Архитектура современной ЭВМ. Состав и характеристики комплектующих современного персонального компьютера

Лекция 3
Структура разделов лекций
Темы разделов
Темы лекций
1. Информация и информационные процессы
1. Основные понятия в теории информации
2. Кодирование данных. Системы счисления.
2. Технические средства реализации информационных процессов
3. Архитектура современной ЭВМ. Состав и характеристики комплектующих современного персонального компьютера
4. Периферийные устройства
3. Программные средства реализации информационных процессов
5. Классификация программного обеспечения. Системное и служебное программное обеспечение. Файловая система хранения информации.
6. Прикладное программное обеспечение.
4. Локальные и глобальные компьютерные сети. Защита информации
7. Компьютерные сети и защита информации.

Лекция 3
Л.3 Архитектура современной ЭВМ. Состав и характеристики комплектующих современного персонального компьютера
Логические основы ЭВМ
Архитектура ЭВМ
Конфигурация современного ПК. Назначение компонентов и их характеристики

Лекция 3
1. Логические основы ЭВМ
Алгебра логики – раздел математической логики, изучающий операции над высказываниями
Высказывание – суждение, имеющее истинный или ложный смысл
Логическая переменная – величина, принимающая одно из двух значений: истина или ложь (логическая «1» или логический «0»)
Логика, где переменные принимают одно из двух значений, называют бинарной или двоичной.
Логическое выражение - это символическая запись высказывания, состоящая из логических переменных, объединенных логическими операциями

Логические операции
Отрицание –
операция над логическим выражением, результатом которого является противоположное значение
Дизъюнкция (логическое сложение) –
операция между двумя логическими выражениями, результат которой является истина, если истинно хотя бы одно из логических выражений
Конъюнкция (логическое умножение) –
операция между двумя логическими выражениями, результат которой является ложь, если ложно хотя бы одно из логических выражений

Таблицы истинности
Отрицание
Дизъюнкция
Конъюнкция

Логические элементы
Логический элемент –
цифровое устройство, которое после обработки двоичных сигналов выдает значение одной из логических операций: инвертор, дизъюнктор, конъюнктор

Цифровые устройства на логических элементах

Полусумматор двоичных чисел
Сумматор - это устройство, предназначенное для сложения двоичных чисел

Простейший компаратор
Компаратор – устройство для сравнения цифровых сигналов

2. Архитектура ЭВМ
Архитектура компьютера – устройство и принципы взаимодействия его основных элементов – логических узлов
Принципы фон Неймана (40-е года XX века)
Принцип однородности памяти – над командами можно выполнять такие же действия, как и над данными
Принцип адресуемости памяти – память структурно состоит из пронумерованных ячеек; процессору в любой момент времени доступна любая ячейка
Принцип последовательного программного управления – программа состоит из набора команд, автоматически выполняющиеся в заданной последовательности
Принцип жесткости архитектуры – неизменяемость в процессе работы топологии, архитектуры, списка команд

Классическая архитектура ЭВМ
АЛУ – арифметико-логическое устройство
УУ - устройство управления

Магистрально модульная архитектура ЭВМ

3. Конфигурация современного ПК. Назначение компонентов и их характеристики

Компоненты компьютера
Процессор -
Электронный блок или интегральная микросхема, выполняющая машиные инструкции
Тактовая частота
Разрядность
Количество вычислительных ядер
Набор инструкций
Технологический процесс
Объем кэш-памяти

Компоненты компьютера
Системная плата -
Электронное устройство для подключения компонентов ПК
Накопитель (HDD)
Объем
Скорость чтения/записи данных
Видеокарта
Объем видеопамяти
Разрядность
Внешние устройства и интерфейсы
Клавиатура
Мышь
Монитор
И др

О плотности элементов в кристалле процессора
1970-1980 г.г. – от 3 до 0,5 мкм
От 27к до 130к транзисторов
1990-2000 г.г. – от 0,35 до 0,18 мкм
От 855 к до 28,1М транзисторов
2000-2010 г.г – от 130 до 28 нм
77М – 317М транзисторов
2010-2019 г.г – от 22 до 3 нм
435М – 1,17Г транзисторов