1. ЛЕКЦІЯ 2
ФОРМУВАННЯ ТА РОЗВИТОК
ІНФОРМАТИКИ.
АРХІТЕКТУРА ОБЧИСЛЮВАЛЬНИХ
СИСТЕМ
2. ПЛАН
1. Поняття обчислювальної техніки та
обчислювальної системи.
2. Комп’ютери з архітектурою фон Неймана.
3. Потужність сучасного комп’ютера.
4. Класифікація комп’ютерів.
3. ОБЧИСЛЮВАЛЬНА ТЕХНІКА
Сукупність
пристроїв, що
призначені для
автоматичної або
автоматизованої
обробки
інформації
5. ФУНКЦІОНАЛЬНІ БЛОКИ ЕОМ
Пристрої Пристрої Пристрої
вводу/виводу збереження обробки
інформації інформації інформації
Керуючі пристрої
6. ОСНОВНІ ПРИНЦИПИ ФОН НЕЙМАНА
Принцип двійкового кодування. Інформація представлена у
двійковому коді (є імпульс – «0», немає імпульсу – «1»).
Принцип програмного керування. Робота на комп’ютері
здійснюється за допомогою програм. Програма складається з набору
команд, які в певній послідовності виконуються процесором.
Принцип однорідності пам’яті. Програми і дані зберігаються в одній
пам’яті, тому комп’ютер не розрізняє, що знаходиться у комірці пам’яті:
число, текст або команда.
Принцип адресності. Пам’ять комп’ютера складається з
пронумерованих комірок. Процесор в будь який момент може
звернутися до любої комірки за заданою адресою.
7. СУЧАСНИЙ КОМП’ЮТЕР
Це технічний пристрій, який після
введення в пам’ять початкових
даних у вигляді двійкових цифр
та програми їхньої обробки, що
також представлена двійковими
цифрами, здатен автоматично
здійснити обчислювальний
процес, заданий програмою, і
видати готові результати
розв’язання задачі у формі, яка є
прийнятною для користувача
8. ЯКІСНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ КОМП’ЮТЕРА
Кількість
периферійних
пристроїв
вводу/виводу, які
можна одночасно
під'єднати до
комп’ютера
Кількість
команд, що
комп’ютер
здатен розуміти
Швидкодія процесора
(кількість операцій за
одиницю часу)
9. I ПОКОЛІННЯ (1945-1955)
• На електронних лампах
• Швидкодія 10-20 тис. операцій за секунду
• Надвеликі габарити, вага та споживання електроенергії
• Для вводу інформації використовують перфострічки та перфокарти
• Для виведення інформації використовують матричний принтер
• Немає програмного забезпечення, для кожної задачі створюється своя програма
• Вартість – 500/700 тис. дол
Перший в світі
програмований електронний
комп’ютер важив 30 тонн і
складався з 18 тисяч
електронних ламп
10. ЕНІАК (1946)
Electronic Numerical Integrator And Computer
Дж. Моучлі та П. Екерт
Найперший комп'ютер загального призначення
на електронних лампах:
• довжина 26 м, вага 35 тон
• додавання – 1/5000 сек, ділення – 1/300 сек
• десятична система числения
• 10-разрядні числа
11. КОМП'ЮТЕРИ С.О.ЛЕБЕДЕВА
1951. МЕОМ – мала
електронно-обчислювальна
машина
6 000 електронних ламп
3 000 операцій за секунду
двійкова система
1952. ВЕОМ – велика
електронно-обчислювальна
машина
5 000 електронних ламп
10 000 операцій за секунду
12. II ПОКОЛІННЯ (1955-1965)
на напівпровідникових транзисторах
10-200 тис. операцій за секунду, оперативна пам’ять
до 100 Кілобайт
найперші мови програмування: Фортран (1957),
Алгол (1959)
для вводу і збереження інформації використовують
магнітні стрічки та барабани
для виведення інформації використовують монітори
Вартість – порядку 100 тис. дол.
13. II ПОКОЛІННЯ (1955-1965)
1953-1955. IBM 604, IBM 608, IBM 702
1965-1966. ВЕОМ-6
60 000 транзисторів
200 000 діодів
1 млн. операцій
за секунду
пам'ять – магнітна
стрічка, магнітний
барабан
працювали до 90-х рр.
14. III ПОКОЛІННЯ (1965-1980)
на інтегральних мікросхемах - чіпах
(чіп - це пристрій, що містить в собі тисячі
транзисторів та інші елементи як єдине ціле (без
зварювання чи паяння);
швидкодія до 1 млн. операцій за секунду;
оперативна пам'ять – сотні Кбайт;
для вводу та збереження інформації використовують
магнітні диски, стрічки та барабани;
для виведення інформації використовують монітори,
принтери;
з’являється єдина архітектура комп’ютерів та сумісні
між собою програми, впроваджуються прикладні
програми;
Вартість – до 50 тис. дол.
15. МЕЙНФРЕЙМИ IBM
Великі універсальні комп'ютери
1964. IBM/360 фірми IBM.
• кеш-пам'ять
• конвеєрна обробка
команд
• операційна система
OS/360
• 1 байт = 8 біт (а не 4 або 6)
• розподіл часу
1970. IBM/370
1990. IBM/390
дисковод принтер
16. КОМП'ЮТЕРИ ЕС ЕВМ (СССР)
1971. ЕС-1020
• 20 тис. оп/c
• пам'ять 256 Кб
1977. ЕС-1060
• 1 млн. оп/c
• память 8 Мб
1984. ЕС-1066
• 5,5 млн. оп/с
• пам'ять 16 Мб
магнітні стрічки принтер
17. МІНІКОМП'ЮТЕРИ
Серія PDP фірми DEC
• менша ціна
• спрощене програмування
• графічний екран
СМ ЕВМ – система малих
машин (СССР)
• до 3 млн. оп/c
• пам'ять до 5 Мб
18. МІКРОПРОЦЕСОРИ
1971. Intel 4004
• 4-бітні дані
• 2250 транзисторів
• 60 тис. операцій в секунду
1974. Intel 8080
• 8-бітні дані
• ділення чисел
19. IV ПОКОЛІННЯ (З 1980 ПО …)
комп'ютери на великих
інтегральних схемах (БІС, СБІС)
суперкомп'ютери
персональні комп'ютери
поява користувачів-непрофесіоналів,
необхідність «дружнього» інтерфейсу
більше 1 млрд. операцій в секунду
оперативна пам'ять – до кількох гігабайт
багатопроцесорні системи
комп'ютерні сітки
мультимедіа (графіка, анімація, звук)
22. V ПОКОЛІННЯ
Розробка наступних поколінь комп’ютерів базується
на використанні оптоелектронних принципів (лазери,
голографія).
Комп’ютери інтелектизуються,
зменшується бар’єр між людиною та технікою,
інформація сприймається з рукописних та друкованих
текстів,
голосу, символів,
дотиків (застосування
інтелектуального
інтерфейсу).
Просувається напрямок
до децентралізації
обчислень за допомогою
комп’ютерних мереж.
23. Класифікація за
експлуатацією
Універсальні Спеціалізовані
комп’ютери комп’ютери
24. Універсальні комп’ютери
спроможні вирішувати
широкий клас задач
користувача (текст, графіка,
музика, відео) в офісі,
навчальній лабораторії,
вдома
Спеціалізовані комп’ютери
призначені для вирішення
вузького кола задач чи однієї
задачі і функціонування у
спеціальних умовах
(літакобудування,
автомобілебудування,
космічні станції)
Спеціальні можливості комп'ютерів - спеціальні пристрої, які
підвищують загальнодоступність комп'ютерів
25. Класифікація за
призначенням
Суперкомп’ютери
Main Frame
Міні комп’ютери
Мікрокомп’ютери (ПК)
26. Суперкомп’ютери – являють собою
багатопроцесорні та багатомашинні
комплекси, що базуються на спільній
пам’яті та спільних зовнішніх пристроях
27. Мейн Фрейми (Main Frame) – це комп'ютери, створені
для обробки великих об'ємів інформації.
Відрізняються високою надійністю, високою
швидкодією, до них можуть приєднуватися тисячі ПК
(висока пропускна здатність каналів вводу – виводу)
28. Міні комп’ютери – термін, поширений у 1960-
1980-х роках, щодо класу комп'ютерів, розміри яких
варіювалися від шафи до невеликої кімнати. З кінця
80х років повністю витіснені ПК, які мали назву
«мікрокомп'ютери» в рамках старої класифікації
30. Настільні ПК подібні
до конструктора.
У портативних
Всі пристрої є
комп’ютерах всі
окремими
основні пристрої
модулями, які легко
містяться в одному
збираються і
корпусі. Мають
заміняються. Але
невелику вагу і є
такі комп’ютери
досить зручними
мають стаціонарно
для сучасних умов
стояти у
визначеному місці
31. КЛАСИФІКАЦІЯ ПОРТАТИВНИХ КОМП’ЮТЕРІВ
Ноутбуки Нетбуки Субноутбуки
Планшетні Кишенькові
Інтернет
персональні Персональні
планшети iPad
комп'ютери Комп'ютери
Пристрої для
Мультимедійні
читання
Смартфони смартфони
електронних
iPhone
книг e-Book
32. НОУТБУК
Ноутбук – це портативний
персональний комп'ютер, в
корпусі якого містяться базові
компоненти комп’ютера,
дисплей, клавіатура, сенсорна
панель – тачпад (TouchPad), а
також акумуляторні батареї.
Ноутбук може живитися як від
власних акумуляторів так і від
адаптера мережі
33. НЕТБУК
Нетбук – це невеликий
ноутбук, що призначений для
виходу в Інтернет і роботи з
офісними програмами.
Відрізняється компактними
розмірами, невеликою вагою,
низьким енергоспоживанням і
порівняно невисокою
вартістю.
34. СУБНОУТБУК
Субноутбук – це ультра
портативний
комп’ютер, гібрид
ноутбука і нетбука, що
має маленький розмір,
вагу і більшість
характерних рис
звичайного ноутбука
35. Планшети
(корпуси тер
невеликої (планшетний персональний
товщини, в які
вмонтовані комп'ютер, англ. tablet РС) –
сенсорні дисплеї клас ноутбуків, обладнаних
планшетним пристроєм
рукописного введення,
об'єднаним з екраном
Клавіатурні
планшетники або
«трансформери»,
що є
повноцінними
клавіатурними
ноутбуками, в
яких дисплей
може повертатися
і закривати собою
клавіатуру
36. Кишеньковий комп'ютер Застосування: читання
(Кишеньковий книг; GPS (глобальна
Персональний Комп'ютер, система позиціонування);
КПК, а також: ручний щоденник, розклад,
комп'ютер, надолонний нагадування; звуковий
комп'ютер, надолонник, програвач; диктофон;
палмтоп) – збірна назва набір текстів; вихід в
класу портативних Інтернет; ігри; фотоапарат,
електронних відеокамера; функція
обчислювальних телефону
пристроїв, спочатку
запропонованих до
використання як
електронні органайзери
37. СМАРТФОН (SMARTPHONE) (РОЗУМНИЙ
ТЕЛЕФОН)
Смартфон (розумний телефон) –
це мобільний телефон з
розширеною функціональністю, в
деяких моделях функціональність
є наближеною до КПК. У зв'язку з
тим, що деякі смартфони дуже
вдало суміщають в собі
функціональність мобільного
телефону і КПК, для позначення
подібних пристроїв часто
використовується термін
«комунікатор».
38. Мультимедійний
смартфон (iPhone)
iPhone – мультимедійні
смартфони, що
розроблені корпорацією
Apple. Смартфони
суміщають в собі
функціональність
плеєра iPod,
комунікатора та
Інтернет планшету
39. КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ
1. Класифікація комп’ютерів за призначенням?
2. З якою метою створюють супер комп’ютери?
3. До якого типу відносяться персональні комп’ютери учбової лабораторії ?
4. Переваги та недоліки стаціонарних комп’ютерів?
5. Основні функції пристрою E-book?
6. Які комп’ютери називають «комунікаторами»?
7. Типи планшетних комп’ютерів?
8. Основне призначення нетбуків?
9. Що називається «обчислювальною технікою»?
10. Що є центральним пристроєм обчислювальної системи?
11. Які основні функціональні блоки мають бути у комп’ютері?
12. Основні принципи функціонування комп’ютера?
13. Що декларує «принцип програмного керування»?
14. Які комп’ютери називають «комп’ютери з архітектурою фон Неймана»?
15. Визначення поняття «комп’ютер»?
16. За якими показниками можна визначити потужність комп’ютера?
