Презентация Техническое обеспечение ИС

Презентация Техническое обеспечение ИС


Предлагаем ознакомиться с содержанием и скачать для редактирования или печати презентацию «Техническое обеспечение ИС», содержащую 102 слайда и доступную в формате ppt. Размер файла доклада составляет 3.02 MB

Просмотреть и скачать

Слайды и текст этого доклада

Компьютер как средство обработки информации
Рис.1 Компьютер как средство обработки информации
Принципы Джон фон Неймана (опубликованы в 1945г. ):
Рис.2 Принципы Джон фон Неймана (опубликованы в 1945г. ):
Универсальная ЭВМ по фон Нейману
Рис.3 Универсальная ЭВМ по фон Нейману
Классификация ЭВМ По принципу действия По поколениям на основе элементной базы По назначению По прои
Рис.4 Классификация ЭВМ По принципу действия По поколениям на основе элементной базы По назначению По производительности и характеру использования
Классификация по принципу действия
Рис.5 Классификация по принципу действия
Аналоговые ЭВМ
Рис.6 Аналоговые ЭВМ
По поколениям на основе элементной базы Первое поколение (электронные лампы) Второе поколение (транз
Рис.7 По поколениям на основе элементной базы Первое поколение (электронные лампы) Второе поколение (транзисторы) Третье поколение (интегральные микросхемы) Четвертое поколение (большие интегральные схемы) Пятое поколение – проект (на основе нечеткой логики)
Поколения ЭВМ Первое поколение построено на электронных лампах
Рис.8 Поколения ЭВМ Первое поколение построено на электронных лампах
Поколения ЭВМ Логический элемент (ячейка) ЭВМ Урал -1
Рис.9 Поколения ЭВМ Логический элемент (ячейка) ЭВМ Урал -1
ЭВМ первого поколения Урал-1
Рис.10 ЭВМ первого поколения Урал-1
Поколения ЭВМ Второе поколение построено на транзисторах (полупроводниковых аналогах ламп)
Рис.11 Поколения ЭВМ Второе поколение построено на транзисторах (полупроводниковых аналогах ламп)
ЭВМ второго поколения БЭСМ-6
Рис.12 ЭВМ второго поколения БЭСМ-6
ЭВМ третьего поколения Урал-14 Третье поколение построено на микросхемах
Рис.13 ЭВМ третьего поколения Урал-14 Третье поколение построено на микросхемах
ЭВМ третьего поколения ЕС-1020
Рис.14 ЭВМ третьего поколения ЕС-1020
ЭВМ третьего поколения ЕС-1035
Рис.15 ЭВМ третьего поколения ЕС-1035
ЭВМ четвертого поколения На больших микросхемах, содержащих десятки-сотни миллионов логических элеме
Рис.16 ЭВМ четвертого поколения На больших микросхемах, содержащих десятки-сотни миллионов логических элементов
Общие черты ЭВМ элементной базы первых четырех поколений Реле
Рис.17 Общие черты ЭВМ элементной базы первых четырех поколений Реле
Общие черты ЭВМ элементной базы первых четырех поколений Электронная лампа
Рис.18 Общие черты ЭВМ элементной базы первых четырех поколений Электронная лампа
Общие черты ЭВМ элементной базы первых четырех поколений Транзистор
Рис.19 Общие черты ЭВМ элементной базы первых четырех поколений Транзистор
ЭВМ пятого поколения Построены на принципах нечеткой логики Логический элемент компьютера может нахо
Рис.20 ЭВМ пятого поколения Построены на принципах нечеткой логики Логический элемент компьютера может находиться более чем двух устойчивых состояниях Ориентированы на обработку знаний, а не данных
Классификация по назначению Универсальные ЭВМ Проблемно-ориентированные ЭВМ Специализированные ЭВМ
Рис.21 Классификация по назначению Универсальные ЭВМ Проблемно-ориентированные ЭВМ Специализированные ЭВМ
Универсальные ЭВМ Высокая производительность Разнообразие форм обрабатываемых даны при большом диапа
Рис.22 Универсальные ЭВМ Высокая производительность Разнообразие форм обрабатываемых даны при большом диапазоне их изменения и высокой точности их представления Обширная номенклатура выполняемых операций (как арифметических, так и логических) Большая емкость оперативной памяти Развитая организация системы ввода-вывода информации, обеспечивающая подключение разнообразных устройств.
Проблемно-ориентированные ЭВМ служат для решения более узкого круга задач, связанных, как правило, с
Рис.23 Проблемно-ориентированные ЭВМ служат для решения более узкого круга задач, связанных, как правило, с управлением технологическими объектами, регистрацией, накоплением и обработкой относительно небольших объемов данных, выполнением расчетов по относительно несложным алгоритмам. Они обладают ограниченными по сравнению с универсальными ЭВМ аппаратными и программными ресурсами.
Специализированные ЭВМ Специализированные ЭВМ используются для решения узкого круга задач или реализ
Рис.24 Специализированные ЭВМ Специализированные ЭВМ используются для решения узкого круга задач или реализации строго определенной группы функций. Такая узкая ориентация ЭВМ позволяет четко специализировать их структуру, существенно снизить их сложность и стоимость при сохранении высокой производительности и надежности работы.
Классификация По производительности и характеру использования микрокомпьютеры, в том числе — персона
Рис.25 Классификация По производительности и характеру использования микрокомпьютеры, в том числе — персональные компьютеры; миникомпьютеры; мэйнфреймы (универсальные компьютеры); суперкомпьютеры.
Микрокомпьютеры — это компьютеры, в которых центральный процессор выполнен в виде микропроцессора.
Рис.26 Микрокомпьютеры — это компьютеры, в которых центральный процессор выполнен в виде микропроцессора.
Миникомпьютерами и суперминикомпьютерами называются машины, конструктивно выполненные в одной стойке
Рис.27 Миникомпьютерами и суперминикомпьютерами называются машины, конструктивно выполненные в одной стойке, т. е. занимающие объём порядка половины кубометра.
Мэйнфреймы предназначены для решения широкого класса научно-технических задач и являются сложными и
Рис.28 Мэйнфреймы предназначены для решения широкого класса научно-технических задач и являются сложными и дорогими машинами. Их целесообразно применять в больших системах при наличии не менее 200 — 300 рабочих мест (IBM z900).
Суперкомпьютеры — это компьютеры с производительностью свыше 100 мегафлопов (1 мегафлоп — миллион оп
Рис.29 Суперкомпьютеры — это компьютеры с производительностью свыше 100 мегафлопов (1 мегафлоп — миллион операций с плавающей точкой в секунду). Они называются сверхбыстродействующими. Эти машины представляют собой многопроцессорные и (или) многомашинные комплексы, работающие на общую память и общее поле внешних устройств. Суперкомпьютеры — это компьютеры с производительностью свыше 100 мегафлопов (1 мегафлоп — миллион операций с плавающей точкой в секунду). Они называются сверхбыстродействующими. Эти машины представляют собой многопроцессорные и (или) многомашинные комплексы, работающие на общую память и общее поле внешних устройств. Суперкомпьютеры построены на принципах параллелизма и конвейеризации вычислений. BlueGene/L System, 478,2 TFlop/s, 294,912- процессоров, 72-системные стойки
Персональный компьютер. Понятие архитектуры. Архитектурой компьютера называется его описание на неко
Рис.30 Персональный компьютер. Понятие архитектуры. Архитектурой компьютера называется его описание на некотором общем уровне, включающее описание пользовательских возможностей программирования, системы команд, системы адресации, организации памяти и т. д. Архитектура определяет принципы действия, информационные связи и взаимное соединение основных логических узлов компьютера: процессора, оперативного ЗУ, внешних ЗУ и периферийных устройств.
Архитектура ПК
Рис.31 Архитектура ПК
Шина Шина это электронное устройство обеспечивающее бесконфликтный обмен данными адресами и командам
Рис.32 Шина Шина это электронное устройство обеспечивающее бесконфликтный обмен данными адресами и командами между отдельными устройствами компьютера. Шина состоит из шины данных, шины адресов, шины управления Шина разделяется на системную и шину расширений
Основные характеристики шины Разрядность шины Тактовая частота шины Архитектура шины (Chipset)
Рис.33 Основные характеристики шины Разрядность шины Тактовая частота шины Архитектура шины (Chipset)
Техническое обеспечение ИС, рис. 34
Рис.34
Chipset Intel p965
Рис.35 Chipset Intel p965
Техническое обеспечение ИС, рис. 36
Рис.36
Материнская плата
Рис.37 Материнская плата
Техническое обеспечение ИС, рис. 38
Рис.38
Техническое обеспечение ИС, рис. 39
Рис.39
Техническое обеспечение ИС, рис. 40
Рис.40
Сетевой контроллер
Рис.41 Сетевой контроллер
Интегрированная звуковая подсистема
Рис.42 Интегрированная звуковая подсистема
Техническое обеспечение ИС, рис. 43
Рис.43
Процессор ПК Основные производители Intel, AMD Основные характеристики: Архитектура процессора Такто
Рис.44 Процессор ПК Основные производители Intel, AMD Основные характеристики: Архитектура процессора Тактовая частота (количество элементарных тактов работы процессора за секунду) Производительность (количество операций за секунду) Разрядность Количество ядер Размер кэша второго уровня
Производительность  тактовая частота Производительность  тактовая частота Производительность = F(
Рис.45 Производительность  тактовая частота Производительность  тактовая частота Производительность = F( Архитектура процессора, Тактовая частота, Производительность, Разрядность, Количество ядер, Размер кэша второго уровня)
Структура процессора
Рис.46 Структура процессора
Структура современных процессоров
Рис.47 Структура современных процессоров
Техническое обеспечение ИС, рис. 48
Рис.48
Микрофотография двухъядерного процессора Intel
Рис.49 Микрофотография двухъядерного процессора Intel
Процессоры Intel
Рис.50 Процессоры Intel
Техническое обеспечение ИС, рис. 51
Рис.51
Память ПК Типы памяти Внутренняя Внешняя
Рис.52 Память ПК Типы памяти Внутренняя Внешняя
Внутренняя память Постоянное запоминающее устройство Оперативное запоминающее устройство Кэш память
Рис.53 Внутренняя память Постоянное запоминающее устройство Оперативное запоминающее устройство Кэш память Видео память Энергонезависимая память
Постоянное запоминающее устройство Объем 256 кб Значительно медленнее ОЗУ Содержит BIOS (Basic Input
Рис.54 Постоянное запоминающее устройство Объем 256 кб Значительно медленнее ОЗУ Содержит BIOS (Basic Input Output System) и POST тест (Power On System Test) Сохраняется при выключении питания Формируется изготовителем Пользователь имеет возможность «прошивать» новые версии BIOS
Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) Высоко быстродействующая память (работает на частоте систе
Рис.55 Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) Высоко быстродействующая память (работает на частоте системной шины) Имеет объем от сотен мегабайт до нескольких гигабайт Содержимое памяти разрушается при выключении питания Выполняющиеся программы и обрабатываемые данные помещаются в ОЗУ
ОЗУ
Рис.56 ОЗУ
Кэш память Сверхбыстродействующая память. Работает на частоте процессора. Частота процессора = часто
Рис.57 Кэш память Сверхбыстродействующая память. Работает на частоте процессора. Частота процессора = частота системной шины  множитель процессора Служит для ускорения обмена информацией между отдельными устройствами ПК. Кэш второго уровня процессора (L2) имеет объем от сотен килобайт до нескольких мегабайт
Кэш второго уровня (L2)
Рис.58 Кэш второго уровня (L2)
Видео память В видео памяти хранятся и обрабатываются элементы изображения Имеет объем в сотни мегаб
Рис.59 Видео память В видео памяти хранятся и обрабатываются элементы изображения Имеет объем в сотни мегабайт Содержимое памяти разрушается при выключении питания По быстродействию занимает промежуточное положение между ОЗУ и кэш памятью
Видео память
Рис.60 Видео память
Энергонезависимая память Медленная память на микросхеме Содержимое памяти не разрушается при выключе
Рис.61 Энергонезависимая память Медленная память на микросхеме Содержимое памяти не разрушается при выключении сетевого питания Память питается от аккумулятора на материнской плате
Энергонезависимая память содержит значения параметров большинства устройств компьютера. Значения пар
Рис.62 Энергонезависимая память содержит значения параметров большинства устройств компьютера. Значения параметров можно изменять средствами BIOS Содержит системный таймер Энергонезависимая память повышает гибкость конфигурирования компонентов ПК
Техническое обеспечение ИС, рис. 63
Рис.63
Техническое обеспечение ИС, рис. 64
Рис.64
Техническое обеспечение ИС, рис. 65
Рис.65
Техническое обеспечение ИС, рис. 66
Рис.66
Техническое обеспечение ИС, рис. 67
Рис.67
Внешняя память Накопители на гибких магнитных дисках Накопители на жестких магнитных дисках Оптическ
Рис.68 Внешняя память Накопители на гибких магнитных дисках Накопители на жестких магнитных дисках Оптические накопители Flash накопители Магнитооптические накопители Стримеры (накопители на магнитных лентах)
Накопители на гибких магнитных дисках
Рис.69 Накопители на гибких магнитных дисках
Характеристика накопителей на гибких магнитных дисках Небольшой объем 1,44мб Невысокая скорость дост
Рис.70 Характеристика накопителей на гибких магнитных дисках Небольшой объем 1,44мб Невысокая скорость доступа к информации Невысокая надежность хранения информации Низкая цена (однако, цена мегабайта гибкого диска значительно дороже мегабайта CD и DVD)
Накопители на жестких магнитных дисках
Рис.71 Накопители на жестких магнитных дисках
Характеристики накопителей на жестких магнитных дисках Самое высокопроизводительное устройство ПК с
Рис.72 Характеристики накопителей на жестких магнитных дисках Самое высокопроизводительное устройство ПК с механическим компонентом Объем десятки-сотни гигабайт Скорость доступа к данным Скорость вращения диска 5400-7200 об/мин Плотность данных Объем буфера (кэша) 2-8 мб Вид интерфейса: параллельный, последовательный Количество магнитных пластин
Техническое обеспечение ИС, рис. 73
Рис.73
Вид интерфейса: параллельный, последовательный
Рис.74 Вид интерфейса: параллельный, последовательный
Логическая структура магнитного диска Кластер – один или несколько смежных секторов. Цилиндр – треки
Рис.75 Логическая структура магнитного диска Кластер – один или несколько смежных секторов. Цилиндр – треки одного диаметра
Логическая структура магнитного диска в файловой системе FAT FAT -File Allocation Table (таблица раз
Рис.76 Логическая структура магнитного диска в файловой системе FAT FAT -File Allocation Table (таблица размещения файлов) Системная область (нулевая дорожка) Системный загрузчик FAT таблица Корневой каталог Таблица разделов Область данных
Логическая структура магнитного диска в файловой системе FAT Количество кластеров = Объем диска / Ко
Рис.77 Логическая структура магнитного диска в файловой системе FAT Количество кластеров = Объем диска / Количество ячеек FAT таблицы Потери дискового пространства могут достигать 50% Для уменьшения потерь дисковой памяти следует переходить на более совершенную файловую систему, или делить диск на несколько логических разделов
Потери дисковой памяти при больших размерах кластеров
Рис.78 Потери дисковой памяти при больших размерах кластеров
Потери дисковой памяти при больших размерах кластеров
Рис.79 Потери дисковой памяти при больших размерах кластеров
Файловая система NTFS (windows 2000, windows XP) Системная область файловой системы не ограничена по
Рис.80 Файловая система NTFS (windows 2000, windows XP) Системная область файловой системы не ограничена по размеру нулевой дорожкой Вместо FAT таблицы используется главная таблица файлов (MFT – master file table) MFT- база данных Размер кластера на дисках любой емкости равен 4 кб Обеспечивается более надежное хранение информации Обеспечивается гибкое управление доступом к дискам, папкам и файлам
Форматирование МД Форматирование – процесс создания логической структуры на МД.
Рис.81 Форматирование МД Форматирование – процесс создания логической структуры на МД.
Форматирование МД Уровни форматирования Высокоуровневое Низкоуровневое Виды форматирования Полное (ж
Рис.82 Форматирование МД Уровни форматирования Высокоуровневое Низкоуровневое Виды форматирования Полное (жесткое) Мягкое Быстрое
Высокоуровневое форматирование Создание логической структуры диска (нулевой дорожки в файловой систе
Рис.83 Высокоуровневое форматирование Создание логической структуры диска (нулевой дорожки в файловой системе FAT)
Низкоуровневое форматирование Для жесткого диска выполняется изготовителем. Для достижения максималь
Рис.84 Низкоуровневое форматирование Для жесткого диска выполняется изготовителем. Для достижения максимального использования дискового пространства.
Полное форматирование Проверка качества магнитного покрытия, в случае необходимости нечитаемые секто
Рис.85 Полное форматирование Проверка качества магнитного покрытия, в случае необходимости нечитаемые сектора помечаются как плохие (bad) Стирание информации с поверхности диска (запись некоторого кода, например шестнадцатеричного FF) Создание логической структуры диска (для системы FAT нулевой дорожки)
Мягкое форматирование Проверка качества магнитного покрытия, в случае необходимости нечитаемые секто
Рис.86 Мягкое форматирование Проверка качества магнитного покрытия, в случае необходимости нечитаемые сектора помечаются как плохие (bad) Сохранение старой нулевой дорожки (для системы FAT) Создание логической структуры диска (для системы FAT нулевой дорожки)
Быстрое форматирование Сохранение старой нулевой дорожки (для системы FAT) Создание логической струк
Рис.87 Быстрое форматирование Сохранение старой нулевой дорожки (для системы FAT) Создание логической структуры диска (для системы FAT нулевой дорожки)
Организация винчестеров в RAID массивы «RAID» (Redundant Arrays of Inexpensive Disks) - избыточный м
Рис.88 Организация винчестеров в RAID массивы «RAID» (Redundant Arrays of Inexpensive Disks) - избыточный массив независимых дисков. Основные способы организации Зеркалирование Дуплекс чередование
Зеркалирование
Рис.89 Зеркалирование
Чередование
Рис.90 Чередование
Дуплекс
Рис.91 Дуплекс
Накопители на оптических дисках Типы накопителей CD DVD Blu-Ray
Рис.92 Накопители на оптических дисках Типы накопителей CD DVD Blu-Ray
Характеристика CD Объем 650-700мб Информация записывается лучом лазера. При этом изменяются оптическ
Рис.93 Характеристика CD Объем 650-700мб Информация записывается лучом лазера. При этом изменяются оптические свойства отражающего слоя Не подвержен действию магнитных полей Диски с однократной R и многократной записью RW
Характеристика DVD Объем 4,7-9-18 гб однослойные, двухслойные и двухсторонние) Информация записывает
Рис.94 Характеристика DVD Объем 4,7-9-18 гб однослойные, двухслойные и двухсторонние) Информация записывается лучом лазера. При этом изменяются оптические свойства отражающего слоя Не подвержен действию магнитных полей Диски с однократной R и многократной записью RW
Техническое обеспечение ИС, рис. 95
Рис.95
Сравнительный размер питов
Рис.96 Сравнительный размер питов
Flash накопители Построены на микросхемах аналогичных микросхемам на которых построен BIOS Не требую
Рис.97 Flash накопители Построены на микросхемах аналогичных микросхемам на которых построен BIOS Не требуют питания Компактны
Flash накопители
Рис.98 Flash накопители
Магнитооптические накопители Имеют магнитный носитель информации Чтение осуществляется аналогично чт
Рис.99 Магнитооптические накопители Имеют магнитный носитель информации Чтение осуществляется аналогично чтению на магнитном диске При записи (стирании) информации записываемый участок памяти разогревается лучом лазера до точки Кюри и намагничивается магнитной головкой как у магнитного диска
Точка Кюри Точка Кюри – температура Ферромагнетик намагниченный в точке Кюри – может быть перемагнич
Рис.100 Точка Кюри Точка Кюри – температура Ферромагнетик намагниченный в точке Кюри – может быть перемагничен только при повторном его разогреве до точки Кюри
Стримеры Последовательный метод доступа к данным Медленные Имеют значительные объемы памяти Использу
Рис.101 Стримеры Последовательный метод доступа к данным Медленные Имеют значительные объемы памяти Используются для резервного хранения данных
Стримеры
Рис.102 Стримеры


Скачать презентацию