Архивы рубрики: Документация

Архитектура и структура компьютера ЭВМ

Структура — это состав элементов и узлов ПК и связи между ними.
Архитектура — этосовокупность характеристик и свойств структуры и программных средств с точки зрения пользователя. Т.е. архитектура ПК связана с особенностью его построения и функционирования как аппаратно-программного комплекса.
С целью унификации и упрощения задач управления и обслуживания ПК его аппаратные и программные средства компонуются в виде отдельных модулей.
Компьютер состоит из центральной части (одного или нескольких процессоров, выполняющих преобразование информации, и оперативной памяти), средств связи (каналов) и периферийных устройств (устройств ввода-вывода, отображения и запоминания информации).
Каждая из этих частей может содержать:
аппаратные средства — электронные узлы и блоки, реализованные с использованием электронных микросхемы малой, средней, большой и сверхбольшой интеграции (МИС, СИС, БИС, СБИС), электрические и механические узлы (устройства, разъемы);
микропрограммные средства — записанные в постоянную память программы управления передачей команд и данных в различных узлах ПК;
программные средства — системные программы, операционные системы среды, различные утилиты, прикладные программы.

Так, в настоящее время семейство ПК IBM включает более 200 модулей объединяемых в единое целое системой шин (магистралей).
Основная задача шин — объединить в единую систему разнообразную номенклатуру модулей, обеспечив их высокопроизводительную надлежащую работу. Под надлежащей работой следует понимать выполнение условий:
открытости (возможность расширять и модернизировать);
совместимости (взаимозаменяемость);
однотипности;
гибкости (возможность подключения различных подсистем);
надежности;
ремонтопригодности;
эффективности (экономическая целесообразность) и др. общесистемных требований.

Эффективная работа ПК связана с надлежащим согласованием между микропроцессором, памятью и коммуникационными магистралями.
Современная типовая структура системы шип в ПК IBM PC AT включает:
локальную шину (L — Local bus), к которой подключается микропроцессор;
локальную шину памяти (М — Memory bus), к которой подключается оперативная память;
системную шину (S — System bus), связывающую работу всех модулей компьютера в единое целое;

— внешнюю (периферийную) шину (X — external bus), связанную с периферийными модулями.

 

Аппаратные средства компьютера

Введение. Темпы развития научных достижений, творческий характер деятельности человека значительно возросли с появлением и широким использованием компьютеров.

Компьютеризация общества поставила новые задачи в области образования. Сформировалось новое направление — информатика, на долю которого выпало научное обоснование законов создания и обработки информации с использованием компьютеров. Ядро информатики содержит три неразрывно связанные части: алгоритмические, программные и аппаратные.
Этими вопросами в определенной степени должны владеть специалисты всех специальностей. При этом необходимо знание основ вычислительной математики, общих вопросов алгоритмизации, языков программирования, в том числе программирование на ассемблере, пакетов программ Microsoft Office и других прикладных программ.

Современные компьютеры представляют собой сложный комплекс аппаратных и программных средств (Hardware и Software).
Компьютеры можно классифицировать по различным признакам: функциональному назначению; производительности; структуре и т.д.

Можно выделить следующие классы компьютеров:

1. Микро-ЭВМ – предназначены для обработки разнообразной информации и отличаются исключительно малыми габаритами, низкой стоимостью и малым потреблением энергии. Бывают встроенные, которые не содержат устройств связи с пользователем, и автономные которые оснащены периферийными устройствами.
2. Персональные компьютеры – это компьютеры, ориентированные на работу в диалоговом режиме с одним пользователем (либо в составе сети).
3. Управляющие компьютеры – это компьютеры предназначены для управления сложными объектами в реальном масштабе времени (технологические линии, станки, спутники и т.д.).
4. Мини – ЭВМ –это компьютеры, ориентированные для работы в диалоговом режиме с несколькими пользователями так и для управления объектами.
5. Компьютеры общего назначения (универсальные) – для выполнения сложных программ в многозадачном режиме.
6. Суперкомпьютеры — компьютеры очень высокой производительности (свыше 109 оп/сек.) это, как правило, многопроцессорные ЭВМ с интеллектуальными терминалами.

Вычислительная техника бурно развивается, сменяются поколения ЭВМ (1-6) появляются новые типы ЭВМ (нейрокомпьютеры), используются новые технологии, существенно улучшаются характеристики ЭВМ связанные с быстродействием, объемом памяти (оперативной и внешней), расширяется номенклатура внешних устройств и т.д. Упрощается процесс диалога между пользователем и ЭВМ. Все больше расширяется номенклатура пакетов прикладных для самых разнообразных предметных областей применения.

Мы будем рассматривать вопросы, связанные с использованием наиболее широкого класса персональных компьютеров разработанных фирмой IBM PC/AT (International Business Machines – международная фирма ЭВМ; PC — Personal Computer — ПК; AT- Advanced Technology- перспективные технологии).

Отличительные особенности ПК:
развитый интерфейс, обеспечивающий диалог с непрофессиональным пользователем;
широкая номенклатура аппаратных средств и программных продуктов прикладного характера для различных областей применения позволяющая компоновать конфигурацию ПК с учетом требований заказчика;
малогабаритные сменные накопители информации большой емкости;
малые габариты, вес, энергопотребление, стоимость, простота эксплуатации и др.

 

Оптимальный процесс

Оптимальный процесс ( англ. optimal process , нем. optimaler Prozess m, optimaler Vorgang m ) — процесс, который обеспечивает наилучшие (оптимальные) показатели (продукции, режимных параметров, энергопотребления, экологических параметров и т.п.).

Достигается применением адаптивных систем управления, которые способны автоматически изменять алгоритм управления, свои характеристики и структуру.

Оптимальный процесс — это объект управления в

оптимальных системах автоматического управления.

 

Оптимальное планирование

Оптимальное планирование ( англ. optimum planning ; нем. Bestplanung f ) —

1) При решении экономических задач — планирование, основанное на экстремальных методах. Оптимальное планирование позволяет выбрать такой вариант экономического плана, который обеспечивает максимальный эффект при минимальных затратах материальных, трудовых и финансовых ресурсов. В каждом конкретном случае оптимальное планирование осуществляют по данным оптимальности критерием. Оптимальное планирование осуществляют с помощью методов математического программирования, в основе которого лежат соответствующие математические приемы нахождения оптимальных значений основных показателей. При оптимальном планировании используют теорию массового обслуживания , теории игр и т.п..

2) При решении технологических задач — планирование эксперимента для поиска оптимальных условий протекания процесса.

 

Оптимальность

Оптимальность — свойство, при которой обеспечивается наибольшая соответствие данному заданию, условиям и т.п..
Касательный термин

ОПТИМАЛЬНЫЙ, ( англ. optimum, optimal ; нем. optimal ) — лучший из возможных вариантов чего, наиболее соответствующий данному заданию, условиям. Напр., Оптимальная бугорчатость горных пород — средний размер кусков породы, обеспечивающие максимальную производительность погрузочного и транспортного оборудования или соответствующий минимуму затрат по законченному производственному циклу. Оптимальные разрезы — значения размеров или конструкции технологического элемента,

обусловленные специальным расчетом на достижение максимального производственного эффекта, минимальных трудовых или денежных затрат и др.. критерия.

 

Оптимизация

Оптимизация ( англ. optimisation, нем. Optimierung f ) — процесс предоставления чем-выгодных характеристик, соотношения (например, оптимизация производственных процессов и производства). Задача оптимизации сформулирована, если заданы: критерий оптимальности (экономическое — подобное; технологические требования — выход продукта, содержание примесей в нем и проч.) параметры, варьируются (например, температура, давление, величины входных потоков в процессах переработки горной и др.. сырья), изменение которых позволяет влиять на эффективность процесса; математическая модель процесса; ограничения, связанные с экономическими и конструктивными условиями, возможностями аппаратуры, требованиями взрывобезопасности и др..

Методы оптимизации

Методы оптимизации делятся на прямые и итерационные. Оптимизация заключается в нахождении наилучшего варианта. Методы оптимизации применяются к поиску расчета оптимальной технологии, оптимальной геометрической конструкции, лучшего времени для технологических процессов и подобных задач. Примером метода опимизации является итерационный метод Ньютона. Различают: задачи безусловной оптимизации, задачи условной оптимизации, задачи математического программирования, задачи выпуклого программирования, численные методы оптимизации.