, обеспечивающей сопряжение и связь всех устройств между собой.

Системная шина включает: шину данных, шину адреса и шину управления.

Шина данных обеспечивает передачу информации между МП, памятью и периферийными устройствами. Шина двунаправленная, т.е. позволяет осуществлять пересылку данных как в прямом, так и в обратном направлении.

Шина адреса используется для передачи адресов ячеек памяти и регистров для обмена информацией с внешними устройствами.

Шина управления предназначена для передачи управляющих сигналов – управления памятью, управления обменом данных, запросом на прерывание и т.д.

На системной плате находятся разъемы для плат, управляющих работой различных устройств ПК. Для расширения возможностей ПК используют платы расширения. Разъемы плат расширения унифицированы т.е. в любой разъем можно вставить любую плату расширения.

Разъемы, через которые процессор обменивается данными с внешними устройствами (принтер, «мышь» и т.д.), называют портами. [5]

 

 

Условные, логические операторы.

Для Pascal Object

В программах с разветвленной структурой используются условные операторы, которые предназначены для выбора к исполнению одного из нескольких возможных действий (операторов) в зависимости от некоторого условия (при этом одно из действий может отсутствовать ‒ пустой оператор).

Оператор If реализует конструкцию "развилка" и изменяет порядок выполнения операторов в зависимости от истинности некоторого условия.

Краткая форма оператора If (If-Then).

If ‹условие›

Then ‹оператор›;

где ‹условие› ‒ это выражение логического типа, про которое можно сказать, что оно "истина" или "ложь" (фактически, это вопрос, предполагающий только два варианта ответа ‒ "Да" или "Нет"). В зависимости от ‹условия› (от ответа на вопрос) происходит дальнейшее выполнение программы.

Описание работы краткой формы оператора If:

• вычисляется выражение, записанное в условии (формулируется ответ на вопрос, записанный в условии);
• если получили результат "истина" (ответ "Да"), то выполняется ‹оператор›;
• если результат "ложь" (ответ "Нет"), то выполняется следующая за условным оператором строка программы.

На схеме алгоритма краткая форма If представлена следующим образом ‒ рис.1 

Пример программы с краткой формой оператора If.

Program Primer;

Uses SysUtils;

Var A, B: Integer;                      {описание переменных: А и В ‒ целого типа}

Begin

Writeln ('введите значение А');  {вывод на экран сообщения}

Readln (A);                                 {ввод значения с клавиатуры в переменную А}

B:=1;                                         {присваивание переменной В значения "1"}

If  A=0                                       {если А=0}

Then B:=-1;                                {то В присвоить значение "-1"}

Writeln ('A=' , A,  'B=' , B);         {вывод значений переменных А и В}

Readln;

End.

Пояснение.

1. Допустим с клавиатуры ввели нуль (после выполнения оператора Readln (A); в переменную А записывается значение "нуль"). После этого выполняется оператор присваивания В:=1; (переменной В присваивается значение "1").