Использование периферийных процессоров. (слайд 15-19)

Стр 1 из 3Следующая ⇒

ОДп.02. Информатика и ИКТ

Мастер по ремонту и обслуживанию

Автомобилей

УРОК № 53

Группа: 1

Дата: 13.01.2022 г.

Преподаватель: Л.Н.Иванова

Тема урока: ИНФОРМАЦИОННЫЕ ПРОЦЕССЫ В КОМПЬЮТЕРЕ

Цель работы: знакомство с информационными процессами в компьютере.

Предлагаю вам при изучении темы урока посмотреть параллельно презентацию к уроку.

Как уже известно: (слайд 2-4)

1. Компьютер (ЭВМ) – автоматическое, программно-управляемое устройство для работы с информацией.

2. В состав компьютера входят

a. устройства памяти (хранение данных и программ)

b. процессор (обработка информации)

c. устройства ввода/вывода (приём/передача информации)

3. В 1946 году Джоном фон Нейманом были сформулированы основные принципы устройства ЭВМ, которые называют фон-неймановской архитектурой. Для неймановской архитектуры характерно наличие одного процессора, который управляет работой всех остальных устройств.

4. Современный компьютер представляет собой единство аппаратуры (hardware) и программного обеспечения (software).

Серийное производство ЭВМ начинается в разных странах в 1950-х годах. Историю развития ЭВМ принято делить на поколения.

Переход от одного поколения к другому связан (слайд 5-6)

Ø со сменой элементной базы, на которой создавались машины

Ø с изменением архитектуры ЭВМ

Ø с развитием основных технических характеристик (скорости вычисления, объема памяти и др.)

Ø с изменением областей применения и способов эксплуатации машин.

	1950-е годы	1960-е годы	1970-х годы	с 1970-х годов (ПК, суперЭВМ)
Элементная база	Электронные лампы	Транзисторы	Интегральные схемы (ИС) и большие интегральные схемы (БИС)	БИС, СБИС (сверхбольшие интегральные схемы), микропроцессоры
Максимальное быстродействие (оп./с)	10-20 тыс.	100 тыс. – 3 млн.	10 млн.	10⁹ - 10¹²
Архитектура	Фон-неймановская однопроцессорная	Фон-неймановская однопроцессорная. Появление периферийных процессоров	Центральный процессор + каналы ввода/вывода. Шинная архитектура	Конвейерно-векторные, матричные, многопроцессорные, мультикомпьютерные системы

Однопроцессорная архитектура ЭВМ. (слайд 7-11)

Сплошные стрелки – передача данных

Пунктирные стрелки – управляющее воздействие

Согласно принципам фон Неймана, исполняемая программа хранится во внутренней памяти – в оперативном запоминающем устройстве (ОЗУ). Там же находятся данные, с которыми работает программа. Каждая команда программы и каждая величина (элемент данных) занимают определённые ячейки памяти:

	Внутренняя память
	Номер ячейки	Содержимое ячейки
Программа	1
	2
	…
	…
	N	Команда STOP
Данные	N+1	Величина 1
	N+2	Величина 2
	…	…

Ø Процессор начинает выполнение программы с первой команды и заканчивает на команде остановки, назовём её STOP.

Ø При выполнении очередной команды процессор извлекает из памяти обрабатываемые величины и заносит их в специальные ячейки внутренней памяти процессора – регистры.

Ø Затем выполняется команда, после чего полученный результат записывается в определённую ячейку памяти.

Ø Процессор переходит к выполнению следующей команды.

Ø Исполнение программы закончится, когда процессор обратится к команде STOP.

Среди команд программы существуют: (слайд 12-14)

ü Команды обработки данных

ü Команды обращения к внешним устройствам

Команды обработки данных выполняет сам процессор с помощью входящего в него арифметико-логического устройства – АЛУ, и этот процесс происходит сравнительно быстро.

А команды управления внешними устройствами выполняются самими этими устройствами: устройствами ввода/вывода, внешней памятью. Время выполнения этих команд во много раз больше, чем выполнения команд обработки данных.

При однопроцессорной архитектуре ЭВМ процессор, отдав команду внешнему устройству, ожидает завершения её выполнения. При большом числе обращений к внешним устройствам может оказаться, что большую часть времени выполнения программы процессор «простаивает» и, следовательно, его КПД оказывается низким.

Быстродействие ЭВМ с такой архитектурой находилось в пределах 10-20 тыс. операций в секунду.

Использование периферийных процессоров. (слайд 15-19)

Сплошные стрелки – передача данных

Пунктирные стрелки – управляющее воздействие

Треугольника – периферийные процессоры управления внешними устройствами

Следующим шагом в развитии архитектуры ЭВМ стал отказ от однопроцессорного устройства. Уже на последних моделях машин второго поколения, помимо центрального процессора (ЦП), выполнявшего обработку данных, присутствовали периферийные процессоры, которые назывались каналами ввода/вывода.

Их задача состояла в автономном управлении устройствами ввода/вывода и внешней памяти, что освобождало от этой работы центральный процессор.

В результате КПД центрального процессора существенно возрос. Быстродействие некоторых моделей машин с такой архитектурой составило от 1 до 3 млн. оп./с.

На всех моделях ЭВМ третьего поколения использовалась архитектура с одним процессором и периферийными процессорами внешних устройств.

Такая многопроцессорная архитектура позволяла реализовать мультипрограммный режим работы: пока одна программа занята вводом/выводом данных, которым управляет периферийный процессор, другая программа занимает центральный процессор, выполняя вычисления.

Благодаря совершенствованию элементной базы и других аппаратных средств на некоторых моделях ЭВМ третьего поколения достигалось быстродействие до 10 млн. оп./с.

Для разделения ресурсов ЭВМ между несколькими выполняемыми программами потребовалось создание специального программного обеспечения: операционной системы (ОС). К разделяемым ресурсам, прежде всего, относятся время работы центрального процессора и оперативная память. Задачи ОС состоит в том, чтобы разные программы, выполняемые одновременно на ЭВМ, не мешали друг другу и чтобы КПД центрального процессора был максимальным, иначе говоря, чтоб ЦП не «простаивал». ОС берёт на себя так же заботу об очерёдности использования несколькими программами общих внешних устройств: внешней памяти, устройств ввода/вывода.

Дата добавления: 2022-01-22; просмотров: 28; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

12 3 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!