Принцип открытой архитектуры компьютера реферат

Обновлено: 06.07.2024

ПЕРСОНАЛЬНЫМ КОМПЬЮТЕРОМ (сокращенно ПК или РС, произносится "пи-си", англ. Реrsonal Сomputer) НАЗЫВАЮТ НЕБОЛЬШУЮ ЭВМ, ОРИЕНТИРОВАННУЮ НА НЕСПЕЦИАЛИСТА В ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКЕ.

До появления персональных компьютеров инженеры, ученые, экономисты, представители других профессий общались с ЭВМ только с помощью посредников- инженеров-системотехников и программистов, поскольку работа на ЭВМ старых типов требовала специальной подготовки. С появлением персональных ЭВМ необходимость в таком посредничестве отпала, так как процесс общения с ЭВМ значительно упростился. Кроме того, произошло снижение их стоимости. В связи с этим, персональные компьютеры стали такими же привычными на рабочих местах инженеров, ученых, секретарей и менеджеров как, например, телефоны.

В конце 70-х годов 20 века получили распространение персональные компьютеры, что послужило причиной снижения спроса на большие ЭВМ и мини-ЭВМ. Мировым лидером в выпуске ЭВМ была фирма IBM (International Business Machines Corporation). Падение спроса на ЭВМ подтолкнуло руководство IBM пойти на эксперимент – разработку и создание персонального компьютера.

В IBM PC изначально была заложена возможность апгрейда (замена отдельных частей на более совершенные) и использование новых устройств. Сборка компьютера из независимо изготовленных частей происходит аналогично детскому конструктору. Кстати, методы сопряжения различных устройств с компьютером IBM PC были также доступны всем желающим и не являлись секретными сведениями.

Вот этот принцип детского конструктора, собственно говоря, и является принципом открытой архитектуры. Благодаря ему, компьютер IBM PC приобрел бешеный успех, но лишил фирму монополии на этот компьютер.

Открытость этого конструктора заключается в том, что все спецификации взаимодействия внешних устройств с контроллерами, а также контроллеров с системной платой и т.д., доступны всем желающим. Поэтому независимые производители могут разрабатывать различные дополнительные устройства, что резко увеличивает популярность компьютера.

Но в наилучшем положении из-за применения принципа детского конструктора оказались пользователи ПК. Выгода пользователей от заложенного в ПК принципа открытой архитектуры состоит в следующем:

Персональные компьютеры обычно проектируются на основе принципа открытой архитектуры.

Принцип открытой архитектуры заключается в следующем:

Регламентируются и стандартизируются только описание принципа действия компьютера и его конфигурация (определённая совокупность аппаратных средств и соединений между ними). Таким образом, компьютер можно собирать из отдельных узлов и деталей, разработанных и изготовленных независимыми фирмами-производителями.
Компьютер легко расширяется и модернизируется за счёт наличия разъемов, в которые пользователь может вставлять разнообразные устройства, и, тем самым устанавливать конфигурацию своей машины в соответствии со своими личными предпочтениями.

Выгоды открытой архитектуры:

Конкуренция между производителями привела к удешевлению компьютерных комплектующих, а значит и самих компьютеров
Появление большого количества компьютерного оборудования позволило покупателям расширить свой выбор, что также способствовало снижению цен на комплектующие и повышению их качества
Модульная структура компьютера и простота сборки позволила пользователям самостоятельно выбирать необходимые им устройства и с легкостью производить их установку, также стало возможным без особых сложностей в домашних условиях собирать и модернизировать свой компьютер
Возможность модернизации привела к тому, что пользователи смогли выбирать компьютер исходя из своих настоящих потребностей и толщины кармана, что опять-таки способствовало все большей популярности персональных компьютеров.

Недостатки:Могут возникнуть проблемы совместимости

ПРЕИМУЩЕСТВА ОТКРЫТОЙ АРХИТЕКТУРЫ ЗАКЛЮЧАЮТСЯ В ТОМ, ЧТО ПОЛЬЗОВАТЕЛЬ ПОЛУЧАЕТ ВОЗМОЖНОСТЬ:

1) ВЫБРАТЬ КОНФИГУРАЦИЮ КОМПЬЮТЕРА. Действительно, если Вам не нужен принтер, или не хватает средств на его приобретение, никто не заставляет Вас его покупать вместе с новым компьютером. Раньше было не так,- все устройства продавались единым комплектом, причем какого-то определенного типа, так, что выбрать или заменить что-то было невозможно.

2) РАСШИРИТЬ СИСТЕМУ, ПОДКЛЮЧИВ К НЕЙ НОВЫЕ УСТРОЙСТВА. Например, накопив денег и купив принтер, Вы легко сможете подключить его к Вашему компьютеру.

3) МОДЕРНИЗИРОВАТЬ СИСТЕМУ, ЗАМЕНИВ ЛЮБОЕ ИЗ УСТРОЙСТВ БОЛЕЕ НОВЫМ. Действительно, не нужно для этого выбрасывать весь компьютер! Достаточно вместо одного устройства подключить другое. В частности, можно заменить материнскую плату, чтобы из компьютера на базе процессора старого типа получить компьютер на базе процессора нового типа.

Понятие и структура открытой архитектуры в ЭВМ, ее основные элементы и их назначение. Достоинства и преимущества систем, строящихся на принципах открытой архитектуры. Порядок и этапы взаимодействия открытых архитектур вычислительной сети между собой.

Рубрика	Программирование, компьютеры и кибернетика
Вид	реферат
Язык	русский
Дата добавления	25.01.2010
Размер файла	8,7 K

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Открытая архитектура в ЭВМ

Открытая архитектура в ЭВМ - это архитектура ЭВМ или периферийного устройства, на которую опубликованы спецификации, что позволяет другим производителям разрабатывать дополнительные устройства к системам с такой архитектурой.

Работа над первым персональным компьютером была закончена в 1981 году компанией IBM, и в то время IBM не придавала особого значения ПК, используя много чужих компонентов, например, операционную систему DOS от Microsoft и процессор от Intel. Ни эти компоненты, ни система ввода-вывода не были лицензированы, что в дальнейшем позволило множеству сторонних фирм, пользуясь опубликованными спецификациями, забрать у IBM огромную долю рынка персональных компьютеров.

Сегодня в основе ПК лежит открытая архитектура-то есть способ построения, регламентирующий и стандартизирующий только описание принципа действия компьютера и его конфигурации, что позволяет собирать его из отдельных узлов и деталей, разработанных и изготовленных независимыми фирмами-производителями. Принцип открытой архитектуры также предусматривает наличие в компьютере внутренних слотов расширения. ПК легко расширяется и модернизируется с использованием этих гнезд, к которым пользователь может подключать разнообразные устройства, удовлетворяющие заданному стандарту, и тем самым конфигурировать свою машину в соответствии с личными предпочтениями.

Для того чтобы соединить друг с другом различные устройства компьютера, они должны иметь одинаковый интерфейс (англ. interface от inter - между и face - лицо). Интерфейс - это средство сопряжения двух устройств, в котором все физические и логические параметры согласуются между собой. Если интерфейс является общепринятым, например, утвержденным на уровне международных соглашений, то он называется стандартным.

Каждый из функциональных элементов, таких как память, монитор или другое устройство, связан с шиной определенного типа - адресной, управляющей или шиной данных. Для согласования интерфейсов периферийные устройства подключаются к шине не напрямую, а через свои контроллеры или адаптеры и порты. контроллеры и адаптеры представляют собой наборы электронных цепей, которыми снабжаются устройства компьютера с целью достижения совместимости их интерфейсов. Контроллеры, кроме того, осуществляют непосредственное управление периферийными устройствами по запросам микропроцессора.

Достоинства и преимущества систем, строящихся на принципах открытой архитектуры

Экономический аспект

Открытая архитектура позволяет строить и модернизировать системы наиболее экономичным способом. Источники экономической эффективности состоят:

· в отсутствии необходимости разработки дополнительных интерфейсов к программным и аппаратным средствам;

· в возможности повторного использования компьютерных программ при переходе с одной платформы на другую.

Инновационный аспект

Важнейшим аспектом принципа открытой архитектуры является ее инновационный характер. без использования перспективных стандартов невозможен выпуск конкурентосопособной компьютерной и телекоммуникационной продукции.

Новые протоколы передачи данных и аппаратные решения базируются на общепринятых стандартах с опубликованными спецификациями. Это делает простым их внедрение, а также замещение ими устаревших продуктов.

Взаимодействие открытых систем

Для того чтобы обеспечить возможность работы в единой сети разнородным ЭВМ, построенным на различных платформах и работающим под различными операционными системами, необходимо было разработать идеологию взаимодействия ЭВМ. Она получила название архитектуры открытых систем.

При реализации сетей, как правило, используются стандартные протоколы. Это могут быть фирменные, национальные или международные стандарты. Для единого представления данных в линиях связи, по которым передается информация, сформирована международная организация по стандартизации (англ. ISO - International Standards Organization). Цель ISO - разработка модели международного коммуникационного протокола, в рамках которого можно разрабатывать международные стандарты.

Архитектура вычислительной сети - это описание ее общей модели. Многообразие производителей вычислительных сетей и сетевых программных продуктов поставило проблему объединения сетей различных архитектур. Для ее решения в 1984 году ISO была разработана базовая модель взаимодействия открытых систем - OSI.

Эта модель, часто называемая моделью архитектуры открытых систем, является международным стандартом для передачи данных.

OSI служит базой для производителей при разработке совместимого сетевого оборудования. Эта модель не является неким физическим телом, отдельные элементы которого можно осязать. Она устанавливает способы передачи данных по сети, определяет стандартные протоколы, используемые сетевым и программным обеспечением. Модель представляет собой самые общие рекомендации для построения совместимых сетевых программных продуктов. Эти рекомендации должны быть реализованы как в аппаратуре, так и в программных средствах вычислительных сетей.

Подобные документы

Понятие, сущность, назначение, структура и принципы архитектуры ЭВМ. Основополагающие принципы логического устройства ЭВМ и ее структура по фон Нейману. Основные методы классификации компьютеров. Характерные особенности архитектуры современных суперЭВМ.

реферат [103,3 K], добавлен 26.03.2010

Исторические предшественники компьютеров. Появление первых персональных компьютеров. Концепция открытой архитектуры ПК. Развитие элементной базы компьютеров. Преимущества многопроцессорных и многомашинных вычислительных систем перед однопроцессорными.

курсовая работа [1,7 M], добавлен 27.04.2013

Недостатки современных методов проектирования аппаратно-программных систем. Программа схемной эмуляции "Пульс" и ее преимущества. Сравнительный анализ архитектуры потоковой суперЭВМ, построенной на принципах схемной эмуляции, с известными архитектурами.

статья [1,2 M], добавлен 31.10.2011

лекция [322,9 K], добавлен 22.10.2014

Изучение внутренней и внешней архитектуры персонального компьютера. Логическая организация и структура аппаратных и программных ресурсов вычислительной системы. Описание различных компонентов ПК. Принципы их взаимодействия, функции и характеристики.

контрольная работа [33,0 K], добавлен 15.06.2014

Системный блок компьютера и средства манипулирования. Архитектура фон Неймана. Архитектура компьютера разных поколений: на электронных лампах, на транзисторах, на интегральных схемах, на сверхбольших интегральных схемах. Принцип открытой архитектуры.

реферат [31,2 K], добавлен 05.07.2014

История персональной вычислительной техники, классификация ПЭВМ. Принципы фон Неймана. Разработка первых персональных компьютеров фирмы IВМ. Концепция "открытой архитектуры". IBM PS/2 и IBM-совместимые 386-е. Использование нового микропроцессора у ПК.

В понимании компьютера для его работы необходимы программы, так и в данном реферате основная практическая часть ложиться на примеры написания простейших программ, их структура, правильность и последовательность.
В качестве основных источников для написания реферата брались материалы из сети интернет, так же использовались материалы из учебников курса "Информатики" и электронные носители с обучающей программой.

Содержание

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

Прикрепленные файлы: 1 файл

Реферат по информатике Вуколов 30107113.docx

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

БЕЛОРУССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

по курсу: информационные технологии.

Понятие персонального компьютера. Принцип открытой архитектуры.

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

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

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

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

Понятие персонального компьютера. Принцип открытой архитектуры.

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

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

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

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

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

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

Принцип открытой архитектуры.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Микропроцессор обменивается информацией с внешними устройствами через системную шину.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Условные, логические операторы.

Для Pascal Object

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

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

Краткая форма оператора If (If-Then).

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

Описание работы краткой формы оператора If:

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

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

Пример программы с краткой формой оператора If.

Var A, B: Integer;

Writeln ('введите значение А');

Writeln ('A=' , A, 'B=' , B);

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

Персональным компьютером (ПК) называют сравнительно недорогой универсальный микрокомпьютер, рассчитанный на одного пользователя. Персональные компьютеры обычно проектируются на основе принципа открытой архитектуры

Принцип открытой архитектуры заключается в следующем:

Регламентируются и стандартизируются только описание принципа действия компьютера и его конфигурация (определенная совокупность аппаратных средств и соединений между ними). Таким образом, компьютер можно собирать из отдельных узлов и деталей, разработанных и изготовленных независимыми фирмами-изготовителями .
Компьютер легко расширяется и модернизируется за счёт наличия внутренних расширительных гнёзд, в которые пользователь может вставлять разнообразные устройства, удовлетворяющие заданному стандарту, и тем самым устанавливать конфигурацию своей машины в соответствии со своими личными предпочтениями.

Для того, чтобы соединить друг с другом различные устройства компьютера, они должны иметь одинаковый интерфейс (англ . interface от inter — между, и face — лицо)

Интерфейс — это средство сопряжения двух устройств, в котором все физические и логические параметры согласуются между собой

Если интерфейс является общепринятым, например, утверждённым на уровне международных соглашений, то он называется стандартным

Каждый из функциональных элементов (память, монитор или другое устройство) связан с шиной определённого типа — адресной, управляющей или шиной данных

Для согласования интерфейсов периферийные устройства подключаются к шине не напрямую, а через свои контроллеры (адаптеры) и порты примерно по такой схеме:

Контроллеры и адаптеры представляют собой наборы электронных цепей, которыми снабжаются устройства компьютера с целью совместимости их интерфейсов. Контроллеры, кроме этого, осуществляют непосредственное управление периферийными устройствами по запросам микропроцессора

Читайте также: