Архитектура ЭВМ

1.

2.

История вычислительной техники достаточно далеко уходит в историю человечества.
И можно начинать говорить о ней с возникновением простейших систем исчисления.
Первым примером вычислительной техники является абак
Аба́к — семейство счётных досок,
применявшихся для арифметических
вычислений приблизительно с V века
до н. э. в древних культурах —
Древней Греции, Древнем Риме,
Древнем Китае и ряде других стран.

3.

Следующим значимым прогрессом в развитии вычислительной техники
Стало появление суммирующих машин: «Паскалина»
Суммирующая машина Паска́ля —
арифметическая машина,
изобретённая французским
учёным Блезом Паскалем в 1642 году.

4. Механические вычислительные машины улучшались, одной из финальных модификаций, является Арифмометр «Феликс»

«Феликс» — самый распространённый
в СССР арифмометр. Назван в честь Феликса
Дзержинского.
Выпускался с 1929 по 1978 годы
общим тиражом несколько миллионов машин.
Многие вычислительные центры в СССР
представляли из себя, людей (в основном девушек)
которые вычисляли на «Феликсе» принесённые
им подзадачи, которые предварительно разбивались
научными центрами, в том числе и расчёты при
построении первого спутника

5. Первым прототипом ЭВМ стала Аналитическая маши́на Чарльза Бэббиджа — всё ещё механический аппарат, но он уже является

Первым прототипом ЭВМ стала Аналитическая маши́на Чарльза
Бэббиджа — всё ещё механический аппарат, но он уже является
программируемым, то есть в него можно закладывать алгоритм
Аналитическая маши́на Чарльза Бэббиджа —
механический аппарат, изобретённый
английским математиком Чарльзом Бэббиджем,
предназначенный для автоматизации
вычислений
Данная машина имеет высоту более 2х метров

6. Первым программистом стала студентка Бэббиджа – Ада Лавлейс (19век)

Ада Лавлейс — английский математик.
Известна прежде всего созданием описания
вычислительной машины, проект которой был
разработан Чарльзом Бэббиджем.
Составила первую в мире программу.
В честь неё назван язык программирования «Ада»
В 90тые годы, часто вывешивали объявления:
«обучаем языку Ада». Чем очень пугали прохожих.
Но вы знайте, что он назван в честь Ады Лавлейс

7.

Первую электрическую вычислительную машину «Z1» изобрёл
Отто Цузе
Доктор Ко́нрад Эрнст О́тто Цу́зе — немецкий инженер,
пионер компьютеростроения. Наиболее известен как создатель
первого действительно работающего программируемого
компьютера и первого языка программирования высокого уровня.
Вошёл в книгу рекордов Гиннесса как:
Первый, кто использовал переменные с плавающей точкой (изобрёл)
Первый, кто изобрёл и использовал двоичную систему исчисления

8.

• Ламповые ЭВМ (UNIAC – США 1947), ( БЭСМ – СССР 1951)
Плохи тем, что надёжность таких машин была низкой (часто перегорали лампы
Которые приходилось менять) Размеры сопоставимые с размерами аудитории
• Первые транзисторные ЭВМ (В Англии транзисторная ЭВМ «Elliot-803» была выпущена в
1958 год, США - «Philco-2000» была сделана в ноябре 1958 года, СССР - «Раздан-2» 1960г)
ЭВМ стали намного более компактными (но всё ещё занимал место примерно как несколько шкафов)
• ЭВМ на интегральных схемах (размер немногим больше современных)
• ЭВМ на сверхбольших интегральных схемах
(СБИС- более 10 тыс. элементов в кристалле.) (пример СБИС - процессор)

9. Весомый вклад в архитектуру современных ЭВМ внёс Джон фон Нейман

Венгеро-американский математик еврейского происхождения, сделавший
важный вклад в квантовую физику, квантовую логику, функциональный
анализ, теорию множеств, информатику, экономику и другие отрасли науки.
Наиболее известен как человек, с именем которого связывают архитектуру
большинства современных компьютеров
(так называемая архитектура фон Неймана)

10.

1 принцип) ЭВМ должен быть программируемым
2 принцип) Двоичность: Данные должны храниться в двоичной системе исчисления
Команды программы должны быть закодированы в двоичный (машинный) код
3 принцип) Однородность памяти:
Машинный код и данные лежат в одном устройстве памяти
4 принцип) В памяти единые адресное пространство, то есть должен быть
произвольный доступ (должно быть ОЗУ – оперативное
запоминающее устройство)
5 принцип) Последовательное программное управление
6 принцип) В ЭВМ должны быть заложены понятие условного перехода
Большинство современных ЭВМ построены по принципу архитектуры Фон Неймана

11. Некоторые пояснения к архитектуре Фон Неймана

12. Так выглядят современные ОЗУ

13. Процессор

14. Так выглядит процессор

15. Мнемоническое обозначение

Машинные коды сложно запомнить, поэтому был создано,
человекопонятное изложение машинных кодов – язык программирования ассемблер
Пример:

16. Шина данных

17. Генератор частоты

18. Шина управления

19. Шина адресов

20. Контроллеры устройств

21. Совокупность шин, портов, для подключения устройств к шинам, образуют материнскую плату

22.

Прерывания (пояснение 1 к финальному
слайду)

23.

Прерывания (пояснение 2 к финальному
слайду)

24. Финальная схема

25. Реальный вид системного блока изнутри

26. Конец

Библиография
Лекция по архитектуре ЭВМ Хирьянова Тимофея Федоровича
Ссылка на YouTube канал: https://www.youtube.com/channel/UCQfwKTJdCmiA6cXAY0PNRJw
Курс лекций по архитектуре ЭВМ Томский государственный университет,
М.Н.Головчинер
Ссылка на лекции в свободном доступе: https://urlid.ru/bgp5
Различные данные с wikipedia.org
Чертежи были произведены в программе CorelDraw