Zloženie výpočtovej techniky. Základné charakteristiky výpočtovej techniky. História vývoja výpočtovej techniky

Pojem výpočtová technika je súbor technických a matematických prostriedkov, metód a techník používaných na mechanizáciu a automatizáciu procesov výpočtov a spracovania informácií. Základ technických prostriedkov modernej výpočtovej techniky tvoria elektronické počítače (počítače), vstupné, výstupné, prezentačné a prenosové zariadenia (skenery, tlačiarne, modemy, monitory, plotre, klávesnice, magnetické pásky a diskové mechaniky atď.), notebooky, mikrokalkulačky, elektronické notebooky atď.

Osobný počítač je stolný alebo prenosný jednoužívateľský mikropočítač, ktorý spĺňa požiadavku univerzálnej dostupnosti a univerzálnosti.

Základom osobného počítača je mikroprocesor. Vývoj mikroprocesorovej technológie a technológie predurčil zmenu v generáciách PC:

1. generácia (1975 – 1980) – založená na 8-bitovom MP;

2. generácia (1981 – 1985) – založená na 16-bitovom MP;

3. generácia (1986 – 1992) – založená na 32-bitovom MP;

4. generácia (od roku 1993) – založená na 64-bitovom MP.

Dnes je počítačový svet na pokraji revolúcie: CPU s tranzistormi novej generácie a výkonnými mobilné čipy rádovo zvýši výkon notebookov, tabletov a smartfónov.

Spracovateľské prvky s rozmermi 10 a 12 nm v nasledujúcom roku úplne zmenia počítačový svet: ich hrúbka je 10 000-krát menšia ako ľudský vlas (100 000 nm) a ich priemer sa blíži k atómom kremíka (0,3 nm).

Hlavnými výrobcami mikroprocesorov pre PC sú v súčasnosti stále:

Intel je priekopníkom vo vytváraní a výrobe moderných procesorov. Dnes sú najpopulárnejšie počítače na trhu drahých počítačov počítače s procesormi založenými na viacjadrovej architektúre. Intel Core.

V apríli 2012 spoločnosť Intel predstavila 3. generáciu štvorjadrových procesorov Intel® Core™, ktorá je k dispozícii vo výkonných desktopové systémy profesionálne kvalitné a mobilné a tenké all-in-one PC, ktoré sú vybavené prvými 22nm čipmi na svete využívajúcimi Tri-Gate 3D tranzistory.

AMD (Advanced Micro Deviced) je najreálnejším konkurentom Intelu. Donedávna zaberal medzeru na trhu s počítačmi s lacnými, ale rýchlymi procesormi, určenými hlavne pre lacné počítače a upgrady.

Vytvorením procesorov Athlon v roku 1999, Thunderbird, Polamino, Thoroughbred, Barton a po roku 2003 procesorov série K8 začala vážne konkurovať Intelu. Dnes obe spoločnosti vyrábajú kvalitný produkt, ktorý dokáže uspokojiť potreby takmer každého náročného užívateľa.

V súčasnosti sa na báze týchto procesorov vyrába asi 85 % osobných počítačov. V závislosti od účelu ich možno rozdeliť do troch skupín:

Domácnosť, určená na hromadnú spotrebu a má najjednoduchšiu základnú konfiguráciu;

Všeobecný účel, určený na riešenie vedeckých, technických, ekonomických a iných problémov a školení. Táto trieda je najrozšírenejšia a spravidla ju obsluhujú neprofesionálni používatelia;

Profesionál používaný vo vedeckej oblasti na riešenie zložitých informačných a výrobných problémov. Vyznačujú sa vysokými technickými vlastnosťami a sú servisované profesionálnymi používateľmi.

Okrem toho sa počítače podľa ich dizajnu delia na:

LAPTOP počítače ("prenosný" počítač). V notebooku sú klávesnica a systémová jednotka vyrobené v jednom obale, ktorý je na vrchu uzavretý vekom s LCD displejom. Väčšina modelov sa svojimi technickými parametrami nelíši k lepšiemu a má monochromatické displeje;

NOTEBOOK („notebooky“). Najnovšie modely majú pomerne vysoké technické parametre, porovnateľné s počítačmi na všeobecné použitie ( Jadrové procesory i7-3612QM, video do 6144 Mb, pevné disky – HDD nad 600 GB alebo SSD do 256 GB;

ULTRABUK (anglicky Ultrabook) je ultratenký a ľahký notebook, s ešte menšími rozmermi a hmotnosťou v porovnaní s bežnými subnotebookmi, no zároveň - väčšinou charakteristických vlastností plnohodnotného notebooku. Výraz sa začal šíriť v roku 2011, keď spoločnosť Intel predstavila novú triedu mobilných počítačov – ultrabooky, koncept od spoločností Intel a Apple, vyvinutý na základe toho, ktorý bol vydaný v roku 2008. laptop Apple Macbook air. Ultrabooky sú menšie ako bežné notebooky, no o niečo väčšie ako netbooky. Sú vybavené malým displejom z tekutých kryštálov od 11 do 13,3 palca, sú kompaktné - hrúbka do 20 mm a hmotnosť do 2 kg. Vďaka malým rozmerom majú ultrabooky málo externých portov a väčšina z nich nemá DVD mechaniku.

Netbook je notebook s relatívne nízkym výkonom, určený predovšetkým na prístup na internet a prácu s kancelárskymi aplikáciami. Má malú uhlopriečku obrazovky 7-12 palcov, nízku spotrebu energie, nízku hmotnosť a relatívne nízke náklady.

Princíp fungovania moderných počítačov možno opísať pomocou nasledujúceho algoritmu:

ja Inicializácia

Po zapnutí počítača, načítaní OS a potrebného programu je počítadlu programu priradená počiatočná hodnota rovnajúca sa adrese prvého príkazu tohto programu.

II. Výber tímu

CPU vykonáva operáciu čítania príkazu z pamäte. Obsah programového počítadla sa používa ako adresa pamäťovej bunky.

III. Interpretovať príkaz a zvýšiť počítadlo programu

Obsah čítacej pamäťovej bunky je CPU interpretovaný ako príkaz a umiestnený do príkazového registra. Riadiaca jednotka začne interpretovať príkaz. Na základe poľa operačného kódu z prvého slova príkazu CU určí jeho dĺžku a v prípade potreby zorganizuje ďalšie operácie čítania, kým CPU neprečíta celý príkaz. Dĺžka príkazu sa pripočíta k obsahu programového počítadla a po úplnom prečítaní príkazu sa v programovom počítadle vygeneruje adresa nasledujúceho príkazu.

IV. Dešifrovanie príkazov a vykonávanie príkazov

Pomocou adresových polí inštrukcie riadiaca jednotka určí, či má inštrukcia v pamäti operandy. Ak áno, potom sa na základe režimov adresovania špecifikovaných v poliach adresy vypočítajú adresy operandov a vykonajú sa operácie čítania z pamäte na čítanie operandov.

Riadiaca jednotka a ALU vykonajú operáciu špecifikovanú v poli operačného kódu inštrukcie. V registri príznakov procesora sú uložené charakteristiky operácie.

V. V prípade potreby vykonáva Prevádzkovateľ operácia zápisu výsledku do pamäte.

Ak posledný príkaz nebol „zastaviť procesor“, znova sa vykoná opísaná postupnosť operácií. Táto postupnosť operácií sa nazýva procesorový cyklus .

V konkrétnych počítačoch sa implementácia tohto algoritmu môže mierne líšiť. V zásade je však fungovanie každého von Neumannovho počítača opísané podobným algoritmom a je to postupnosť pomerne jednoduchých operácií.

Počítač obsahuje tri hlavné zariadenia: systémová jednotka, klávesnica a displej . Na rozšírenie funkčnosti počítača sú dodatočne pripojené periférne zariadenia: tlačiareň, skener, manipulátory atď. Tieto zariadenia sú buď pripojené k systémovej jednotke pomocou káblov cez konektory umiestnené na zadnej stene systémová jednotka, alebo sa vkladajú priamo do systémovej jednotky. Počítač má modulárnu štruktúru. Všetky moduly sú pripojené na systémovú zbernicu.

Používa sa na ovládanie externých zariadení ovládače (VU adaptéry) . Po prijatí príkazu od MP, ovládač, ktorý pracuje autonómne, oslobodí MP od vykonávania špecifických funkcií na obsluhu externého zariadenia.

Je potrebné poznamenať, že zvýšenie výkonu moderných MP a jednotlivých zariadení, ktoré sú k nemu externé (hlavná a externá pamäť, video systémy atď.), viedlo k problému zvyšovania šírku pásma systémová zbernica pri pripájaní týchto zariadení. Na vyriešenie tohto problému boli vyvinuté miestne autobusy napojené priamo na zbernicu MP.

Hlavným zariadením v PC je systémová jednotka . Skladá sa z CPU, koprocesora, trvalého a Náhodný vstup do pamäťe, radiče, magnetické diskové mechaniky, napájacie zdroje a ďalšie funkčné moduly. Konfiguráciu PC je možné zmeniť pripojením prídavných modulov. Na zabezpečenie konzistentnej prevádzky PC zariadení základná doska obsahuje čipset, t.j. sada mikroobvodov (čipov).

Čipová súprava určuje hlavné možnosti dosky:

· typy podporovaných CPU;

· maximálna frekvencia systémovej zbernice;

· logika prepínania zariadení;

podporované typy a maximálna veľkosť Hlavná pamäť;

· rýchlosť práce s každým typom pamäte;

· podpora zrýchleného grafického portu;

· typ diskového rozhrania a jeho režimy;

· maximálny počet rozširujúcich slotov;

· Monitorovanie PC.

Čipová súprava moderného PC sa zvyčajne skladá z dvoch čipov: severného mostíka alebo rozbočovača pamäťového radiča (Memory Controller Hub, MCH), ktorý obsluhuje centrálne zariadenia a obsahuje radiče pre hlavnú pamäť, grafickú zbernicu, systémovú zbernicu a pamäťovú zbernicu a južný most. most (South Bridge) alebo I/O Controller Hub (ICH), obsahujúci radiče pre I/O zariadenia a štandardné periférne zariadenia.

Funkčná schéma počítača - Podľa účelu počítač - Ide o univerzálne zariadenie na prácu s informáciami. Počítač je podľa princípov jeho konštrukcie modelom človeka pracujúceho s informáciami.

Osobný počítač(PC) je počítač určený na obsluhu jednej pracovnej stanice. Jeho vlastnosti sa môžu líšiť od sálových počítačov, ale je funkčne schopný vykonávať podobné operácie. Podľa spôsobu ovládania sa rozlišujú stolové (desktopové), prenosné (laptop a notebook) a vreckové (palmtop) PC modely.

Hardvér. Keďže počítač poskytuje všetky tri triedy informačných metód na prácu s údajmi (hardvérové, softvérové ​​a prirodzené), je zvykom hovoriť o počítačovom systéme, ktorý pozostáva z hardvéru a softvéru, ktoré spolupracujú. Komponenty, ktoré tvoria hardvér počítača, sa nazývajú hardvér. Vykonávajú všetku fyzickú prácu s údajmi: registráciu, uchovávanie, prepravu a transformáciu, a to vo forme aj obsahu, a tiež ich prezentujú vo forme vhodnej na interakciu s prírodnými informačných metód osoba.

Celý hardvér počítača sa nazýva jeho hardvérová konfigurácia.

softvér. Programy môžu byť v dvoch stavoch: aktívny a pasívny. V pasívnom stave program nefunguje a vyzerá ako dáta, ktorých obsahom sú informácie. V tomto stave môže byť obsah programu „čítaný“ inými programami, napríklad čítaním a menením kníh. Z nej môžete zistiť účel programu a ako funguje. V pasívnom stave sa programy vytvárajú, upravujú, ukladajú a prenášajú. Proces vytvárania a úpravy programov sa nazýva programovanie.

Keď je program v aktívnom stave, obsah jeho údajov sa považuje za príkazy, podľa ktorých funguje hardvér počítača. Na zmenu poradia ich činnosti stačí prerušiť vykonávanie jedného programu a spustiť vykonávanie iného, ​​obsahujúceho inú sadu príkazov.

Tvorí ho súbor programov uložených v počítači softvér. Súbor programov pripravených na prevádzku sa nazýva nainštalovaný softvér. Súbor programov spustených v rovnakom čase sa nazýva softvérová konfigurácia.

Počítačové zariadenie. Každý počítač (aj ten najväčší) sa skladá zo štyroch častí:

• vstupné zariadenia
• zariadenia na spracovanie informácií
• úložné zariadenia
• zariadenia na výstup informácií.

Štrukturálne môžu byť tieto časti kombinované do jedného puzdra veľkosti knihy alebo môže každá časť pozostávať z niekoľkých pomerne objemných zariadení

Základná hardvérová konfigurácia PC. Základná hardvérová konfigurácia osobného počítača je minimálna sada hardvéru dostatočná na začatie práce s počítačom. Postupom času sa koncept základnej konfigurácie postupne mení.

Osobný počítač sa najčastejšie skladá z nasledujúcich zariadení:

• Systémová jednotka
• Monitor
• Klávesnica

Dodatočne je možné pripojiť ďalšie vstupné a výstupné zariadenia, napr zvukové reproduktory tlačiareň, skener...

Systémová jednotka- hlavný blok počítačový systém. Obsahuje zariadenia, ktoré sa považujú za interné. Zariadenia pripojené k systémovej jednotke externe sa považujú za externé. Pojem periférne zariadenia sa používa aj pre externé zariadenia.
Monitor- zariadenie na vizuálnu reprodukciu symbolických a grafické informácie. Slúži ako výstupné zariadenie. Pre stolné počítače sú dnes najbežnejšie monitory založené na katódových trubiciach. Nejasne pripomínajú domáce televízory.
Klávesnica- klávesnicové zariadenie určené na ovládanie činnosti počítača a zadávanie informácií do neho. Informácie sa zadávajú vo forme údajov alfanumerických znakov.
Myška- grafické ovládacie zariadenie.

Interné zariadenia osobného počítača.
Zariadenia umiestnené v systémovej jednotke sa považujú za interné. Niektoré z nich sú prístupné na prednom paneli, čo je vhodné pre rýchle zmeny informačné médiá, ako sú napríklad magnetické diskety. Konektory niektorých zariadení sú umiestnené na zadnej stene - slúžia na pripojenie periférnych zariadení. Prístup k niektorým zariadeniam systémovej jednotky nie je zabezpečený - nie je potrebný pre normálnu prevádzku.

CPU. Mikroprocesor je hlavným čipom osobného počítača. Vykonávajú sa v ňom všetky výpočty. Hlavnou charakteristikou procesora je hodinová frekvencia (meraná v megahertzoch, MHz). Čím vyššia je rýchlosť hodín, tým vyšší je výkon procesora. Takže napríklad pri taktovacej frekvencii 500 MHz môže procesor zmeniť svoju
stav 500 miliónov krát. Pre väčšinu operácií nestačí jeden hodinový cyklus, takže počet operácií, ktoré môže procesor vykonať za sekundu, závisí nielen od rýchlosti hodín, ale aj od zložitosti operácií.

Jediným zariadením, o ktorom procesor „vie od narodenia“, je RAM - spolupracuje s ňou. Odtiaľ pochádzajú dáta a príkazy. Dáta sa skopírujú do buniek procesora (nazývaných registre) a potom sa konvertujú podľa obsahu inštrukcií. Kompletnejší obraz o interakcii procesora s pamäťou RAM získate v kapitolách o základoch programovania.

RAM. RAM si možno predstaviť ako obrovské množstvo buniek, ktoré ukladajú číselné údaje a príkazy, keď je počítač zapnutý. Množstvo pamäte RAM sa meria v miliónoch bajtov – megabajtoch (MB).

Procesor môže pristupovať k akejkoľvek bunke RAM (bajtu), pretože má jedinečnú číselnú adresu. Procesor nemôže pristupovať k jednotlivému bitu pamäte RAM, pretože tento bit nemá adresu. Procesor môže zároveň zmeniť stav ľubovoľného bitu, čo si však vyžaduje niekoľko akcií.

Základná doska. Základná doska je najväčšia obvodová doska osobného počítača. Obsahuje diaľnice, ktoré spájajú procesor s RAM – takzvané zbernice. Existuje dátová zbernica, cez ktorú procesor kopíruje dáta z pamäťových buniek, adresová zbernica, cez ktorú sa pripája ku konkrétnym pamäťovým bunkám, a príkazová zbernica, cez ktorú procesor prijíma príkazy z programov. Všetky ostatné interné zariadenia počítača sú tiež pripojené k zberniciam základnej dosky. Činnosť základnej dosky riadi mikroprocesorový čipset – takzvaný čipset.

Video adaptér. Video adaptér je interné zariadenie nainštalované v jednom z konektorov na základnej doske. Prvé osobné počítače nemali grafické adaptéry. Namiesto toho bola v RAM vyhradená malá oblasť na ukladanie video dát. Špeciálny čip (kontrolér videa) čítal údaje z buniek videopamäte a v súlade s nimi ovládal monitor.

Keď sa grafické možnosti počítačov zlepšili, oblasť video pamäte bola oddelená od hlavnej pamäte RAM a spolu s ovládačom videa bola oddelená do samostatného zariadenia, ktoré sa nazývalo grafický adaptér. Moderné grafické adaptéry majú vlastný výpočtový procesor (videoprocesor), ktorý znížil zaťaženie hlavného procesora pri konštrukcii zložitých obrázkov. Video procesor hrá obzvlášť dôležitú úlohu pri stavaní na plochej obrazovke. 3D obrázky. Pri takýchto operáciách musí vykonať obzvlášť veľké množstvo matematických výpočtov.

V niektorých modeloch základných dosiek sú funkcie grafického adaptéra vykonávané čipmi čipovej sady - v tomto prípade hovoria, že grafický adaptér je integrovaný s základná doska. Ak je grafický adaptér vyrobený ako samostatné zariadenie, nazýva sa grafická karta. Konektor grafickej karty sa nachádza na zadnej stene. Je k nemu pripojený monitor.

Zvukový adaptér. Pri počítačoch IBM PC práca so zvukom pôvodne nebola poskytovaná. Prvých desať rokov svojej existencie boli počítače tejto platformy považované za kancelárske vybavenie a zaobišli sa bez zvukových zariadení. V súčasnosti sa zvukové nástroje považujú za štandard. Ak to chcete urobiť základná doska Zvukový adaptér je nainštalovaný. Môže byť integrovaný do čipsetu základnej dosky alebo implementovaný ako samostatná zásuvná karta nazývaná zvuková karta.
Konektory zvukovej karty sú umiestnené na zadnej stene počítača. Na prehrávanie zvuku sú k nim pripojené reproduktory alebo slúchadlá. Na pripojenie mikrofónu je určený samostatný konektor. V prítomnosti špeciálny program to vám umožní nahrávať zvuk. Nechýba ani konektor (linkový výstup) na pripojenie k externému zariadeniu na záznam alebo reprodukciu zvuku (magnetofóny, zosilňovače atď.).

HDD. Keďže pamäť RAM počítača sa po vypnutí napájania vymaže, na ukladanie údajov a programov na dlhú dobu je potrebné zariadenie. V súčasnosti sa na tieto účely široko používajú takzvané pevné disky.
Princíp fungovania pevný disk je založená na zaznamenávaní zmien magnetického poľa v blízkosti záznamovej hlavy.

Hlavná tvrdý parameter Kapacita disku sa meria v gigabajtoch (miliardy bajtov), ​​GB. Priemerná veľkosť moderného pevného disku je 80 - 160 GB a tento parameter neustále rastie.

Disketová mechanika. Na prenos dát medzi vzdialenými počítačmi sa používajú takzvané diskety. Bežná disketa (disketa) má relatívne malú kapacitu 1,44 MB. Podľa moderných štandardov je to úplne nedostatočné pre väčšinu úloh ukladania a prepravy dát, ale nízke náklady na médiá a vysoká dostupnosť urobili z diskiet najbežnejšie pamäťové médium.

Na zápis a čítanie dát uložených na disketách sa používa špeciálne zariadenie - disková jednotka. Otvor na vloženie disku sa nachádza na prednom paneli systémovej jednotky.

CD-ROM mechanika. Na prenos veľkého množstva dát je vhodné použiť CD-ROM. Tieto disky dokážu iba čítať predtým zapísané údaje, nie je možné na ne zapisovať. Kapacita jedného disku je cca 650-700 MB.

Jednotky CD-ROM sa používajú na čítanie diskov CD. Hlavným parametrom CD-ROM mechaniky je rýchlosť čítania. Meria sa vo viacerých jednotkách. Rýchlosť čítania schválená v polovici 80. rokov sa berie ako jedna. pre hudobné CD (audio CD). Moderné CD-ROM mechaniky poskytujú rýchlosť čítania 40x - 52x.
Hlavná nevýhoda CD-ROM mechaniky- nemožnosť zapisovania na disky - bola prekonaná v moderných zariadeniach na jeden zápis - CD-R. Existujú aj CD-RW zariadenia, ktoré umožňujú viacnásobné nahrávanie.

Princíp ukladania dát na CD nie je magnetický, ako napríklad diskety, ale optický.

Komunikačné porty. Na komunikáciu s inými zariadeniami, ako je tlačiareň, skener, klávesnica, myš a pod., je počítač vybavený portami tzv. Port nie je len konektor na pripojenie externého zariadenia, hoci port končí konektorom. Port je komplexnejšie zariadenie ako len konektor, ktoré má vlastné mikroobvody a je riadené softvérom.

Sieťový adaptér. Sieťové adaptéry sú potrebné na to, aby počítače mohli medzi sebou komunikovať. Toto zariadenie zaisťuje, že procesor nepošle novú časť údajov na externý port, kým sieťový adaptér susedného počítača neskopíruje predchádzajúcu časť na seba. Potom dostane spracovateľ signál, že údaje boli zhromaždené a môžu byť odoslané nové. Takto prebieha prevod.

Keď sa sieťový adaptér „naučí“ od susedného adaptéra, že má nejaký údaj, skopíruje ho do seba a potom skontroluje, či je mu adresovaný. Ak áno, odovzdá ich procesoru. Ak nie, umiestni ich na výstupný port, odkiaľ ich vyberie sieťový adaptér najbližšieho susedného počítača. Takto sa dáta presúvajú medzi počítačmi, kým sa nedostanú k príjemcovi.
Sieťové adaptéry môžu byť zabudované do základnej dosky, ale častejšie sa inštalujú samostatne vo forme prídavných kariet nazývaných sieťové karty.

Elektronické počítače sa zvyčajne klasifikujú podľa viacerých charakteristík, najmä: funkčnosť a charakter riešených úloh podľa spôsobu organizácie výpočtový proces podľa architektonických prvkov a výpočtového výkonu.

Na základe funkčnosti a povahy riešených úloh sa rozlišujú:

Univerzálne (univerzálne) počítače;

Problémovo orientované počítače;

Špecializované počítače.

Sálové počítače sú navrhnuté tak, aby riešili širokú škálu inžinierskych a technických problémov, ktoré sa vyznačujú zložitosťou algoritmov a veľkým objemom spracovávaných údajov.

Problémovo orientované počítače sú určené na riešenie užšieho okruhu úloh súvisiacich s registráciou, zhromažďovaním a spracovaním malého množstva údajov.

Špecializované počítače sa používajú na riešenie úzkeho okruhu problémov (mikroprocesory a ovládače, ktoré vykonávajú riadiace funkcie pre technické zariadenia).

Spôsobom organizácie výpočtového procesu Počítače sa delia na jednoprocesorové a viacprocesorové, ako aj sekvenčné a paralelné.

Jednoprocesorový. Počítač má jeden centrálny procesor a všetky výpočtové operácie a operácie na ovládanie vstupno/výstupných zariadení sa vykonávajú na tomto procesore.

Viacprocesorový. Počítač obsahuje niekoľko procesorov, medzi ktorými sú prerozdelené funkcie na organizáciu výpočtového procesu a správu informačných vstupno/výstupných zariadení.

Konzistentné. Pracujú v režime jedného programu, kedy je počítač navrhnutý tak, aby mohol vykonávať iba jeden program a všetky jeho zdroje sú využívané len v záujme vykonávaného programu.

Paralelne. Pracujú v multiprogramovom režime, kedy na počítači beží niekoľko užívateľských programov a medzi týmito programami sú zdieľané zdroje, čím je zabezpečená ich paralelná realizácia.

Na základe architektonických prvkov a výpočtového výkonu sa rozlišujú:

Zoberme si schému klasifikácie počítačov podľa tohto kritéria (obr. 1).

Obr.1. Klasifikácia počítačov podľa architektonických charakteristík

a výpočtový výkon.

Superpočítače- Ide o najvýkonnejšie počítacie stroje z hľadiska rýchlosti a výkonu. Medzi superpočítače patria „Cray“ a „IBM SP2“ (USA). Používajú sa na riešenie rozsiahlych výpočtových problémov a modelovania, na zložité výpočty v aerodynamike, meteorológii, fyzike vysokých energií a využívajú sa aj vo finančnom sektore.

Veľké stroje alebo sálové počítače. Sálové počítače sa využívajú vo finančnom sektore, obrannom komplexe a slúžia na obsadzovanie rezortných, územných a regionálnych výpočtových stredísk.

Stredné počítačeširoko používané na riadenie zložitých technologických výrobných procesov.

Minipočítač navrhnuté na použitie ako riadiace počítačové systémy a sieťové servery.

Mikropočítač- Ide o počítače, ktoré používajú ako centrálnu procesorovú jednotku mikroprocesor. Patria sem vstavané mikropočítače (zabudované do rôznych zariadení, zariadení alebo zariadení) a osobné počítače (PC).

Osobné počítače. Za posledných 20 rokov sa rýchlo rozvinul. Osobný počítač (PC) je navrhnutý tak, aby slúžil jednej pracovnej stanici a môže spĺňať potreby malých podnikov a jednotlivcov. S príchodom internetu sa popularita počítačov výrazne zvýšila, pretože pomocou osobného počítača môžete využívať vedecké, referenčné, vzdelávacie a zábavné informácie.

Osobné počítače zahŕňajú stolové a prenosné počítače. Medzi prenosné počítače patrí Notebook (notepad resp Zápisník) a vreckové osobné počítače (Personal Computers Handheld - Handheld PC, Personal Digital Assistant - PDA a Palmtop).

Vstavané počítače. Počítače, ktoré sa používajú v rôznych zariadeniach, systémoch a komplexoch na implementáciu špecifických funkcií. Napríklad diagnostika áut.

Od roku 1999 sa na klasifikáciu počítačov používa medzinárodný certifikačný štandard, špecifikácia PC99. Podľa tejto špecifikácie sa počítače delia do nasledujúcich skupín:

· hromadné PC (Consumer PC);

· firemné PC (kancelárske PC);

· prenosné počítače (Mobile PC);

· pracovné stanice (WorkStation);

· Zábavné PC (zábavné PC).

Väčšina PC je masívne a zahŕňajú štandardnú (minimálne vyžadovanú) sadu hardvéru. Táto sada obsahuje: systémovú jednotku, displej, klávesnicu, myš. V prípade potreby je možné túto zostavu na želanie užívateľa jednoducho doplniť o ďalšie zariadenia, napríklad o tlačiareň.

Firemné počítače obsahujú minimum nástrojov na reprodukciu grafiky a zvuku.

Prenosné počítače sa líšia v prítomnosti komunikačných prostriedkov na diaľku.

Pracovné stanice spĺňajú zvýšené požiadavky na kapacitu pamäte zariadení na ukladanie dát.

Zábavné počítače zameraný na kvalitnú grafiku a reprodukciu zvuku.

Autor: dizajnové prvky PC sa delia na:

· stacionárne (desktop, Desktop);

prenosný:

· prenosný (laptop);

· notebooky;

· vrecko (Palmtop).

Na efektívne štúdium aplikovanej počítačovej technológie je mimoriadne dôležité jasne rozumieť počítačovému hardvéru a softvéru. Zloženie výpočtovej techniky je tzv konfigurácia . Hardvér a softvér Počítačová technika sa zvyčajne posudzuje samostatne. Podľa toho posudzujú oddelene hardvérová konfigurácia a oni softvér konfigurácia Tento princíp separácie má pre informatiku mimoriadny význam, pretože riešenie tých istých problémov môže veľmi často poskytnúť hardvér aj softvér. Kritériá pre výber hardvérového alebo softvérového riešenia sú výkon a efektívnosť. Napríklad zadajte text v textovom editore alebo použite skener.

Základná hardvérová konfigurácia osobného počítača

Osobný počítač – univerzálny technický systém. Jeho konfigurácia (zloženie výbavy) je možné flexibilne meniť podľa potreby. Existuje však koncept základná konfigurácia , čo sa považuje za typické, t.j. minimálna sada vybavenia. Počítač sa zvyčajne dodáva s touto súpravou. Koncept základnej konfigurácie sa môže líšiť. V súčasnosti sa uvažuje v základnej konfigurácii nasledujúce zariadenia(Obr. 2.1.):

Poďme sa pozrieť na jeho časti.

K hlavnému technické prostriedky osobný počítač obsahuje:

- systémová jednotka;

- monitor (displej);

- klávesnica.

Okrem toho sa môžete pripojiť k počítaču, napríklad:

- tlačiareň;

- myš;

- skener;

- modem (modulátor-demodulátor);

- ploter;

- joystick atď.

Systémová jednotka

Systémová jednotka je hlavná jednotka, v ktorej sú nainštalované najdôležitejšie komponenty. Systémová jednotka (pozri obr. 2.2., 2.3.) je prípad, v ktorom sa nachádza takmer všetok hardvér počítača.

Zariadenia umiestnené vo vnútri systémovej jednotky sa nazývajú interný, a zariadenia k nemu pripojené externe sa nazývajú externé. Vonkajšie prídavné zariadenia, tiež nazývaný periférne.

Vnútorná organizácia systémová jednotka:

· základná doska;

· HDD:

· disketová mechanika;

· CD-ROM mechanika;

· grafická karta (video adaptér);

· zvuková karta;

· pohonná jednotka.

Systémy umiestnené na základná doska:

· RAM;

· procesor;

· Čip ROM a systém BIOS;

· zbernicové rozhrania atď.

Magnetické disky sú na rozdiel od RAM určené na trvalé ukladanie informácií.

V PC sa používajú dva typy magnetických diskov:

· neodnímateľný pevný disk (pevný disk);

· vymeniteľné, flexibilné disky (diskety).

Pevný disk je určený na trvalé ukladanie informácií, ktoré sa viac či menej často používajú v práci: programy operačného systému, kompilátory z programovacích jazykov, servisné (údržbové) programy, používateľské aplikačné programy, textové dokumenty, databázové súbory a pod. Pevný disk výrazne prevyšuje diskety z hľadiska rýchlosti prístupu, kapacity a spoľahlivosti.

3. Výpočtová technika 1

3.1 História vývoja výpočtovej techniky 1

3.2 Metódy klasifikácie počítačov 3

3.3 Iné typy počítačovej klasifikácie 5

3.4 Zloženie výpočtového systému 7

3.4.1 Hardvér 7

3.4.2 Softvér 7

3.5 Klasifikácia aplikačného softvéru 9

3.6 Klasifikácia obslužného softvéru 12

3.7 Koncepcia informačnej a matematickej podpory počítačových systémov 13

3.8 Zhrnutie 13

1. Počítačové inžinierstvo

   1. História vývoja výpočtovej techniky

Výpočtový systém, počítač

Hľadanie prostriedkov a metód na mechanizáciu a automatizáciu práce je jednou z hlavných úloh technických disciplín. Automatizácia práce s dátami má svoje vlastné charakteristiky a odlišnosti od automatizácie iných typov práce. Pre túto triedu úloh sa používajú špeciálne typy zariadení, z ktorých väčšina sú elektronické zariadenia. Súbor zariadení určených na automatické alebo automatizované spracovanie údajov sa nazýva tzv počítačová technológia, Nazýva sa špecifická sada interagujúcich zariadení a programov určených na obsluhu jednej pracovnej oblasti výpočtový systém. Centrálnym zariadením väčšiny výpočtových systémov je počítač.

Počítač je elektronické zariadenie určené na automatizáciu vytvárania, ukladania, spracovania a prepravy údajov.

Ako funguje počítač

Pri definovaní počítača ako zariadenia sme naznačili definujúcu vlastnosť - elektronické. Nie vždy však automatické výpočty vykonávali elektronické zariadenia. Známe sú aj mechanické zariadenia, ktoré dokážu vykonávať výpočty automaticky.

Analyzuje sa raná história výpočtovej techniky, niektorí zahraniční výskumníci často nazývajú mechanické počítacie zariadenie ako dávny predchodca počítača počítadlo. Prístup „z počítadla“ naznačuje hlbokú metodologickú mylnú predstavu, pretože počítadlo nemá vlastnosť automatického vykonávania výpočtov, ale pre počítač je rozhodujúce.

Počítadlo je najstaršie mechanické počítacie zariadenie, pôvodne hlinená doska s drážkami, do ktorých boli umiestnené kamene predstavujúce čísla. Vzhľad počítadla sa datuje do štvrtého tisícročia pred naším letopočtom. e. Za miesto pôvodu sa považuje Ázia. V stredoveku v Európe bolo počítadlo nahradené grafickými tabuľkami. Výpočty pomocou nich boli tzv počítanie na riadkoch a v Rusku sa v 16.-17. storočí objavil oveľa pokročilejší vynález, ktorý sa používa dodnes - Ruské počítadlo.

Zároveň veľmi dobre poznáme ďalšie zariadenie, ktoré dokáže automaticky vykonávať výpočty – hodinky. Bez ohľadu na princíp fungovania majú všetky typy hodín (pieskové, vodné, mechanické, elektrické, elektronické atď.) schopnosť generovať pohyby alebo signály v pravidelných intervaloch a zaznamenávať výsledné zmeny, to znamená vykonávať automatické sčítanie signálov. alebo pohyby. Tento princíp možno vidieť aj na slnečných hodinách obsahujúcich len záznamové zariadenie (úlohu generátora plní systém Zem-Slnko).

Mechanické hodinky sú zariadenie pozostávajúce zo zariadenia, ktoré automaticky vykonáva pohyby v pravidelných určených intervaloch a zariadenia na zaznamenávanie týchto pohybov. Miesto, kde sa objavili prvé mechanické hodinky, nie je známe. Najstaršie príklady pochádzajú zo 14. storočia a patria kláštorom (vežové hodiny).

V srdci každého moderného počítača, ako napr elektronické hodinky, lži generátor hodín, generovanie elektrických signálov v pravidelných intervaloch, ktoré sa používajú na pohon všetkých zariadení v počítačovom systéme. Ovládanie počítača v skutočnosti spočíva v riadení distribúcie signálov medzi zariadeniami. Takáto kontrola môže byť vykonaná automaticky (v tomto prípade hovoríme o ovládanie programu) alebo manuálne pomocou externých ovládacích prvkov - tlačidiel, prepínačov, prepojok atď. (v skorých modeloch). V moderných počítačoch je externé ovládanie do značnej miery automatizované pomocou špeciálnych hardvérovo-logických rozhraní, ku ktorým sú pripojené ovládacie a dátové vstupné zariadenia (klávesnica, myš, joystick a iné). Na rozdiel od programového riadenia je takéto riadenie tzv interaktívne.

Mechanické zdroje

Prvé automatické zariadenie na svete na vykonávanie operácie pridávania bolo vytvorené na báze mechanických hodiniek. V roku 1623 ho vyvinul Wilhelm Schickard, profesor na Katedre orientálnych jazykov na Univerzite v Tübingene (Nemecko). V súčasnosti je z výkresov reprodukovaný funkčný model zariadenia, ktorý potvrdil jeho funkčnosť. Samotný vynálezca nazval stroj vo svojich listoch „sčítacími hodinami“.

V roku 1642 vyvinul francúzsky mechanik Blaise Pascal (1623-1662) kompaktnejšie sčítacie zariadenie, ktoré sa stalo prvou sériovo vyrábanou mechanickou kalkulačkou na svete (hlavne pre potreby parížskych úžerníkov a vekslákov). V roku 1673 vytvoril nemecký matematik a filozof G. W. Leibniz (1646-1717) mechanickú kalkulačku, ktorá dokázala vykonávať operácie násobenia a delenia opakovaným opakovaním operácií sčítania a odčítania.

V priebehu 18. storočia, známeho ako vek osvietenstva, sa objavili nové, pokročilejšie modely, ale princíp mechanického riadenia výpočtových operácií zostal rovnaký. Myšlienka programovania výpočtových operácií prišla z rovnakého hodinárskeho priemyslu. Staroveké kláštorné vežové hodiny boli nastavené tak, aby v danom čase zapínali mechanizmus pripojený k sústave zvonov. Takéto programovanie bolo tvrdý - rovnaká operácia bola vykonaná v rovnakom čase.

Myšlienka flexibilného programovania mechanických zariadení pomocou perforovanej papierovej pásky bola prvýkrát realizovaná v roku 1804 v žakárskom tkáčskom stave, po ktorom bol už len jeden krok k ovládanie programu výpočtové operácie.

Tento krok urobil vynikajúci anglický matematik a vynálezca Charles Babbage (1792-1871) vo svojom analytickom motore, ktorý, žiaľ, vynálezca počas svojho života nikdy úplne neskonštruoval, ale v dnešnej dobe bol reprodukovaný podľa jeho nákresov, takže že dnes máme právo hovoriť o analytickom motore ako o skutočne existujúcom zariadení. Zvláštnosťou analytického motora bolo, že bol prvý implementovaný princíp delenia informácií na príkazy a dáta. Analytický motor obsahoval dve veľké jednotky - „sklad“ a „mlyn“. Dáta sa vložili do mechanickej pamäte „skladu“ inštaláciou blokov ozubených kolies a potom sa spracovali v „mlyne“ pomocou príkazov, ktoré boli zadané z perforovaných kariet (ako v žakárovom tkáčskom stave).

Výskumníci práce Charlesa Babbagea si určite všimli osobitnú úlohu grófky Augusty Ady Lovelace (1815-1852), dcéry slávneho básnika Lorda Byrona, pri vývoji projektu Analytical Engine. Bola to ona, ktorá prišla s myšlienkou použitia perforovaných kariet na programovanie výpočtových operácií (1843). Konkrétne v jednom zo svojich listov napísala: „Analytický stroj tká algebraické vzory rovnakým spôsobom, ako tkáčsky stav reprodukuje kvety a listy.“ Lady Ada môže byť právom nazývaná prvou programátorkou na svete. Dnes je po nej pomenovaný jeden zo slávnych programovacích jazykov.

Myšlienka Charlesa Babbagea o oddelenom zvažovaní tímov A údajov sa ukázalo byť nezvyčajne plodné. V 20. storočí bol vyvinutý na princípoch Johna von Neumanna (1941) a dnes vo výpočtoch na princípe oddelenej úvahy programy A údajov je veľmi dôležité. Zohľadňuje sa tak pri vývoji architektúr moderných počítačov, ako aj pri vývoji počítačových programov.

Matematické zdroje

Ak sa zamyslíme nad tým, s akými predmetmi pracovali prví mechanickí predchodcovia moderného elektronického počítača, musíme priznať, že čísla boli zastúpené buď vo forme lineárnych pohybov reťazových a hrebeňových mechanizmov, alebo vo forme uhlových pohybov prevodových a pákových mechanizmov. . V oboch prípadoch išlo o pohyby, ktoré nemohli ovplyvniť rozmery prístrojov a rýchlosť ich činnosti. Až prechod od zaznamenávania pohybov k zaznamenávaniu signálov umožnil výrazne zmenšiť rozmery a zvýšiť výkon. Na ceste k tomuto úspechu však bolo potrebné zaviesť niekoľko dôležitejších princípov a konceptov.

Leibnizov binárny systém. V mechanických zariadeniach môžu mať ozubené kolesá pomerne veľa pevných a čo je najdôležitejšie, rozdiel medzi tvoria ustanovenia. Počet takýchto polôh sa rovná aspoň počtu zubov ozubeného kolesa. V elektrických a elektronické zariadenia hovoríme o nie o registrácii ustanovenia konštrukčných prvkov a o registrácii štátov prvky zariadenia. Tak stabilný a rozlíšiteľné Existujú iba dva stavy: zapnuté - vypnuté; otvorené - zatvorené; nabitý - vybitý atď. Preto je tradičný desiatkový systém používaný v mechanických kalkulačkách pre elektronické výpočtové zariadenia nepohodlný.

Možnosť reprezentovať ľubovoľné čísla (a nielen čísla) binárnymi číslicami ako prvý navrhol Gottfried Wilhelm Leibniz v roku 1666. K binárnej číselnej sústave prišiel pri výskume filozofického konceptu jednoty a boja protikladov. Pokus predstaviť si vesmír vo forme nepretržitej interakcie dvoch princípov („čierny“ a „biely“, mužský a ženský, dobro a zlo) a aplikovať metódy „čistej“ matematiky na jeho štúdium podnietil Leibniza k štúdiu vlastnosti binárnej reprezentácie údajov. Treba povedať, že už Leibniz uvažoval o možnosti využitia dvojkovej sústavy vo výpočtovom zariadení, ale keďže pri mechanických zariadeniach to nebolo potrebné, nepoužil princípy dvojkovej sústavy vo svojej kalkulačke (1673) .

Matematická logika Georgea Boolea, Keď už hovoríme o práci Georgea Boolea, výskumníci histórie počítačovej techniky určite zdôrazňujú, že tento vynikajúci anglický vedec prvej polovice 19. storočia bol samouk. Možno práve kvôli nedostatku „klasického“ (v tom čase chápaného) vzdelania George Boole zaviedol revolučné zmeny do logiky ako vedy.

Pri štúdiu zákonov myslenia uplatňoval systém formálneho zápisu a pravidiel v logike, ktorý bol blízky matematickým. Následne tento systém nazývaná logická algebra alebo Booleovská algebra. Pravidlá tohto systému sú použiteľné pre širokú škálu objektov a ich skupín (sady, podľa autorovej terminológie). Hlavným účelom systému, ako ho koncipoval J. Boole, bolo kódovanie logických výrokov a redukcia štruktúr logických záverov na jednoduché výrazy, ktoré sa svojou formou podobajú matematickým vzorcom. Výsledkom formálneho hodnotenia logického výrazu je jedna z dvoch logických hodnôt: pravda alebo klamať.

Dôležitosť logickej algebry bola dlho ignorovaná, pretože jej techniky a metódy neobsahovali praktické výhody pre vedu a techniku ​​tej doby. Keď sa však objavila zásadná možnosť vytvorenia počítačovej technológie na elektronickej báze, operácie, ktoré zaviedol Boole, sa ukázali ako veľmi užitočné. Spočiatku sa zameriavajú len na prácu s dvoma subjektmi: pravda A klamať. Nie je ťažké pochopiť, ako boli užitočné pri práci s binárnym kódom, ktorý je v moderných počítačoch tiež reprezentovaný iba dvoma signálmi: nula A jednotka.

Na vytvorenie elektronických počítačov nebol použitý celý systém Georgea Boolea (ani všetky logické operácie, ktoré navrhol), ale štyri hlavné operácie: A (križovatka), ALEBO (Únia), NIE (príťažlivosť) a EXKLUZÍVNE ALEBO - tvoria základ fungovania všetkých typov procesorov v moderných počítačoch.

Ryža. 3.1. Základné operácie logickej algebry

Klasifikácia počítačového vybavenia

1. Hardvér

Zloženie výpočtového systému sa nazýva konfigurácia. Počítačový hardvér a softvér sa zvyčajne posudzujú oddelene. Preto sa hardvérová konfigurácia výpočtových systémov a ich softvérová konfigurácia posudzujú oddelene. Tento princíp separácie má pre informatiku mimoriadny význam, pretože riešenie tých istých problémov môže veľmi často poskytnúť hardvér aj softvér. Kritériá pre výber hardvérového alebo softvérového riešenia sú výkon a efektívnosť. Všeobecne sa uznáva, že hardvérové ​​riešenia sú v priemere drahšie, ale implementácia softvérové ​​riešenia vyžaduje viac kvalifikovaných pracovníkov.

TO hardvér počítačové systémy zahŕňajú zariadenia a nástroje, ktoré tvoria hardvérovú konfiguráciu. Moderné počítače a výpočtové systémy majú blokovo-modulárny dizajn - hardvérovú konfiguráciu potrebnú na vykonanie konkrétne typy dielo, ktoré je možné zostaviť z hotových jednotiek a blokov.

Hlavnými hardvérovými komponentmi výpočtového systému sú: pamäť, centrálny procesor a periférne zariadenia, ktoré sú vzájomne prepojené systémovou zbernicou (obr. 1.) Hlavná pamäť je určená na ukladanie programov a dát v binárnej forme a je organizovaná vo forme usporiadaného poľa buniek, z ktorých každá má jedinečnú digitálnu adresu. Veľkosť bunky je zvyčajne 1 bajt. Typické operácie s hlavnou pamäťou: čítanie a zápis obsahu bunky so špecifickou adresou.

2. Centrálny procesor

Centrálna procesorová jednotka je centrálna jednotka počítača, ktorá vykonáva operácie spracovania údajov a riadi periférne zariadenia počítača. Centrálny procesor obsahuje:

Riadiace zariadenie - organizuje proces vykonávania programu a koordinuje interakciu všetkých zariadení počítačového systému počas jeho prevádzky;

Aritmeticko-logická jednotka - vykonáva aritmetické a logické operácie s údajmi: sčítanie, odčítanie, násobenie, delenie, porovnávanie atď.;

Úložné zariadenie - je vnútorná pamäť procesor, ktorý pozostáva z registrov, pri použití procesor vykonáva výpočty a ukladá medzivýsledky; na urýchlenie práce s RAM sa používa vyrovnávacia pamäť, do ktorej sa pumpujú príkazy a údaje z RAM potrebné pre procesor pre následné operácie;

Generátor hodín - generuje elektrické impulzy, ktoré synchronizujú činnosť všetkých počítačových uzlov.

Centrálny procesor vykonáva rôzne operácie s dátami pomocou špecializovaných buniek na ukladanie kľúčových premenných a dočasných výsledkov – interných registrov. Registre sa delia na dva typy (obr. 2.):

Všeobecné registre – používajú sa na dočasné ukladanie kľúčových lokálnych premenných a medzivýsledkov výpočtov, zahŕňajú dátové registre a registre ukazovateľov; hlavnou funkciou je poskytovať rýchly prístup k často používaným údajom (zvyčajne bez prístupu do pamäte).

Špecializované registre - slúžia na riadenie činnosti procesora, najdôležitejšie z nich sú: register inštrukcií, ukazovateľ zásobníka, register príznakov a register obsahujúci informácie o stave programu.

Programátor môže pomocou dátových registrov podľa vlastného uváženia dočasne ukladať ľubovoľné objekty (údaje alebo adresy) a vykonávať s nimi požadované operácie. Indexové registre, podobne ako dátové registre, možno použiť akýmkoľvek spôsobom; ich hlavným účelom je ukladať indexy alebo ofsety údajov a inštrukcií od začiatku základnej adresy (pri získavaní operandov z pamäte). Základná adresa môže byť v základných registroch.

Segmentové registre sú kritickým prvkom architektúry procesora, poskytujúce adresovanie 20-bitového adresného priestoru pomocou 16-bitových operandov. Hlavné registre segmentov: CS - register kódových segmentov; DS - register dátových segmentov; SS je register segmentov zásobníka, ES je register ďalších segmentov. K pamäti sa pristupuje cez segmenty - logické útvary navrstvené na ľubovoľnú časť fyzického adresného priestoru. Počiatočná adresa segmentu delená 16 (bez najmenej významnej hexadecimálnej číslice) sa zadá do jedného zo segmentových registrov; po ktorom je poskytnutý prístup do pamäťovej sekcie počnúc zadanou adresou segmentu.

Adresa akejkoľvek pamäťovej bunky pozostáva z dvoch slov, z ktorých jedno určuje umiestnenie zodpovedajúceho segmentu v pamäti a druhé - posun v rámci tohto segmentu. Veľkosť segmentu je určená množstvom údajov, ktoré obsahuje, ale nikdy nemôže prekročiť 64 kB, čo je určené maximálnou možnou hodnotou posunu. Adresa segmentu segmentu inštrukcie je uložená v registri CS a posun adresovaného bajtu je uložený v registri ukazovateľa IP inštrukcie.

Obr.2. 32-bitové registre procesora

Po načítaní programu sa do IP zadá offset prvého príkazu programu. Procesor po načítaní z pamäte zväčší obsah IP presne o dĺžku tejto inštrukcie (inštrukcie procesora Intel môžu mať dĺžku 1 až 6 bajtov), ​​v dôsledku čoho IP ukazuje na druhú inštrukciu programu. . Po vykonaní prvého príkazu procesor načíta druhý z pamäte a opäť zvýši hodnotu IP. Výsledkom je, že IP vždy obsahuje posun nasledujúceho príkazu - príkazu nasledujúceho po vykonávanom príkaze. Opísaný algoritmus je porušený iba pri vykonávaní inštrukcií skoku, volaní podprogramu a obsluhe prerušení.

Adresa segmentu dátového segmentu je uložená v registri DS, posun môže byť v jednom zo všeobecných registrov. Dodatočný segmentový register ES sa používa na prístup k dátovým poliam, ktoré nie sú zahrnuté v programe, ako je video buffer alebo systémové bunky. V prípade potreby je však možné ho nakonfigurovať pre jeden z programových segmentov. Napríklad, ak program pracuje s veľkým množstvom údajov, môžete pre ne poskytnúť dva segmenty a pristupovať k jednému z nich cez register DS a k druhému cez register ES.

Register ukazovateľa zásobníka SP sa používa ako ukazovateľ na vrchol zásobníka. Zásobník je oblasť programu na dočasné ukladanie ľubovoľných údajov. Pohodlie zásobníka spočíva v tom, že jeho oblasť sa používa opakovane a ukladanie údajov do zásobníka a ich získavanie odtiaľ sa vykonáva pomocou príkazov push a pop bez uvedenia názvov. Zásobník sa tradične používa na ukladanie obsahu registrov používaných programom pred volaním podprogramu, ktorý zase použije registre procesora na svoje vlastné účely. Po návrate podprogramu sa pôvodný obsah registrov vyberie zo zásobníka. Ďalšou bežnou technikou je odovzdanie parametrov, ktoré vyžaduje, do podprogramu cez zásobník. Podprogram, ktorý vie, v akom poradí sú parametre umiestnené v zásobníku, ich môže odtiaľ prevziať a použiť počas svojho vykonávania.

Charakteristickým znakom zásobníka je jedinečné poradie, v ktorom sa údaje v ňom nachádzajúce získavajú: v každom danom čase je v zásobníku dostupný iba horný prvok, teda prvok, ktorý bol do zásobníka naposledy načítaný. Vytiahnutím horného prvku zo zásobníka sa sprístupní ďalší prvok. Prvky zásobníka sú umiestnené v pamäťovej oblasti pridelenej pre zásobník, začínajúc od spodnej časti zásobníka (na jeho maximálnej adrese) na postupne klesajúcich adresách. Adresa najvyššieho prístupného prvku je uložená v registri ukazovateľa zásobníka SP.

Špeciálne registre sú dostupné iba v privilegovanom režime a používa ich operačný systém. Ovládajú rôzne bloky vyrovnávacej pamäte, hlavnú pamäť, vstupné/výstupné zariadenia a ďalšie zariadenia vo výpočtovom systéme.

Existuje jeden register, ktorý je prístupný v privilegovanom aj používateľskom režime. Ide o register PSW (Program State Word), ktorý sa nazýva register príznakov. Príznakový register obsahuje rôzne bity potrebné pre centrálny procesor, najdôležitejšie sú stavové kódy, ktoré sa používajú pri porovnávaní a podmienených skokoch.Nastavujú sa v každom cykle aritmeticko-logickej jednotky procesora a odrážajú stav výsledku predchádzajúceho prevádzka. Obsah registra príznakov závisí od typu výpočtového systému a môže obsahovať ďalšie polia, ktoré označujú: režim stroja (napríklad používateľský alebo privilegovaný); sledovací bit (ktorý sa používa na ladenie); úroveň priority procesora; stav povolenia prerušenia. Príznakový register sa zvyčajne číta v užívateľskom režime, ale niektoré polia je možné zapisovať iba v privilegovanom režime (napríklad bit, ktorý označuje režim).

Register ukazovateľa príkazu obsahuje adresu nasledujúceho príkazu vo fronte na vykonanie. Po výbere inštrukcie z pamäte sa upraví register inštrukcie a ukazovateľ sa presunie na ďalšiu inštrukciu. Ukazovateľ inštrukcie monitoruje priebeh vykonávania programu, pričom v každom okamihu indikuje relatívnu adresu inštrukcie nasledujúcej po vykonávanej. Register nie je programovo prístupný; Prírastok adresy v ňom vykonáva mikroprocesor s prihliadnutím na dĺžku aktuálnej inštrukcie. Príkazy pre skoky, prerušenia, volanie podprogramov a návrat z nich menia obsah ukazovateľa, čím sa vykonávajú prechody na požadované body v programe.

V prevažnej väčšine inštrukcií sa používa akumulátorový register. Často používané príkazy využívajúce tento register majú skrátený formát.

Na spracovanie informácií sa údaje zvyčajne prenášajú z pamäťových buniek do všeobecných registrov, pričom sa vykonáva operácia centrálny procesor a prenos výsledkov do hlavnej pamäte. Programy sú uložené ako postupnosť strojových inštrukcií, ktoré musí vykonať centrálny procesor. Každý príkaz sa skladá z operačného poľa a polí operandov – údajov, na ktorých sa operácia vykonáva. Súbor strojových inštrukcií sa nazýva strojový jazyk. Programy sa vykonávajú nasledovne. Strojová inštrukcia, na ktorú ukazuje počítadlo programu, sa načíta z pamäte a skopíruje sa do registra inštrukcií, kde sa dekóduje a potom vykoná. Po jeho vykonaní ukazuje počítadlo programu na nasledujúci príkaz atď. Tieto činnosti sa nazývajú strojový cyklus.

Väčšina centrálnych procesorov má dva prevádzkové režimy: režim jadra a používateľský režim, ktorý je špecifikovaný bitom v stavovom slove procesora (vlajkovom registri). Ak procesor beží v režime jadra, môže vykonávať všetky inštrukcie v inštrukčnej sade a využívať všetky možnosti hardvéru. Operačný systém beží v režime jadra a poskytuje prístup ku všetkému hardvéru. Užívateľské programy bežia v užívateľskom režime, ktorý umožňuje vykonávanie mnohých príkazov, ale sprístupňuje len časť hardvéru.

Na komunikáciu s operačným systémom musí užívateľský program vydať systémové volanie, ktoré vstúpi do režimu jadra a aktivuje funkcie operačného systému. Príkaz trap (emulované prerušenie) prepne prevádzkový režim procesora z používateľského do režimu jadra a prenesie riadenie na operačný systém. Po dokončení práce sa riadenie vráti do užívateľského programu, do príkazu nasledujúceho po systémovom volaní.

V počítačoch sú okrem inštrukcií na vykonanie systémových volaní aj prerušenia, ktoré sú volané hardvérom, aby upozornili na výnimočné situácie, ako je pokus o delenie nulou alebo pretečenie s pohyblivou rádovou čiarkou. Vo všetkých takýchto prípadoch prechádza kontrola na operačný systém, ktorý musí rozhodnúť, čo ďalej. Niekedy je potrebné ukončiť program s chybovým hlásením, niekedy ho môžete ignorovať (ak napríklad číslo stratí význam, možno ho nastaviť na nulu) alebo preniesť riadenie na samotný program, aby sa s určitými typmi podmienok vysporiadal.

Na základe usporiadania zariadení vzhľadom na centrálny procesor sa rozlišujú interné a externé zariadenia. Externými je spravidla väčšina vstupno/výstupných zariadení (nazývaných aj periférne zariadenia) a niektoré zariadenia určené na dlhodobé ukladanie dát.

Koordinácia medzi jednotlivými uzlami a blokmi sa vykonáva pomocou prechodných hardvérovo-logických zariadení nazývaných hardvérové ​​rozhrania. Normy pre hardvérové ​​rozhrania vo výpočtovej technike sa nazývajú protokoly - súbor technických podmienok, ktoré musia poskytnúť vývojári zariadení na úspešnú koordináciu ich prevádzky s inými zariadeniami.

Množstvo rozhraní prítomných v architektúre akéhokoľvek výpočtového systému možno rozdeliť do dvoch veľkých skupín: sériové a paralelné. Cez sériové rozhranie sa dáta prenášajú postupne, bit po bite a cez paralelné rozhranie – súčasne v skupinách bitov. Počet bitov zahrnutých v jednej správe je určený šírkou rozhrania, napríklad osembitové paralelné rozhrania prenášajú jeden bajt (8 bitov) za cyklus.

Paralelné rozhrania sú zvyčajne zložitejšie ako sériové rozhrania, ale poskytujú vyšší výkon. Používajú sa tam, kde je dôležitá rýchlosť prenosu dát: na pripojenie tlačových zariadení, grafických vstupných zariadení, zariadení na záznam dát na externé médiá atď. Výkon paralelných rozhraní sa meria v bajtoch za sekundu (bajt/s; KB/s; MB/s).

Zariadenie sériové rozhraniaľahšie; spravidla nepotrebujú synchronizovať činnosť vysielacích a prijímacích zariadení (preto sa často nazývajú asynchrónne rozhrania), ale ich priepustnosť je menšia a koeficient užitočná akcia nižšie. Keďže výmena dát cez sériové zariadenia sa neuskutočňuje po bajtoch, ale po bitoch, ich výkon sa meria v bitoch za sekundu (bps, Kbps, Mbps). Napriek zjavnej jednoduchosti prevodu jednotiek rýchlosti sériového prenosu na jednotky rýchlosti paralelného prenosu údajov mechanickým delením číslom 8 sa takáto konverzia nevykonáva, pretože nie je správna z dôvodu prítomnosti servisných údajov. Ako posledná možnosť, upravená o servisné údaje, sa niekedy rýchlosť sériových zariadení vyjadruje v znakoch za sekundu alebo v znakoch za sekundu (s/s), ale táto hodnota nie je technického, ale referenčného, ​​spotrebiteľského charakteru.

Sériové rozhrania sa používajú na pripojenie pomalých zariadení (najjednoduchšie nekvalitné tlačové zariadenia: zariadenia na vstup a výstup znakových a signálových informácií, riadiace senzory, nízkovýkonné komunikačné zariadenia a pod.), ako aj v prípadoch, keď neexistujú žiadne výrazné obmedzenia dĺžky výmeny údajov (digitálne fotoaparáty).

Druhou hlavnou súčasťou počítača je pamäť. Pamäťový systém je konštruovaný vo forme hierarchie vrstiev (obr. 3.). Vrchnú vrstvu tvoria vnútorné registre centrálneho procesora. Interné registre poskytujú úložnú kapacitu 32 x 32 bitov na 32-bitovom procesore a 64 x 64 bitov na 64-bitovom procesore, čo je v oboch prípadoch menej ako jeden kilobajt. Samotné programy dokážu registre spravovať (teda rozhodovať o tom, čo sa v nich bude ukladať) bez hardvérového zásahu.

Obr.3. Typické hierarchická štruktúra Pamäť

Ďalšia vrstva obsahuje vyrovnávaciu pamäť, ktorá je riadená hlavne hardvérom. RAM je rozdelená do riadkov vyrovnávacej pamäte, zvyčajne 64 bajtov, s adresami od 0 do 63 v riadku nula, od 64 do 127 v riadku jedna atď. Najčastejšie používané riadky vyrovnávacej pamäte sú uložené vo vysokorýchlostnej vyrovnávacej pamäti umiestnenej vo vnútri alebo veľmi blízko CPU. Keď program potrebuje prečítať slovo z pamäte, čip vyrovnávacej pamäte skontroluje, či je požadovaný riadok vo vyrovnávacej pamäti. Ak je to tak, potom dôjde k efektívnemu prístupu do vyrovnávacej pamäte, požiadavka je úplne uspokojená z vyrovnávacej pamäte a požiadavka na pamäť sa neodošle na zbernicu. Úspešný prístup do vyrovnávacej pamäte zvyčajne trvá približne dva hodinové cykly, zatiaľ čo neúspešný má za následok prístup do pamäte s výraznou stratou času. Veľkosť vyrovnávacej pamäte je obmedzená kvôli jej vysokej cene. Niektoré počítače majú dve alebo dokonca tri úrovne vyrovnávacej pamäte, pričom každá je pomalšia a väčšia ako predchádzajúca.

Nasleduje RAM (RAM - pamäť s náhodným prístupom, anglicky RAM, Random Access Memory - pamäť s náhodným prístupom). Toto je hlavná pracovná oblasť úložného zariadenia výpočtového systému. Všetky požiadavky CPU, ktoré nemôže vyrovnávacia pamäť splniť, sa posielajú do hlavnej pamäte na spracovanie. Pri spustení viacerých programov na počítači je vhodné umiestniť zložité programy do pamäte RAM. Vzájomná ochrana programov a ich presúvanie v pamäti sa realizuje vybavením počítača dvoma špecializovanými registrami: základným registrom a limitným registrom.

V najjednoduchšom prípade (obr. 4.a), keď program začne pracovať, sa načíta základný register s adresou začiatku modulu spustiteľného programu a limitný register udáva, koľko zaberá modul spustiteľného programu spolu s dáta. Pri načítavaní príkazu z pamäte hardvér skontroluje počítadlo programu a ak je menšie ako limitný register, pripočíta k nemu hodnotu základného registra a sumu prenesie do pamäte. Keď chce program prečítať slovo dát (napríklad z adresy 10000), hardvér automaticky pridá obsah základného registra (napríklad 50000) k tejto adrese a prenesie súčet (60000) do pamäte. Základný register umožňuje programu odkazovať na akúkoľvek časť pamäte podľa adresy v nej uloženej. Okrem toho limitný register bráni programu v prístupe k akejkoľvek časti pamäte po programe. S pomocou tejto schémy sú teda vyriešené oba problémy: ochrana a pohyb programov.

V dôsledku overovania a transformácie údajov sa adresa vygenerovaná programom a nazývaná virtuálna adresa preloží na adresu používanú pamäťou a nazýva sa fyzická adresa. Zariadenie, ktoré vykonáva kontrolu a konverziu, sa nazýva jednotka správy pamäte alebo správca pamäte (MMU, Memory Management Unit). Správca pamäte sa nachádza buď v obvode procesora alebo v jeho blízkosti, no logicky je umiestnený medzi procesorom a pamäťou.

Zložitejší správca pamäte pozostáva z dvoch párov základných a limitných registrov. Jeden pár je pre text programu, druhý pár je pre dáta. Príkazový register a všetky odkazy na text programu pracujú s prvým párom registrov, odkazy na dáta využívajú druhý pár registrov. Vďaka tomuto mechanizmu je možné zdieľať jeden program medzi viacerými používateľmi pri ukladaní iba jednej kópie programu v RAM, čo je v jednoduchej schéme vylúčené. Keď beží program č. 1, štyri registre sú umiestnené tak, ako je znázornené na obr. 4 (b) vľavo, keď beží program č. 2 - vpravo. Správa správcu pamäte je funkciou operačného systému.

Ďalším v štruktúre pamäte je magnetický disk (pevný disk). Disková pamäť je v prepočte na bit o dva rády lacnejšia ako RAM a má väčšiu veľkosť, ale prístup k údajom umiestneným na disku trvá približne o tri rády dlhšie. Dôvodom nízkej rýchlosti pevného disku je skutočnosť, že disk je mechanická konštrukcia. Pevný disk pozostáva z jednej alebo viacerých kovových platní rotujúcich rýchlosťou 5400, 7200 alebo 10800 ot./min (obr. 5.). Informácie sa zaznamenávajú na platne vo forme sústredných kruhov. Čítacie/zapisovacie hlavy na každej danej pozícii dokážu prečítať krúžok na tanieri nazývaný stopa. Dráhy pre danú polohu vidlice spolu tvoria valec.

Každá stopa je rozdelená do niekoľkých sektorov, zvyčajne 512 bajtov na sektor. Zapnuté moderné pohony vonkajšie valce obsahujú viac sektorov ako vnútorné. Presun hlavy z jedného valca do druhého trvá približne 1 ms a presun na náhodný valec trvá 5 až 10 ms, v závislosti od pohonu. Keď je hlava umiestnená nad požadovanou stopou, musíte počkať, kým motor neotočí disk tak, aby bol požadovaný sektor pod hlavou. Trvá to ďalších 5 až 10 ms v závislosti od rýchlosti otáčania disku. Keď je sektor pod hlavičkou, proces čítania alebo zápisu prebieha rýchlosťou od 5 MB/s (pre nízkorýchlostné disky) do 160 MB/s (pre vysokorýchlostné disky).

Poslednú vrstvu zaberá magnetická páska. Toto médium sa často využívalo na tvorbu záložné kópie miesto na pevnom disku alebo úložisko veľké súpravyúdajov. Na prístup k informáciám bola páska umiestnená do čítačky magnetickej pásky a potom bola previnutá na požadovaný blok informácií. Celý proces trval minúty. Opísaná hierarchia pamäte je typická, ale v niektorých uskutočneniach nemusia byť prítomné všetky úrovne alebo ich iné typy (napríklad optický disk). V každom prípade, keď sa pohybujete v hierarchii zhora nadol, čas náhodného prístupu sa výrazne zvyšuje zo zariadenia na zariadenie a kapacita rastie ekvivalentne času prístupu.

Okrem vyššie popísaných typov má mnoho počítačov pamäť s náhodným prístupom len na čítanie (ROM, Read Only Memory), ktorá nestráca svoj obsah ani po vypnutí počítačového systému. Pamäť ROM je naprogramovaná počas výroby a jej obsah už nie je možné meniť. Na niektorých počítačoch ROM obsahuje zavádzacie programy používané na spustenie počítača a niektoré I/O karty na ovládanie zariadení nízkej úrovne.

Elektricky vymazateľná ROM (EEPROM, Electrically Erasable ROM) a flash RAM (flash RAM) sú tiež energeticky nezávislé, ale na rozdiel od ROM je možné ich obsah vymazať a prepísať. Zápis údajov do nich však trvá oveľa dlhšie ako zápis do pamäte RAM. Preto sa používajú úplne rovnakým spôsobom ako ROM.

Existuje ďalší typ pamäte – pamäť CMOS, ktorá je volatilná a slúži na uloženie aktuálneho dátumu a aktuálneho času. Pamäť je napájaná batériou zabudovanou v počítači a môže obsahovať konfiguračné parametre (napríklad označujúce, z ktorého pevného disku sa má zaviesť systém).

3. I/O zariadenia

Ďalšie zariadenia, ktoré úzko spolupracujú s operačným systémom, sú vstupno/výstupné zariadenia, ktoré pozostávajú z dvoch častí: ovládača a samotného zariadenia. Ovládač je mikroobvod (čipová súprava) na doske, ktorá je vložená do konektora, ktorý prijíma a vykonáva príkazy z operačného systému.

Napríklad radič dostane príkaz na čítanie konkrétneho sektora z disku. Na vykonanie príkazu radič prevedie lineárne číslo sektora disku na číslo cylindra, sektora a hlavy. Operáciu konverzie komplikuje skutočnosť, že vonkajšie valce môžu mať viac sektorov ako vnútorné. Regulátor potom určí, ktorý valec je umiestnený vyššie tento moment hlavy a dáva sekvenciu impulzov na pohyb hlavy o požadovaný počet valcov. Potom ovládač čaká na rotáciu disku a umiestni požadovaný sektor pod hlavu. Potom procesy čítania a ukladania bitov, keď prichádzajú z disku, procesy odstraňovania hlavičky a výpočtu kontrolný súčet. Potom radič zhromažďuje prijaté bity do slov a ukladá ich do pamäte. Na vykonanie tejto práce obsahujú ovládače vstavaný firmvér.

Samotné I/O zariadenie má jednoduché rozhranie, ktoré musí spĺňať jednotný štandard IDE (IDE, Integrated Drive Electronics - vstavané rozhranie pohonu). Keďže rozhranie zariadenia je ovládačom skryté, operačný systém vidí iba rozhranie ovládača, ktoré sa môže líšiť od rozhrania zariadenia.

Keďže ovládače pre rôzne zariadenia I/O zariadenia sa od seba líšia, na ich správu potom potrebujete vhodný softvér – ovládače. Preto musí každý výrobca ovládačov dodať ovládače pre ovládače, ktoré podporuje. operačné systémy. Existujú tri spôsoby, ako nainštalovať ovládač do operačného systému:

Prestavte jadro s novým ovládačom a potom reštartujte systém, ako funguje veľa UNIXových systémov;

Vytvorte záznam v súbore v operačnom systéme, že je potrebný ovládač, a reštartujte systém; počas počiatočného zavádzania operačný systém nájde požadovaný ovládač a stiahnite si ho; Takto funguje operačný systém Windows;

Prijmite nové ovládače a rýchlo ich nainštalujte pomocou operačného systému, keď je spustený; Túto metódu využívajú vymeniteľné zbernice USB a IEEE 1394, ktoré vždy vyžadujú dynamicky načítané ovládače.

Pre komunikáciu s každým ovládačom existujú určité registre. Napríklad minimálny radič disku môže mať registre na určenie adresy disku, adresy pamäte, čísla sektora a smeru činnosti (čítanie alebo zápis). Na aktiváciu ovládača dostane ovládač príkaz z operačného systému a následne ho prevedie na hodnoty vhodné na zápis do registrov zariadení.

Na niektorých počítačoch sú registre vstupno-výstupných zariadení mapované do adresného priestoru operačného systému, takže ich možno čítať alebo zapisovať ako bežné slová v pamäti. Adresy registrov sú umiestnené v RAM mimo dosahu užívateľských programov, aby sa užívateľské programy chránili pred hardvérom (napríklad pomocou základného a limitného registra).

Na iných počítačoch sú registre zariadení umiestnené v špeciálnych I/O portoch a každý register má svoju vlastnú adresu portu. Na takýchto počítačoch sú príkazy IN a OUT dostupné v privilegovanom režime, ktoré umožňujú ovládačom čítať a zapisovať registre. Prvá schéma eliminuje potrebu špeciálnych I/O inštrukcií, ale využíva určitý priestor adries. Druhá schéma neovplyvňuje adresný priestor, ale vyžaduje špeciálne príkazy. Obe schémy sú široko používané. Vstup a výstup údajov sa vykonáva tromi spôsobmi.

1. Používateľský program vydá systémovú požiadavku, ktorú jadro prevedie na volanie procedúry pre príslušný ovládač. Ovládač potom spustí I/O proces. Počas tejto doby ovládač vykoná veľmi krátku programovú slučku, pričom neustále zisťuje pripravenosť zariadenia, s ktorým pracuje (zvyčajne je tam nejaký bit, ktorý indikuje, že zariadenie je stále zaneprázdnené). Po dokončení I/O operácie ovládač umiestni údaje tam, kde sú potrebné, a vráti sa počiatočný stav. Operačný systém potom vráti riadenie programu, ktorý uskutočnil volanie. Táto metóda sa nazýva pripravené čakanie alebo aktívne čakanie a má jednu nevýhodu: procesor sa musí pýtať zariadenia, kým nedokončí svoju prácu.

2. Ovládač spustí zariadenie a požiada ho o prerušenie po dokončení I/O. Potom ovládač vráti údaje, operačný systém v prípade potreby zablokuje volajúci program a začne vykonávať ďalšie úlohy. Keď kontrolér zistí koniec prenosu dát, vygeneruje prerušenie, ktoré signalizuje dokončenie operácie. Mechanizmus implementácie input-output prebieha nasledovne (obr. 6.a):

Krok 1: ovládač odošle príkaz do ovládača a zapíše informácie do registrov zariadenia; Riadiaca jednotka spustí I/O zariadenie.

Krok 2: Po dokončení čítania alebo zápisu radič odošle signál do čipu radiča prerušenia.

Krok 3: Ak je ovládač prerušenia pripravený prijať prerušenie, odošle signál na špecifický kolík CPU.

Krok 4: Radič prerušenia umiestni číslo I/O zariadenia na zbernicu, aby ho CPU mohol prečítať a vedel, ktoré zariadenie dokončilo svoju prácu. Keď CPU prijme prerušenie, obsah programového počítadla (PC) a stavového slova procesora (PSW) sa presunie do aktuálneho zásobníka a procesor sa prepne do privilegovaného režimu (režim jadra operačného systému). Číslo I/O zariadenia možno použiť ako index k časti pamäte, ktorá sa používa na nájdenie adresy obsluhy prerušenia tohto zariadenia. Táto časť pamäte sa nazýva vektor prerušenia. Keď obsluha prerušenia (časť ovládača zariadenia, ktorá prerušenie odoslala) začne svoju prácu, odstráni počítadlo programu a stavové slovo procesora umiestnené v zásobníku, uloží ich a požiada zariadenie o informácie o jeho stave. Po ukončení spracovania prerušenia sa riadenie vráti do užívateľského programu, ktorý bol spustený predtým, k príkazu, ktorého vykonanie ešte nebolo ukončené (obr. 6 b).

3.Na vstup a výstup informácií sa používa radič priameho prístupu do pamäte (DMA, Direct Memory Access), ktorý riadi tok bitov medzi RAM a niektorými radičmi bez neustáleho zásahu centrálneho procesora. Procesor zavolá čip DMA, povie mu, koľko bajtov sa má preniesť, poskytne adresy zariadenia a pamäte a smer prenosu dát a nechá čip robiť svoju vlastnú vec. Po dokončení vydá DMA prerušenie, s ktorým sa primerane zaobchádza.

Prerušenia sa môžu vyskytnúť v nevhodných časoch, napríklad počas spracovania iného prerušenia. Z tohto dôvodu má CPU možnosť zakázať prerušenia a povoliť ich neskôr. Kým sú prerušenia zakázané, všetky zariadenia, ktoré dokončili svoju prácu, pokračujú vo vysielaní svojich signálov, ale procesor nie je prerušený, kým nie sú prerušenia povolené. Ak viacero zariadení ukončí súčasne prerušenia, pričom prerušenia sú vypnuté, radič prerušení rozhodne, ktoré z nich by sa malo spracovať ako prvé, zvyčajne na základe statických priorít priradených každému zariadeniu.

Výpočtový systém Pentium má osem zberníc (zbernica vyrovnávacej pamäte, lokálna zbernica, pamäťová zbernica, PCI, SCSI, USB, IDE a ISA). Každá zbernica má svoju vlastnú rýchlosť prenosu dát a funkcie. Operačný systém musí obsahovať informácie o všetkých zberniciach na správu počítača a jeho konfiguráciu.

Zbernica ISA (Industry Standard Architecture) – prvýkrát sa objavila na počítačoch IBM PC/AT, pracuje na frekvencii 8,33 MHz a dokáže preniesť dva bajty za cyklus s maximálnou rýchlosťou 16,67 MB/s; je súčasťou systému pre spätnú kompatibilitu so staršími pomalými I/O kartami.

Zbernica PCI (Peripheral Component Interconnect) - vytvorená spoločnosťou Intel ako nástupca zbernice ISA, dokáže pracovať na frekvencii 66 MHz a prenášať 8 bajtov za hodinu rýchlosťou 528 MB/s. V súčasnosti PCI zbernice používať väčšinu vysokorýchlostných I/O zariadení, ako aj počítače s inými procesormi ako Intel, pretože sú s nimi kompatibilné mnohé I/O karty.

Lokálnu zbernicu v systéme Pentium využíva CPU na prenos dát do PCI mostového čipu, ktorý pristupuje k pamäti na vyhradenej pamäťovej zbernici, často bežiacej na 100 MHz.

Zbernica vyrovnávacej pamäte sa používa na pripojenie externej vyrovnávacej pamäte, pretože systémy Pentium majú vyrovnávaciu pamäť prvej úrovne (vyrovnávacia pamäť L1) zabudovanú v procesore a veľkú externú vyrovnávaciu pamäť druhej úrovne (vyrovnávaciu pamäť úrovne L2).

Zbernica IDE sa používa na pripojenie periférnych zariadení: diskov a čítačiek CD-ROM. Zbernica je potomkom rozhrania radiča disku PC/AT a v súčasnosti je štandardom všetkých systémov založených na procesoroch Pentium.

USB zbernica (univerzálny Sériový autobus, univerzálna sériová zbernica) je určená na pripojenie pomalých vstupno/výstupných zariadení (klávesnica, myš) k počítaču. Používa malý štvorvodičový konektor s dvoma vodičmi na napájanie USB zariadení.

USB zbernica je centralizovaná zbernica, cez ktorú hostiteľské zariadenie každú milisekundu žiada I/O zariadenia, aby zistilo, či majú dáta. Sťahovanie dát zvládne rýchlosťou 1,5 MB/s. Všetky zariadenia USB používajú rovnaký ovládač, takže ich možno pripojiť k systému bez jeho reštartovania.

Zbernica SCSI (Small Computer System Interface) je vysokovýkonná zbernica používaná pre rýchle disky, skenery a iné zariadenia, ktoré vyžadujú značnú šírku pásma. Jeho výkon dosahuje 160 MB/s. Zbernica SCSI sa používa na systémoch Macintosh a je populárna na systémoch UNIX a iných systémoch založených na procesoroch Intel.

Zbernica IEEE 1394 (FireWire) je bitová sériová zbernica a podporuje paketový prenos dát rýchlosťou až 50 MB/s. Táto vlastnosť vám umožňuje pripojiť k počítaču prenosné digitálne videokamery a iné multimediálne zariadenia. Na rozdiel od pneumatiky USB zbernica IEEE 1394 nemá centrálny ovládač.

Operačný systém musí byť schopný rozpoznať hardvérové ​​komponenty a vedieť ich nakonfigurovať. Táto požiadavka viedla Intel a Microsoft vyvinúť osobný počítačový systém s názvom plug and play. Pred týmto systémom mala každá I/O doska pevné adresy I/O registra a úroveň požiadavky na prerušenie. Napríklad klávesnica používala prerušenie 1 a adresy v rozsahu 0x60 až 0x64; Radič diskety použil prerušenie 6 a adresy 0x3F0 až 0x3F7; tlačiareň použila prerušenie 7 a adresy od 0x378 do 0x37A.

Ak používateľ kúpil zvuková karta a modem, stalo sa, že tieto zariadenia omylom použili rovnaké prerušenie. Došlo ku konfliktu, takže zariadenia nemohli spolupracovať. Možné riešenie Išlo o zabudovanie sady DIP prepínačov (prepojok) do každej dosky a konfiguráciu každej dosky tak, aby adresy portov a čísla prerušení rôznych zariadení neboli vo vzájomnom konflikte.

Plug and play umožňuje operačnému systému automaticky zhromažďovať informácie o I/O zariadeniach, centrálne prideľovať úrovne prerušení a I/O adresy a potom tieto informácie oznamovať každej doske. Tento systém beží na počítačoch Pentium. Každý počítač s Procesor Pentium obsahuje základnú dosku, na ktorej je program umiestnený - systém BIOS (Basic Input Output System). BIOS obsahuje nízkoúrovňové I/O programy, vrátane procedúr pre čítanie z klávesnice, pre zobrazenie informácií na obrazovke, pre I/O dáta z disku atď.

Po spustení počítača sa spustí systém BIOS, ktorý skontroluje množstvo pamäte RAM nainštalovanej v systéme, pripojenie a správnu činnosť klávesnice a ďalších hlavných zariadení. Ďalej systém BIOS skontroluje zbernice ISA a PCI a všetky zariadenia, ktoré sú k nim pripojené. Niektoré z týchto zariadení sú tradičné (pre-plug and play). Majú pevné úrovne prerušení a adresu I/O portu (nastavujú sa napríklad pomocou prepínačov alebo prepojok na vstupno-výstupnej doske a operačný systém ich nemôže zmeniť). Tieto zariadenia sa zaregistrujú a potom sa zaregistrujú zariadenia typu plug and play. Ak sa prítomné zariadenia líšia od zariadení prítomných počas posledného zavádzania, nakonfigurujú sa nové zariadenia.

BIOS potom určí, z ktorého zariadenia sa má zaviesť systém tak, že postupne vyskúša každý zoznam uložený v pamäti CMOS. Používateľ môže tento zoznam zmeniť vstupom do konfiguračného programu BIOS ihneď po zavedení. Zvyčajne sa najprv pokúsi zaviesť systém z diskety. Ak to zlyhá, CD sa vyskúša. Ak váš počítač nemá disketu aj CD, systém sa zavedie z pevného disku. Prvý sektor sa načíta do pamäte zo zavádzacieho zariadenia a spustí sa. Tento sektor obsahuje program, ktorý kontroluje tabuľku oddielov na konci zavádzacieho sektora, aby určil, ktorý oddiel je aktívny. Sekundárny zavádzač sa potom načíta z rovnakého oddielu. Načíta operačný systém z aktívneho oddielu a spustí ho.

Operačný systém potom požiada BIOS, aby získal informácie o konfigurácii počítača a skontroluje prítomnosť ovládača pre každé zariadenie. Ak ovládač chýba, operačný systém vyzve užívateľa, aby vložil disketu alebo CD s ovládačom (tieto disky dodáva výrobca zariadenia). Ak sú všetky ovládače na svojom mieste, operačný systém ich načíta do jadra. Potom inicializuje tabuľky ovládačov, vytvorí potrebné procesy na pozadí a spustí program na zadávanie hesla resp GUI na každom termináli.

5. História vývoja výpočtovej techniky

Všetky osobné počítače kompatibilné s IBM sú vybavené procesormi kompatibilnými s procesormi Intel. História vývoja mikroprocesorov rodiny Intel je stručne nasledovná. Prvý univerzálny mikroprocesor Intel sa objavil v roku 1970. Volal sa Intel 4004, bol štvorbitový a mal schopnosť vstup/výstup a spracovanie štvorbitových slov. Jeho rýchlosť bola 8000 operácií za sekundu. Mikroprocesor Intel 4004 bol navrhnutý pre použitie v programovateľných kalkulačkách s veľkosťou pamäte 4 KB.

O tri roky neskôr Intel vydal procesor 8080, ktorý už dokázal vykonávať 16-bitové aritmetické operácie, mal 16-bitovú adresovú zbernicu, a preto mohol adresovať až 64 KB pamäte (2 516 0 = 65536). Rok 1978 bol poznačený vydaním procesora 8086 s veľkosťou slova 16 bitov (dva bajty), 20-bitovou zbernicou a mohol pracovať s 1 MB pamäte (2 520 0 = 1048576 alebo 1024 KB), rozdelenej do blokov (segmenty) po 64 kB každý. Procesor 8086 bol súčasťou počítačov kompatibilných s IBM PC a IBM PC/XT. Ďalším významným krokom vo vývoji nových mikroprocesorov bol procesor 8028b, ktorý sa objavil v roku 1982. Mal 24-bitovú adresovú zbernicu, dokázal spravovať 16 megabajtov adresného priestoru a bol inštalovaný na počítačoch kompatibilných s IBM PC/AT. V októbri 1985 bol vydaný 80386DX s 32-bitovou adresovou zbernicou (maximálny adresný priestor 4 GB) a v júni 1988 bol vydaný 80386SX, ktorý bol lacnejší ako 80386DX a mal 24-bitovú adresovú zbernicu. Potom v apríli 1989 sa objavil mikroprocesor 80486DX a v máji 1993 sa objavila prvá verzia procesora Pentium (obe s 32-bitovou adresovou zbernicou).

V máji 1995 v Moskve na medzinárodnej výstave Comtec-95 predstavil Intel nový procesor- P6.

Jedným z najdôležitejších cieľov vytýčených pri vývoji P6 bolo zdvojnásobenie výkonu procesora Pentium. Zároveň bude výroba prvých verzií P6 prebiehať podľa už odladeného „Intelu“ a použitého vo výrobe najnovšie verzie Polovodičová technológia Pentium (0,6 mikrónov, 3,3 V).

Použitie rovnakého výrobného procesu zaisťuje, že P6 možno sériovo vyrábať bez väčších problémov. To však znamená, že zdvojnásobenie výkonu sa dosiahne iba komplexnými vylepšeniami mikroarchitektúry procesora. Mikroarchitektúra P6 bola navrhnutá pomocou starostlivo premyslenej a vyladenej kombinácie rôznych architektonických techník. Niektoré z nich boli predtým testované v procesoroch veľkých počítačov, niektoré navrhli akademické inštitúcie a zvyšok vyvinuli inžinieri spoločnosti Intel. Táto jedinečná kombinácia architektonických prvkov, ktorú Intel označuje ako „dynamické prevedenie“, umožnila prvým zápustkám P6 prekročiť pôvodne plánované úrovne výkonu.

Pri porovnaní s alternatívnymi procesormi Intel z rodiny x86 sa ukazuje, že mikroarchitektúra P6 má veľa spoločného s mikroarchitektúrou procesorov Nx586 od NexGen a K5 od AMD a, aj keď v menšej miere, s M1 od Cyrixu. Túto spoločnú črtu vysvetľuje skutočnosť, že inžinieri zo štyroch spoločností riešili rovnaký problém: zavádzali prvky technológie RISC pri zachovaní kompatibility s architektúrou Intel x86 CISC.

Dva kryštály v jednom balení

Hlavnou výhodou a unikátnou vlastnosťou P6 je jeho umiestnenie v rovnakom balení s procesorom je sekundárna statická cache pamäť s veľkosťou 256 KB, pripojená k procesoru špeciálne vyhradenou zbernicou. Tento návrh by mal výrazne zjednodušiť návrh systémov na báze P6. P6 je prvý mikroprocesor určený pre sériovú výrobu, ktorý obsahuje dva čipy v jednom balení.

CPU matrica v P6 obsahuje 5,5 milióna tranzistorov; L2 cache kryštál - 15,5 milióna. Na porovnanie, najnovší model Pentium obsahoval približne 3,3 milióna tranzistorov a vyrovnávacia pamäť L2 bola implementovaná pomocou externej sady pamäťových matríc.

Takýto veľký počet tranzistorov vo vyrovnávacej pamäti sa vysvetľuje jej statickou povahou. Statická pamäť P6 používa šesť tranzistorov na uloženie jedného bitu, zatiaľ čo dynamická pamäť by potrebovala iba jeden tranzistor na bit. Statická pamäť je rýchlejšia, ale drahšia. Hoci počet tranzistorov na čipe so sekundárnou vyrovnávacou pamäťou je trikrát väčší ako na čipe procesora, fyzické rozmery vyrovnávacej pamäte sú menšie: 202 štvorcových milimetrov oproti 306 pre procesor. Oba kryštály sú spolu uzavreté v keramickom obale s 387 kontaktmi ("dvojdutinové pole pin-drid"). Obe matrice sú vyrobené rovnakou technológiou (0,6 µm, 4-vrstvový metal-BiCMOS, 2,9 V). Odhadovaná maximálna spotreba energie: 20 W pri 133 MHz.

Prvým dôvodom pre kombináciu procesora a sekundárnej vyrovnávacej pamäte do jedného balíka je uľahčenie návrhu a výroby vysokovýkonných systémov na báze P6. Výkon výpočtového systému postavený na rýchly procesor, veľmi závisí od jemného doladenia čipov prostredia procesora, najmä sekundárnej vyrovnávacej pamäte. Nie všetky spoločnosti vyrábajúce počítače si môžu dovoliť príslušný výskum. V P6 je sekundárna vyrovnávacia pamäť už nakonfigurovaná optimálne pre procesor, čo zjednodušuje návrh základnej dosky.

Druhým dôvodom fúzie je zlepšenie produktivity. CPU druhej úrovne je pripojený k procesoru špeciálne vyhradenou 64-bitovou širokou zbernicou a pracuje na rovnakej taktovacej frekvencii ako procesor.

Prvé procesory Pentium na 60 a 66 MHz pristupovali k sekundárnej vyrovnávacej pamäti cez 64-bitovú zbernicu s rovnakou rýchlosťou. Keď sa však rýchlosť hodín Pentia zvyšovala, pre dizajnérov sa stalo príliš ťažké a drahé udržiavať také rýchlosti hodín na základnej doske. Preto sa začali používať frekvenčné deličy. Napríklad pre 100 MHz Pentium pracuje externá zbernica na frekvencii 66 MHz (pre 90 MHz Pentium je to 60 MHz, resp.). Pentium používa túto zbernicu ako na prístup k sekundárnej vyrovnávacej pamäti, tak aj na prístup k hlavnej pamäti a iným zariadeniam, ako je čipová sada PCI.

Použitie vyhradenej zbernice na prístup k sekundárnej vyrovnávacej pamäti zlepšuje výkon systému. Po prvé, tým sa dosiahne úplná synchronizácia rýchlosti procesora a zbernice; po druhé, konkurencia s inými I/O operáciami a súvisiace oneskorenia sú eliminované. Zbernica vyrovnávacej pamäte L2 je úplne oddelená od externej zbernice, cez ktorú sa prenáša pamäť a externých zariadení. 64-bitová externá zbernica môže pracovať s polovičnou, tretinovou alebo štvrtinovou rýchlosťou procesora, zatiaľ čo zbernica sekundárnej vyrovnávacej pamäte pracuje nezávisle pri plnej rýchlosti.

Spojenie procesora a sekundárnej vyrovnávacej pamäte do jedného balíka a ich komunikácia cez vyhradenú zbernicu je krokom k technikám zvyšovania výkonu, ktoré sa používajú v najvýkonnejších RISC procesoroch. V procesore Alpha 21164 od Digital je teda vyrovnávacia pamäť druhej úrovne s veľkosťou 96 kB umiestnená v jadre procesora, podobne ako primárna vyrovnávacia pamäť. To poskytuje veľmi vysoký výkon vyrovnávacej pamäte zvýšením počtu tranzistorov na čipe na 9,3 milióna. Výkon Alpha 21164 je 330 SPECint92 pri 300 MHz. Výkon P6 je nižší (Intel odhaduje 200 SPECint92 na 133 MHz), ale P6 poskytuje najlepší pomer cena/výkon pre svoj potenciálny trh.

Pri posudzovaní pomeru cena/výkon stojí za zváženie, že hoci P6 môže byť drahší ako jeho konkurenti, väčšina ostatných procesorov musí byť obklopená ďalšou sadou pamäťových čipov a radičom vyrovnávacej pamäte. Okrem toho, aby sa dosiahol porovnateľný výkon vyrovnávacej pamäte, ostatné procesory budú musieť používať vyrovnávaciu pamäť väčšiu ako 256 KB.

Intel zvyčajne ponúka množstvo variácií svojich procesorov. Deje sa tak s cieľom uspokojiť rôznorodé požiadavky systémových dizajnérov a ponechať menej priestoru pre konkurenčné modely. Môžeme teda predpokladať, že čoskoro po spustení výroby P6 budú k dispozícii ako úpravy so zvýšeným objemom sekundárnej vyrovnávacej pamäte, tak lacnejšie úpravy s externým umiestnením sekundárnej vyrovnávacej pamäte, avšak so zachovanou vyhradenou zbernicou medzi sekundárnou vyrovnávacou pamäťou a zobrazí sa procesor.

Pentium ako východiskový bod

Procesor Pentium s potrubím a superskalárom architektúra dosiahla pôsobivú úroveň výkonu. Pentium obsahuje dve 5-stupňové pipeline, ktoré môžu bežať paralelne a vykonávať dve celočíselné inštrukcie na cyklus strojových hodín. V tomto prípade môže byť paralelne vykonávaná iba dvojica príkazov, ktoré nasledujú v programe za sebou a spĺňajú určité pravidlá, napríklad absenciu závislostí registrov typu „zápis po prečítaní“.

V P6 sa pre zvýšenie priepustnosti uskutočnil prechod na jedno 12-stupňové potrubie. Zvýšenie počtu fáz vedie k zníženiu vykonanej práce v každej fáze a v dôsledku toho k zníženiu času, ktorý tím strávi v každej fáze, o 33 percent v porovnaní s Pentiom. To znamená, že použitie rovnakej technológie, ktorá sa používa na výrobu P6 ako 100 MHz Pentium, by viedlo k P6 taktovanému na 133 MHz.

Sila superskalárnej architektúry Pentia s jej schopnosťou vykonávať dve inštrukcie za hodinu by bolo ťažké prekonať bez úplne nového prístupu. Nový prístup P6 odstraňuje rigidný vzťah medzi tradičnými fázami „načítanie“ a „vykonávanie“, kde postupnosť príkazov cez tieto dve fázy zodpovedá postupnosti príkazov v programe.

Nový prístup zahŕňa použitie takzvaného veliteľského fondu a nového efektívne metódy predpovedanie budúceho správania programu. V tomto prípade je tradičná fáza „vykonania“ nahradená dvoma: „odoslanie/vykonanie“ a „vrátenie späť“. Výsledkom je, že príkazy sa môžu začať vykonávať v ľubovoľnom poradí, ale vždy ich vykonanie dokončí v súlade s ich pôvodným poradím v programe. Jadro P6 je implementované ako tri nezávislé zariadenia interagujúce prostredníctvom súboru príkazov (obr. 1).

Hlavný problém pri zlepšovaní produktivity

Rozhodnutie zorganizovať P6 ako tri nezávislé zariadenia interagujúce prostredníctvom inštrukčného fondu bolo prijaté po dôkladnej analýze faktorov obmedzujúcich výkon moderných mikroprocesorov. Základným faktom, ktorý platí pre Pentium a mnohé ďalšie procesory, je, že výkon procesora sa pri vykonávaní reálnych programov nevyužíva naplno.

Zatiaľ čo rýchlosti procesorov sa za posledných 10 rokov zvýšili najmenej 10-krát, časy prístupu k hlavnej pamäti sa skrátili len o 60 percent. Toto zvyšujúce sa oneskorenie rýchlosti pamäte v porovnaní s rýchlosťou procesora bolo základným problémom, ktorý bolo potrebné vyriešiť pri navrhovaní P6.

Jedným z možných prístupov k riešeniu tohto problému je presunúť jeho zameranie na vývoj vysokovýkonných komponentov obklopujúcich procesor. Hromadná výroba systémov, ktoré obsahujú vysokovýkonný procesor aj vysokorýchlostné čipy špecializovaného prostredia, by však bola príliš drahá.

Jedným z možných riešení hrubou silou by mohlo byť zväčšenie veľkosti vyrovnávacej pamäte L2, aby sa znížilo percento prípadov, kedy vyrovnávacia pamäť vynechá požadované údaje.

Toto riešenie je efektívne, ale aj extrémne drahé, najmä vzhľadom na dnešné rýchlostné požiadavky na komponenty L2 cache. P6 bol navrhnutý z hľadiska efektívnej implementácie kompletného výpočtového systému a bolo potrebné dosiahnuť vysoký výkon celého systému pomocou nízkonákladového pamäťového subsystému.

teda Kombinácia architektonických techník P6, ako je vylepšená predikcia vetvenia (ďalšia postupnosť príkazov je takmer vždy správne určená), analýza toku údajov (určuje sa optimálne poradie vykonávania príkazov) a dopredné vykonávanie (predpovedaná postupnosť príkazov sa vykonáva bez prestojov). v optimálnom poradí) dvojnásobný výkon v porovnaní s Pentiom pri použití rovnakej výrobnej technológie. Táto kombinácia metód sa nazýva dynamické vykonávanie.

V súčasnosti Intel vyvíja novú výrobnú technológiu 0,35 mikrónu, ktorá umožní vyrábať procesory P6 s taktom jadra nad 200 MHz.

P6 ako platforma pre budovanie výkonných serverov

Medzi najvýznamnejšie trendy vo vývoji počítačov v posledných rokoch možno zdôrazniť ako rastúce používanie systémov založených na procesoroch rodiny x86 ako aplikačných serverov a rastúca úloha spoločnosti Intel ako dodávateľa neprocesorových technológií, ako sú zbernice, sieťové technológie, kompresiu videa, flash pamäť a nástroje na správu systému.

Vydanie procesora P6 pokračuje v politike Intelu prinášať na masový trh schopnosti, ktoré sa predtým nachádzali len v drahších počítačoch. Pre interné registre P6 je zabezpečená kontrola parity a 64-bitová zbernica spájajúca jadro procesora a vyrovnávaciu pamäť druhej úrovne je vybavená nástrojmi na detekciu a opravu chýb. Nové diagnostické funkcie zabudované do P6 umožňujú výrobcom navrhovať spoľahlivejšie systémy. P6 poskytuje možnosť získať informácie prostredníctvom kontaktov procesora alebo pomocou softvéru o viac ako 100 premenných procesora alebo udalostiach, ktoré sa v ňom vyskytujú, ako napríklad absencia údajov vo vyrovnávacej pamäti, obsah registrov, vzhľad samomodifikujúceho kódu a tak ďalej. Operačný systém a ďalšie programy dokážu prečítať tieto informácie a určiť stav procesora. P6 má tiež vylepšenú podporu pre kontrolné body, čo znamená, že počítač možno vrátiť späť do predtým zaznamenaného stavu, ak sa vyskytne chyba.

Podobné dokumenty

Počítačová technológia sa objavila už dávno, pretože na úsvite rozvoja civilizácie existovala potreba rôznych druhov výpočtov. Rýchly rozvoj výpočtovej techniky. Vytvorenie prvých PC, minipočítačov od 80. rokov dvadsiateho storočia.

abstrakt, pridaný 25.09.2008


Charakteristika systémov technickej a preventívnej údržby výpočtovej techniky. Diagnostické programy pre operačné systémy. Vzájomný vzťah automatizovaných riadiacich systémov. Ochrana počítača pred vonkajšími nepriaznivými vplyvmi.

abstrakt, pridaný 25.03.2015


Vývoj informačného a analytického systému na analýzu a optimalizáciu konfigurácie počítačového vybavenia. Štruktúra automatizovaného riadenia počítačového vybavenia. Softvér, zdôvodnenie ekonomickej efektívnosti projektu.

práca, pridané 20.05.2013


Manuálna fáza vývoja výpočtovej techniky. Pozičný číselný systém. Rozvoj mechaniky v 17. storočí. Elektromechanická etapa vývoja výpočtovej techniky. Počítače piatej generácie. Možnosti a charakteristické rysy superpočítač.

kurzová práca, pridané 18.04.2012


Štruktúra a princíp činnosti osobného počítača (PC). Diagnostika výkonu PC a identifikácia porúch. Úlohy Údržba počítačové vybavenie. Vývoj metód na udržiavanie zariadení v prevádzkovom stave.

kurzová práca, pridané 13.07.2011


Štúdium zahraničných a domácich postupov vo vývoji výpočtovej techniky, ako aj perspektívy rozvoja počítačov v blízkej budúcnosti. Technológie na používanie počítačov. Etapy rozvoja výpočtovej techniky u nás. Zlúčenie PC a komunikácie.

kurzová práca, pridané 27.04.2013


Klasifikácia konštrukčných postupov. História syntézy výpočtovej techniky a inžinierskeho dizajnu. Funkcie systémov počítačom podporovaného projektovania, ich programové vybavenie. Vlastnosti použitia trojrozmerných skenerov, manipulátorov a tlačiarní.

abstrakt, pridaný 25.12.2012


Automatizácia spracovania dát. Informatika a jej praktické výsledky. História vzniku digitálnej výpočtovej techniky. Elektromechanické počítače. Použitie vákuové trubice a počítače prvej, tretej a štvrtej generácie.

práca, pridané 23.06.2009


Pojem a charakteristika osobného počítača, jeho hlavné časti a ich účel. Nástroje výučby informatiky a funkcie organizácie práce v učebni informatiky. Vybavenie pracovísk a aplikácia softvéru.

abstrakt, pridaný 07.09.2012


Zloženie počítačového systému je konfigurácia počítača, jeho hardvéru a softvéru. Zariadenia a nástroje, ktoré tvoria hardvérovú konfiguráciu osobného počítača. Hlavná pamäť, I/O porty, periférny adaptér.