Понятие о единицах измерения информации и объема памяти эвм

Архитектура и состав ПЭВМ

Немного истории…

Персональные компьютеры появились в начале 80-х годов в США. К тому времени производилось большое число типов ЭВМ — от суперЭВМ до мини-ЭВМ. Однако ощущалась необходимость иметь ЭВМ такого типа, ко­торую теперь мы называем «персональной».

В результате уже к началу 80-х годов существовало несколько заметных фирм — производителей ПЭВМ, из которых выделялась IBM(International Business Machi­nes).

I – international

B – business

M – machine IBM-PC (всемирная деловая машина –
P – personal

C – computer персональный компьютер)

Первая модель ПЭВМ этой фирмы появилась в 1981 году и называлась IBM PC (16-разрядный процессор Intel 8086), затем IBM PC XT, IBM PC AT (1984 г., с процессо­ром i80286) и т.д.

Эти модели IBM PC оказались настолько удачными по конструкции, что уже с 1982 года производством по­добных ПЭВМ (и различных комплектующих к ним, т.е. блоков и узлов) начали заниматься десятки (а позже и сотни) различных фирм во многих странах мира. Произ­водимые ими ПЭВМ получили название IBM PC-совмес­тимых (или просто —
IBM-совместимых).

В настоящее время IBM PC-совместимые ПЭВМ составляют до 70—80% мирового парка ЭВМ и включают ПЭВМ, рассчитанные на применение в самых различных областях человеческой деятельности.

Необходимо отметить, что широкой известностью в мире пользуются и ПЭВМ Макинтош фирмы Apple Corporation(10—15% мирового парка ПЭВМ). Они изве­стны высокой надежностью, богатым программным обес­печением, удобством общения для пользователя, однако они довольно дорогие.

В нашей стране наибольшее распространение полу­чили IBM-совместимые персональные ЭВМ, поэтому, говоря о ПЭВМ, будем иметь в виду IBM PC-совместимые ПЭВМ.

Именно этот класс ЭВМ будем подразумевать, упот­ребляя термин «IBM PC».

Особенность архитектуры IBM PC

n Определение.

Архитектура ПЭВМ — это совокупность аппаратных и программных средств ПЭВМ, а также сис­тема взаимодействия их, обеспечивающая функциони­рование ПЭВМ.

Основное отличие архитектуры IBM PC — ее откры­тость и модульность. Открытостьозначает возможность замены отдельных компонентов ПЭВМ их более совер­шенными версиями, а также возможность подключения новых устройств к ПЭВМ с целью расширения ее воз­можностей.

И главное — указанные операции в IBM PC выпол­няются чрезвычайно просто! В этом заслуга модульного принципа организации структуры ЭВМ. В соответствии с этим принципом все компоненты машины оформлены в виде законченных конструкций — модулей, имеющих стандартные размеры и стандартные средства сопряжения (соединения) с ЭВМ. Они не связа­ны жестко, «намертво» в единое неразъемное устройство: предусмотрена возможность быстрого подсоединения и отсоединения любого из них к ПЭВМ (примерно так же, как это предусмотрено в детском конструкторе).

Кроме того, в любой ЭВМ подобного типа использу­ется стандартный набор основных модулей, при любой ее модификации.

Состав ПЭВМ

Персональная ЭВМ представлена на рисунке:

В ее состав входят следующие основные (стандарт­ные) устройства:

? системный блок;

? монитор;

? клавиатура.

По конструкции ПЭВМ делятся на несколько видов:

·

настольные;

· наколенные (Laptop) (4—8 кг);

· блокнотные (NoteBook) (2—3,5 кг);

· суперблокнотные (SubNoteBook) (0,9—2 кг);

· карманные (Palmtop) (0,5—1,2 кг);

· электронные записные книжки (они позволяют только записывать и читать текст).

Кроме того, к ПЭВМ можно подключать дополнитель­ные устройства, называемые периферийными (внешни­ми), которые можно разбить на несколько групп.

Устройства ввода: сканер, дигитайзер, цифровая фо­токамера, графический планшет.

Устройства вывода: принтер, графопостроитель, факс-модем.

Внешние запоминающие устройства: дисководы для работы с магнитными и лазерными дисками, стример.

Устройства управления курсором: мышь, трекбол, контактная панель, джойстик.

Устройства, выполняющие одновременно функции ввода и вывода информации в/из ПЭВМ: модем, звуко­вая приставка, сетевая плата.

Корпус системного блока обычно имеет один из двух вариантов исполнения:

o настольный вариант горизонтального типа (Desk­top)

o настольный вариант вертикального типа — башня. Последний имеет модификации: Tower, MiniTower, MiddleTower, ATX (используется в последних моделях ПЭВМ) и пр.

В системном блоке располагаются все основные узлы компьютера:

q электронные схемы, управляющие работой компьютера (микропроцессор, оперативная память, контроллеры устройств и т.д.),

q блок питания, преобразующий электропитание сети в постоянный ток низкого напряжения, подаваемый на электронные схемы компьютера,

q накопители (или дисководы) для гибких магнитных дисков, используемые для чтения и записи на гибкие магнитные диски (дискеты),

q накопитель на жестком магнитном диске, предназначенный для чтения и записи на несъемный жесткий магнитный диск (винчестер).

Основным элементом является системная плата (материнская).

На системной плате располагаются: микропроцессор; сопроцессор (может отсутствовать); модули оперативной памяти; микросхемы быстрой памяти (КЭШ); микросхе­ма базовой системы ввода-вывода (BIOS); системная шина; адаптеры и контроллеры (платы расширения), управля­ющие работой различных устройств (дисководами, мо­нитором, клавиатурой, мышью и т.д.).

Поговорим о различных видах памяти, приме­няющихся в IBM PC-совместимых компьютерах.

Компьютерная память бывает двух видов: основная и внешняя. Основная память устроена подобно почтовому офису: она состоит из микроскопических ячеек, каждая из которых имеет свой уникальный адрес, или номер. Элемент информации сохраняется в памяти с назначением ему некоторого адреса. Чтобы отыскать эту информацию, компьютер «заглядывает» в ячейку и копирует ее содержимое в свой «командный» пункт.

Емкость отдельной ячейки памяти называется словом. Обычно длина слова для персонального компьютера составляет 16 двоичных цифр, или битов. Длина в 8 бит называется байтом. Типичные большие компьютеры оперируют словами длиной от 32 до 128 бит (от 4 до 16 байт), тогда как миникомпьютеры имеют дело со словами в 16–64 бит (2–8 байт). Микрокомпьютеры используют, как правило, слова длиной 8, 16 или 32 бит (1, 2 или 4 байт соответственно).

Внешняя память обычно располагается вне центральной части компьютера. Поскольку внешняя память работает медленнее основной, она используется, главным образом для хранения информации, которая не требуется компьютеру срочно. Чтобы использовать внешнюю память, «командный пункт» компьютера обычно передает нужное содержимое части внешней памяти в основную. Основная память ограничена по объему, поэтому конструкторы компьютеров стремятся хранить во внешней памяти как можно больше информации.

ПОНЯТИЕ О ЕДИНИЦАХ ИЗМЕРЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ И ОБЪЕМА ПАМЯТИ ЭВМ

Любое число несет какое-то количество информации о соответствующей ему величине.

Количество информации, которую несет одноразряд­ное двоичное число (один разряд двоичного числа), в информатике называют бит. Бит— минимальная еди­ница количества информации.

Двоичные числа 01 и 10101 несут соответственно 2 и 5 бит информации.

Восьмиразрядное двоичное число несет 8 бит инфор­мации. Такое количество информации называется байт — это еще одна единица количества информации.

Любое запоминающее устройство современной ЭВМ состоит из ячеек, в каждой из которых можно записать не более чем 8-разрядное двоичное число, т.е. не более чем один байт информации. Такая ячейка также назы­вается байт. В нее можно поместить натуральное число не более чем 256 (2⁸).

Из байтов, как из кирпичиков, можно складывать более крупные ячейки, но в каждую из них записывает­ся только одно число или текст. Так, можно создать ячей­ки из 2, из 4 байт — в них можно поместить и большие числа — натуральное число до 2¹⁶, до 2³². В ЭВМ исполь­зуются ячейки, содержащие тысячи байт. При размеще­нии текста в ячейке каждый его символ (буква, цифра, точка, пробел и пр.) занимает 1 байт.

Таким образом, байт — основная единица объема па­мяти ЭВМ.

Однако в современных ЭВМ используются, как пра­вило, более крупные единицы измерения объема памя­ти:

1 килобайт (Кбайт) = 1024 = 2¹⁰ байта;

1 мегабайт (Мбайт) = 1024 килобайта;

1 гигабайт (Гбайт) = 1024 мегабайта.

Так появились новые единицы измерения информа­ции. Т.е. Кбайт, Мбайт и т.д. рассматривают и как едини­цы измерения количества информации безотносительно к ЭВМ. Поэтому можно сказать, например, что страница книги содержит 2 Кбайта, а книга — 1,2 Гбайта инфор­мации.