Структура информации: фиксированная запятая (точка); плавающая запятая; десятичная арифметика; прямой, обратный и дополнительный коды

Классификация ЭВМ: аналоговые (АВМ) и цифровые (ЦВМ). Особенности и отличия. В дальнейшем под ЭВМ будут пониматься ЦВМ. Принципы Неймана.

Аналоговая вычислительная машина (АВМ) — это вычислительная машина, которая представляет числовые данные при помощи аналоговых физических переменных (скорость, длина, напряжение, ток, давление).

Компьютер — это устройство или система, способное выполнять заданную, чётко определённую изменяемую последовательность операций. Это чаще всего операции численных расчётов и манипулирования данными, однако сюда относятся и операции ввода-вывода. Описание последовательности операций называется программой.

Электронная вычислительная машина, ЭВМ — комплекс технических средств, где основные функциональные элементы (логические, запоминающие, индикационные и др.) выполнены на электронных элементах, предназначенных для автоматической обработки информации в процессе решения вычислительных и информационных задач.

принципы фон НЕЙМАНА.
1 )Принцип двоичного кодирования
Согласно этому принципу, вся информация, поступающая в ЭВМ, кодируется с помощью двоичных сигналов.
2) Принцип программного управления
Из него следует, что программа состоит из набора команд, которые выполняются процессором автоматически друг за другом в определенной последовательности.
3) Принцип однородности памяти
Программы и данные хранятся в одной и той же памяти. Поэтому ЭВМ не различает, что хранится в данной ячейке памяти - число, текст или команда. Над командами можно выполнять такие же действия, как и над данными.
4) Принцип адресности
Структурно основная память состоит из пронумерованных ячеек; процессору в произвольный момент времени доступна любая ячейка.
Согласно фон Нейману, ЭВМ состоит из следующих основных блоков:
* Устройства ввода/вывода информации
* Память компьютера
* Процессор, состоящий из устройства управления (УУ) и арифметико-логического устройства (АЛУ)

Поколения ЭВМ

ЭВМ первого поколениябыли ламповыми машинами 50-х годов. Их элементной базой были электровакуумные лампы. Эти ЭВМ были весьма громоздкими сооружениями, содержавшими в себе тысячи ламп, занимавшими иногда сотни квадратных метров территории, потреблявшими электроэнергию в сотни киловатт.

Для ввода программ и данных применялись перфоленты и перфокарты. Не было монитора, клавиатуры и мышки. Использовались эти машины, главным образом, для инженерных и научных расчетов, не связанных с переработкой больших объемов данных. В 1949 году в США был создан первый полупроводниковый прибор, заменяющий электронную лампу. Он получил название транзистор.

Транзисторы

В 60-х годах транзисторы стали элементной базой для ЭВМ второго поколения. Машины стали компактнее, надежнее, менее энергоемкими. Возросло быстродействие и объем внутренней памяти. Большое развитие получили устройства внешней (магнитной) памяти: магнитные барабаны, накопители на магнитных лентах.

Третье поколение ЭВМсоздавалось на новой элементной базе – интегральных схемах (ИС).

Микросхемы

ЭВМ третьего поколения начали производиться во второй половине 60-х годов. Скорость работы наиболее мощных моделей ЭВМ достигла уже нескольких миллионов операций в секунду. На машинах третьего поколения появился новый тип внешних запоминающих устройств – магнитные диски.

Успехи в развитии электроники привели к созданию больших интегральных схем (БИС), где в одном кристалле размещалось несколько десятков тысяч электрических элементов.

Микропроцессор

Микропроцессор– это миниатюрный мозг, работающий по программе, заложенной в его память. Соединив микропроцессор с устройствами ввода-вывода и внешней памяти, получили новый тип компьютера: микро-ЭВМ.

Микро-ЭВМ относится к машинам четвертого поколения. Наибольшее распространение получили персональные компьютеры (ПК).

ЭВМ пятого поколениябудут основаны на принципиально новой элементной базе. Основным их качеством должен быть высокий интеллектуальный уровень, в частности, распознавание речи, образов.

База для построения ЭВМ: Системы счисления; операции сложения и вычитания над числами в различных системах. Представление информации: бит, байт, машинное слово.

Система счисления — символический метод записи чисел, представление чисел с помощью письменных знаков. Позиционные и не позиционные.

Выполнять действия можно только в одной системе счисления, если вам даны разные системы счисления, сначала переведите все числа в одну систему счисления

Если вы работаете с системой счисления, основание которой больше 10 и у вас в примере встретилась буква, мысленно замените её цифрой в десятичной системе, проведите необходимые операции и переведите результат обратно в исходную систему счисления

Бит. Все данные и программы, хранящиеся в памяти компьютера имеют вид двоичного кода, один символ, которого несет 1бит информации.

Байт. Восемь расположенных подряд битов памяти образуют байт.

Наибольшая последовательность бит, которую процессор может обрабатывать как единое целое, наз. машинным словом

Структура информации: фиксированная запятая (точка); плавающая запятая; десятичная арифметика; прямой, обратный и дополнительный коды.

Число с плавающей запятой (или число с плавающей точкой) — форма представления вещественных (действительных) чисел, в которой число хранится в форме мантиссы и показателя степени. При этом число с плавающей запятой имеет фиксированную относительную точность и изменяющуюся абсолютную

Реализация математических операций с числами с плавающей запятой в вычислительных системах может быть как аппаратная, так и программная.

Прямой код положительного и отрицательного числа – есть само это число.

Обратный код положительного числа – само число.

Обратный код отрицательного числа – данное число у которого все разряды имеют инвертное значение.

Дополнительный код положительного числа есть само это число.

Дополнительный код отрицательного числа – данное число в обратном коде которому в младший разряд прибавлена 1.