1 Поколения эвм. Классификация эвм по элементной базе.

В соответствии с элементной базой и уровнем развития программных средств выделяют несколько поколений ЭВМ.1е поколение 50е годы Элементная база (для УУ, АЛУ): ЭВМ на электронных вакуумных лампах.Основной тип ЭВМ: Большие.Основные устройства ввода : Пульт, перфокарточный, перфоленточный ввод.Основные устройства вывода: Алфавитно-цифровое печатающее устройство (АЦПУ), перфоленточный вывод.Внешняя память: Магнитные ленты, барабаны, перфоленты, перфокарты 2е поколение 60е Элементная база (для УУ, АЛУ): ЭВМ на дискретных полупроводниковых приборах.(транзисторах).Основной тип ЭВМ: Большие. Основные устройства ввода: Добавился алфавитно-цифровой дисплей, клавиатура.Основные устройства вывода: Алфавитно-цифровое печатающее устройство (АЦПУ), перфоленточный вывод.Внешняя память: Добавился магнитный диск .3е поколение 70е Элементная база (для УУ, АЛУ): ЭВМ на полупроводниковых интегральных схемах с малой и средней степенью интеграции (сотни - тысячи транзисторов в одном корпусе).Основной тип ЭВМ: Малые (мини).Основные устройства ввода: Алфавитно-цифровой дисплей, клавиатура.Основные устройства вывода: Графопостроитель, принтер.Внешняя память: Перфоленты, магнитный диск. 4е поколение 80еЭлементная база (для УУ, АЛУ): ЭВМ на больших и сверхбольших интегральных схемах– микропроцессорах (десятки тысяч – миллионы транзисторов в одном кристалле).Основной тип ЭВМ: Микро.Основные устройства ввода: Цветной графический дисплей, сканер, клавиатура.Основные устройства вывода: Графопостроитель, принтер.Внешняя память: Магнитные и оптические диски.5–е поколение, 90-е годы: Элементная база (для УУ, АЛУ): ЭВМ с многими десятками параллельно работающих микропроцессоров, позволяющих строить эффективные системы обработки знаний; ЭВМ на сверхсложных микропроцессорах с параллельно-векторной структурой, одновременно выполняющих десятки последовательных команд программы;6–е поколение и последующие поколения:

Элементная база (для УУ, АЛУ): оптоэлектронные ЭВМ с массовым параллелизмом и нейронной структурой – с распределенной сетью большого числа(десятки тысяч) несложных микропроцессоров, моделирующих архитектуру нейронных биологических систем.

2. Представление различной информации в эвм: числовой, текстовой, графической и т.Д.

Кодирование информации – это процесс формирования определенного представления информации, кодирование - переход от одной формы представления информации к другой, более удобной для хранения, передачи или обработки.Компьютер может обрабатывать только информацию, представленную в числовой форме. Вся другая информация (звуки, изображения, показания приборов и т. д.) для обработки на компьютере должна быть преобразована в числовую форму. Все числа в компьютере представляются с помощью нулей и единиц.Используется 2 формы записи: число с фиксированной точкой и число с плавающей точкой.Числа с фиксированной точкой использовались на раннем этапе развития ЭВМ. Структура чисел с фиксированной точкой: нулевой разряд знаковый, оставшиеся – разряды числа. Фиксированная точка означает, что на этапе конструирования ЭВМ было определено, сколько и какие разряды машинного слова (или любые другие размерности ячейки памяти) были отведены для изображения целой и дробной части. Достоинства: простая реализация арифметических операций, а также высокая точность изображения числа. Недостаток – небольшой диапазон представления чисел.Числа с плавающей точкой. Для их представления используется полулогарифмическая форма. Представление числа: N = +/- m*q^(+/-p). N – число в исходном виде; m – мантисса; q – основание системы счисления; p – порядок числа. Положение точки в числе определяется значением порядка. Числа с плавающей точкой позволяют увеличить диапазон обрабатываемых чисел, но при этом точность изображения чисел определяется только разрядами m и уменьшается по сравнению с числами с фиксированной точкой.|Чтобы перевести в числовую форму музыкальный звук, можно через небольшие промежутки времени измерять интенсивность звука на определенных частотах, представляя результаты каждого измерения в числовой форме. С помощью компьютерных программ можно преобразовывать полученную информацию, например «наложить» друг на друга звуки от разных источников.|Аналогично на компьютере можно обрабатывать текст. При вводе в компьютер каждая буква кодируется определенным числом, а при выводе на внешние устройства (экран или печать) для восприятия человеком по этим числам строятся изображения букв. Соответствие между набором букв и числами называется кодировкой символов. Кодирование графической информации. В видеопамяти находится двоичная информация об изображении, выводимом на экран. Почти все создаваемые, обрабатываемые или просматриваемые с помощью компьютера изображения можно разделить на две большие части – растровую и векторную графику. Растровые изображения представляют собой однослойную сетку точек, называемых пикселами (pixel, от англ. picture element). Код пиксела содержит информации о его цвете. Для черно-белого изображения (без полутонов) пиксел может принимать только два значения: белый и черный (светится – не светится), а для его кодирования достаточно одного бита памяти: 1 – белый, 0 – черный. На RGB-мониторах все разнообразие цветов получается сочетанием базовых цветов – красного (Red), зеленого (Green), синего (Blue), из которых можно получить 8 основных комбинаций.Vекторное изображение многослойно. Каждый элемент векторного изображения – линия, прямоугольник, окружность или фрагмент текста – располагается в своем собственном слое, пикселы которого устанавливаются независимо от других слоев. Каждый элемент векторного изображения является объектом, который описывается с помощью специального языка (математических уравнения линий, дуг, окружностей и т.д.).

3. Системы счисления. Перевод из одной системы счисления в другую. Арифметические действия в различных системах счисления.Системой счисления называют систему приемов и правил, позволяющих устанавливать взаимно-однозначное соответствие между любым числом и его представлением в виде совокупности конечного числа цифр. В зависимости от способа изображения чисел с помощью цифр сc делятся на позиционные и непозиционные.В непозиционных сc любое число определяется как некоторая функция от численных значений совокупности цифр, представляющих это число. Цифры в непозиционных сc соответствуют некоторым фиксированным числам, а результирующее число получается сложением, если меньшая цифра справа или вычитанием, если – слева, его цифр. Пример - римская сc.В вычислительной технике непозиционные сc не применяются.Сc называют позиционной, если одна и та же цифра может принимать различные численные значения в зависимости от положения этой цифры в совокупности цифр, представляющих заданное число. Пример - арабская десятичная сc.В позиционной сc любое число записывается в виде последовательности цифр, в которой целая часть отделена от дробной с помощью запятой или точки. Каждая цифра a_k в записываемой последовательности может принимать одно из N возможных значений. Кол-во различных цифр (N), используемых для изображения чисел в позиционной сc, называется основанием сc.В вычислительной технике применяются двоичная, восьмеричная, десятичная и шестнадцатеричная системы. В двоичной сc используются только две цифры: 0 и 1. В восьмеричной сc-8, а в шестнадцатеричной - 16 Перевод числа из одной системы в другую выполняется по универсальному алгоритму, согласно которому целая и дробная части числа переводятся по отдельности.Перевод целой части числа заключается в последовательном делении его целой части и образующихся целых частных на основание новой сc, записанное в исходной сc. Последний остаток является старшей цифрой переведенного числа.Перевод дробной части числа заключается в последующем умножении его дробной части и дробных частей получающихся произведений на основание новой сc, записанное в исходной сc. Целые части чисел, получающихся при умножении, не участвуют в последующих умножениях.Перевод из 8 и 16 сc в двоичную и обратно выполняется достаточно просто, так как основания этих систем представляют собой целую степень числа 2. Для перевода восьмеричного числа в двоичное достаточно каждый восьмеричный разряд представить тремя (триадой), а для перевода шестнадцатеричного числа - четырьмя (тетрадой) двоичными разрядами:При обратном преобразовании, начиная от десятичной запятой переводят каждую триаду (для 8 с.с.) или тетраду (для 16 с.с.) в соответствующую цифру новой сc.Во всех системах счисления арифметические операции над числами выполняются по одним и тем же правилам. Рассмотрим правила сложение и умножения двоичных чисел.Многоразрядные числа складываются, вычитаются, умножаются и делятся, используя принципы переноса и заема.