Какие устройства должен иметь компьютер в соответствии с архитектурой фон Неймана?

Какие устройства должен иметь компьютер в соответствии с архитектурой фон Неймана?

В соответствии с принципами фон Неймана компьютер состоит из арифметического логического устройства — АЛУ (англ. ALU, ArithmeticandLogicUnit), выполняющего арифметические и логические операции; устройства управления, предназначенного для организации выполнения программ; запоминающих устройств (ЗУ), в т.ч. оперативного запоминающего устройства (ОЗУ) и внешнего запоминающего устройства (ВЗУ); внешних устройств для ввода-вывода данных. Фон-неймановская архитектура компьютера считается классической, на ней построено большинство компьютеров. В общем случае, когда говорят об архитектуре фон Неймана, подразумевают физическое отделение процессорного модуля от устройств хранения программ и данных.

Положения фон Неймана:

· Компьютер состоит из нескольких основных устройств (арифметико-логическое устройство, управляющее устройство, память, внешняя память, устройства ввода и вывода)

· Арифметико-логическое устройство – выполняет логические и арифметические действия, необходимые для переработки информации, хранящейся в памяти

· Управляющее устройство – обеспечивает управление и контроль всех устройств компьютера (управляющие сигналы указаны пунктирными стрелками)

· Данные, которые хранятся в запоминающем устройстве, представлены в двоичной форме

· Программа, которая задает работу компьютера, и данные хранятся в одном и том же запоминающем устройстве

· Для ввода и вывода информации используются устройства ввода и вывода

Какие 4 принципа сформулировал фон Нейман, и какое воздействие они оказали на разработчиков?

Принципы фон Неймана

1. Использование двоичной системы счисления в вычислительных машинах. Преимущество перед десятичной системой счисления заключается в том, что устройства можно делать достаточно простыми, арифметические и логические операции в двоичной системе счисления также выполняются достаточно просто.

2. Программное управление ЭВМ. Работа ЭВМ контролируется программой, состоящей из набора команд. Команды выполняются последовательно друг за другом. Созданием машины с хранимой в памяти программой было положено начало тому, что мы сегодня называем программированием.

3. Память компьютера используется не только для хранения данных, но и программ. При этом и команды программы и данные кодируются в двоичной системе счисления, т.е. их способ записи одинаков. Поэтому в определенных ситуациях над командами можно выполнять те же действия, что и над данными.

4. Ячейки памяти ЭВМ имеют адреса, которые последовательно пронумерованы. В любой момент можно обратиться к любой ячейке памяти по ее адресу. Этот принцип открыл возможность использовать переменные в программировании.

5. Возможность условного перехода в процессе выполнения программы. Не смотря на то, что команды выполняются последовательно, в программах можно реализовать возможность перехода к любому участку кода.

Самым главным следствием этих принципов можно назвать то, что теперь программа уже не была постоянной частью машины (как например, у калькулятора). Программу стало возможно легко изменить. А вот аппаратура, конечно же, остается неизменной, и очень простой.

Компьютеры какой архитектуры эффективны при решении чисто вычислительных задач?

Компьютерами с сосредоточенной обработкой называются такие вычислительные системы, у которых одно или несколько обрабатывающих устройств (процессоров) расположены компактно и используют для обмена информацией внутренние шины передачи данных. Компьютеры 1-го и 2-го поколения имелиархитектуру закрытого типа с ограниченным набором внешнего оборудования. Компьютер, выполненный по этой архитектуре, не имел возможности подключения дополнительных устройств, не предусмотренных разработчиком.Укрупненная схема такой компьютерной архитектуры приведена на рис. 1. Оперативная память хранит команды и данные исполняемых программ. АЛУ обеспечивает не только числовую обработку, но и участвует в процессе ввода-вывода информации, осуществляя ее занесение в оперативную память. Канал ввода / вывода представляет собой специализированное устройство, работающее по командам, подаваемым устройством управления. Канал допускает подключение определенного числа внешних устройств. Устройство управления обеспечивает выполнение команд программы и управляет всеми узлами системы.

Компьютеры такой архитектуры эффективны при решении чисто вычислительных задач. Они плохо приспособлены для реализации компьютерных технологий, требующих подключения дополнительных внешних устройств и высокой скорости обмена с ними информацией.

35. Какое главное нововведение использовалось в компьютерных системах с открытой архитектурой? Вычислительные системы с открытой архитектурой

В начале 70-х гг. фирмой DEC (DigitalEquipmentCorporation) был предложен компьютер совершенно иной архитектуры. Эта архитектура позволяла свободно подключать любые периферийные устройства, что сразу же заинтересовало разработчиков систем управления различными техническими системами, так как обеспечивало свободное подключение к компьютеру любого числа датчиков и исполнительных механизмов. Главным нововведением являлось подключение всех устройств, независимо от их назначения, к общей шине передачи информации. Подключение устройств к шине осуществлялось в соответствии со стандартом шины. Стандарт шины являлся свободно распространяемым документом, что позволяло фирмам – производителям периферийного оборудования разрабатывать контроллер для подключения своих устройств к шинам различных стандартов. Архитектура компьютера открытого типа, основанная на использовании обшей шины, приведена на рис. 2.

Рис. 2. Архитектура компьютера открытого типа

Общее управление всей системой осуществляет центральный процессор. Он управляет общей шиной, выделяя время другим устройствам для обмена информацией. Запоминающее устройство хранит исполняемые программы и данные и согласовано уровнями своих сигналов с уровнями сигналов самой шины. Внешние устройства, уровни сигналов которых отличаются от уровней сигналов шины, подключаются к ней через специальное устройство – контроллер. Контроллер согласовывает сигналы устройства с сигналами шины и осуществляет управление устройством по командам, поступающим от центрального процессора. Контроллер подключается к шине специальными устройствами – портами ввода-вывода. Каждый порт имеет свой номер, и обращение к нему процессора происходит, также как и к ячейке памяти, по этому номеру. Процессор имеет специальные линии управления, сигнал на которых определяет, обращается ли процессор к ячейке памяти или к порту ввода-вывода контроллера внешнего устройства.

Какую роль в системах с открытой архитектурой играет центральный контроллер?

Центральный контроллер играет роль коммутатора, распределяющего потоки информации между процессором, памятью, устройством отображения и остальными узлами компьютера. Кроме этого в состав микросхемы центрального контроллера включены устройства, которые поддерживают работу компьютера. К ним относятся системный таймер; устройство прямого доступа к памяти, которое обеспечивает обмен данными между внешними устройствами и памятью и периоды, когда это не требуется процессору; устройство обработки прерываний, которое обеспечивает быструю реакцию процессора на запросы внешних устройств, имеющих данные для передачи.

Какие 3 основных подхода существуют при построении быстродействующих вычислительных систем?

Какие мониторы используются в компьютерных системах, и в чем их особенности?

Мониторы на основе ЭЛТ.

Используются электронно лучевые трубки, используемые в обычных телевизионных приёмниках, и устройства формирующие на экранах точки (пиксели).Цвет точки создаётся смешиванием трёх основных цветов и зависит от интенсивности каждого электронного луча. Цветной монитор может отображать до 16 млн. оттенков в каждой точке.

Плазменные мониторы.

Изображение формируется светом, выделяемым при газовом разряде в каждом пикселе экрана. Такие мониторы используют для презентаций и конференций.

Самоизлучающие мониторы.

Используют матрицу пикселей, построенную на основе полупроводникового материала, излучающего свет при передаче на него напряжения ( светодиод). Достоинства таких мониторов заключается в том, что они обеспечивают 180- градусный обзор, работают при низком напряжении питания и имеют малый вес.

Какие существуют группы ПО?

Ответ:

· операционные системы и оболочки;

· системы программирования (трансляторы, библиотеки подпрограмм, отладчики и т.д.);

· инструментальные системы;

· интегрированные пакеты программ;

· динамические электронные таблицы;

· системы машинной графики;

· системы управления базами данных (СУБД);

· прикладное программное обеспечение.

Что такое программа?

Программа – упорядоченная последовательность команд (инструкций) компьютера для решения задачи.

Ключи и связи. Что такое первичный ключ и составной первичный ключ? Пример таблицы.

Поскольку строки в табл. могут быть не упрорядочены необходимо иметь поле или несколько полей для идентификации каждой строки. Такое поле или набор полей называется первичным ключом.

Если первичный ключ состоит из единственного атрибута, его называют простым ключом.

Если первичный ключ состоит из двух и более атрибутов, его называют составным ключом. Так, номер паспорта и серия паспорта не могут быть первичными ключами по отдельности, так как могут оказаться одинаковыми у двух и более людей. Но не бывает двух личных документов одного типа с одинаковыми серией и номером. Поэтому в отношении, содержащем данные о людях, первичным ключом может быть подмножество атрибутов, состоящее из типа личного документа, его серии и номера.

88.Ключи и связи. Что такое внешний ключ? Как устанавливается связь между двумя таблицами? Какие бывают отношения связей?

Внешний ключ-поле, указывающее на запись в другой таблице, связанную с данной записью.

Внешний ключ – это поле или набор полей, чьи значения совпадают со значениями первичного ключа другой таблицы.

Подобное взаимоотношения назыается связью. Связь между двумя таблицами утанавливается путем присвоения значениям внешнего ключа одной таблицы значения первичного ключа другой таблицы.

Отношеня связей:

· один-к-одному

· один-к-многим

Что такое master- и

detail-таблица? Как строится схема базы данных? Что такое метаданные? Что такое запрос к базе данных?

Master-таблица-главная файловая таблица (база данных), в которой хранится информация о содержимом тома с файловой системой NTFS, представляющая собой таблицу, строки которой соответствуют файлам тома, а столбцы — атрибутам файлов).

detail-таблица- это таблица, участвующую в неком отношении с другой master-таблицей путем сопоставления внешнего ключа, хранящегося в этой таблице, с первичным ключом master-таблицы.

Условно, под Detail-таблицей можно представить некую таблицу, имеющую ссылки из одной или нескольких своих записей на строку другой " таблицы-справочника", в которой уже и расшифровываются характеристики ссылаемой сущности. Например, в связке " Книги" и " Форматы", таблица " Книги" может являться Detail-таблицей в случае, если в ней будут содержаться ссылки (в виде отдельного поля таблицы) на соответствующие записи справочника форматов книг.

Группа связанных таблиц называется схемой базы данных.

Информация о таблицах, их полях, первичных и внешних ключах, а также иных обьектов базы данных называется метаданные (данные о данных)

Запрос к базе данных – это поиск информации в базе данных.

Запрос — это команда на выполнение определенного вида манипулирования данными.

Какие устройства должен иметь компьютер в соответствии с архитектурой фон Неймана?

Положения фон Неймана:

· Данные, которые хранятся в запоминающем устройстве, представлены в двоичной форме

· Программа, которая задает работу компьютера, и данные хранятся в одном и том же запоминающем устройстве

· Для ввода и вывода информации используются устройства ввода и вывода

12 Следующая ⇒