Цифровые устройства и микропроцессоры

ЭВМ;
- логические основы цифровой техники;
- методы минимизации логических функций;
- варианты

схемной реализации логических элементов; серии ИМС;
- схемы и функционирование цифровых устройств (ЦУ) комбинационного и последовательностного типа;
- АЦП и ЦАП;
-структурную организацию МПС; - организацию памяти в МПС;
- микроконтроллеры;
уметь:
- представлять логические функции в табличной и аналитической форме;
- получать минимальное выражение для логической функции в заданном базисе;
- анализировать функционирование типовых ЦУ; выполнять синтез цифрового автомата заданного типа;
- строить ЦУ на основе ПЛМ; составлять алгоритмы функционирования МПС для конкретных задач;
- выполнять оценку проектных решений на основе выбранных критериев.

и обработки сигналов: учеб. пособие для вузов. - М.: Радио

и связь, 1988.
Бройдо В. Л. Архитектура ЭВМ и систем: Учеб. для вузов / В. Л. Бройдо, О. П. Ильина - СПб. Питер, 2009.
Келим Ю. М.Вычислительная техника: учеб. пособие для ссуз / Ю. М. Келим .- 4-е изд., перераб. и доп.- М. : Академия, 2008.

счетным устройством, известным еще задолго до нашей эры, был абак.

Ручной этап

Абак

Китайский суан-пан

Русские счеты

изобрел математический набор, состоящий из брусков с нанесенными на них

цифрами от 0 до 9 и кратными им числами.

Джон Непер

Ручной этап

— инструмент для несложных вычислений, с помощью которого операции над

числами (умножение, деление, возведение в степень, извлечение корня) заменяются операциями над логарифмами этих чисел.

Ручной этап

разработан немецким ученым Вильгельмом Шиккардом.
Эта шестиразрядная машина была построена

предположительно в 1623 году. Однако это изобретение оставалось неизвестным до середины двадцатого столетия, поэтому никакого влияния на развитие вычислительной техники не оказало.

Вильгельм Шиккард

Механический этап

выполняющее сложение чисел.
С ее помощью можно было складывать числа, вращая

колесики с делениями от 0 до 9, связанные друг с другом. Были отдельные колесики для единиц, десятков, сотен.

Блез
Паскаль

Механический этап

использовался принцип связанных колец суммирующей машины Паскаля, но Лейбниц ввел

в нее подвижный элемент, позволивший ускорить повторение операции сложения, необходимое при перемножении чисел.

Готфрид Вильгельм
фон Лейбниц

Механический этап

приводом для выполнения арифметических действий сложения, вычитания, умножения и деления.

Механический этап

Первый арифмометр

Арифмометр Resulta

Арифмометр «Феликс» (русская конструкция)

машина британского математика Чарльза Бэббиджа, предназначенная для автоматизации вычислений путем

аппроксимации функций многочленами и вычисления конечных разностей.
Аналитическая машина Беббиджа – аналитическая машина, использующая принцип программного управления.

Механический этап

считывать и сортировать статистические записи, закодированные на перфокартах.


Значение работ

Г.Холлерита для развития ВТ определяется двумя факторами:
он стал основоположником нового направления в  ВТ - счетно-перфорационного (счетно-аналитического);
даже после прекращения использования табуляторов основным носителем информации (ввод/вывод) для ЭВМ остается перфокарта, а в качестве периферийных используются перфокарточные устройства, предложенные Холлеритом

Электромеханический этап

релейных и релейно-механических систем с программным управлением.
Электромеханическая ЭВМ К.Цузе (репродукция)
Наиболее

крупные проекты данного периода были выполнены:
в Германии (К. Цузе)
в США (Д. Атанасов, Г. Айкен и Д. Стиблиц).

Электромеханический этап

функциональным возможностям

информации
цифровые
аналоговые
гибридные
По принципу действия

лампы – диоды и триоды.
Электронные лампа
По этапам создания
Классификация

ЭВМ

приборы.

Появление полупроводниковых элементов в электронных схемах существенно увеличило

емкость оперативной памяти, надежность и быстродействие ЭВМ. Уменьшились размеры, масса и потребляемая мощность.

Полупроводник

малые интегральные схемы (МИС).

Машины предназначались для широкого использования в

различных областях науки и техники

Благодаря интегральным схемам удалось существенно улучшить технико-эксплуатационные характеристики ЭВМ.

большие интегральные схемы (БИС).

Машины предназначались для резкого повышения производительности

труда в науке, производстве, управлении, здравоохранении, обслуживании и быту.

Высокая степень интеграции способствует увеличению плотности компоновки электронной аппаратуры, повышению ее надежности, что ведет к увеличению быстродействия ЭВМ и снижению ее стоимости.

поколение ЭВМ (1974 - …гг.)
Элементная база – СБИС,

оптоэлектроника

имеющие небольшие габаритные размеры и вес, совмещающие в себе как

внутренние элементы системного блока, так и устройства ввода-вывода.

Первым портативным персональным компьютером называют Osborne-1 (1981).
Его процессор ZiLOG Z80A, 64 Кбайт оперативной памяти, клавиатура, модем, два дисковода 5,25-дюйма помещались в складном чемоданчике.
Все это весило свыше 10 кг.

ПК.
При его конструировании был применен принцип открытой архитектуры: составные

части были универсальными, что позволяло модернизировать компьютер по частям.

структурой – с распределенной сетью большого числа не сложных микропроцессоров,

моделирующих архитектуру нейронных биологических систем.

(мэйнфреймы)
Малые ЭВМ
(мини-ЭВМ)
Микро-ЭВМ

логических операций

служит для управления всех устройств ЭВМ с помощью управляющих

сигналов

служит для хранения исходных данных, промежуточных и конечных результатов

память, которая имеет относительно невысокое быстродействие по сравнению с оперативной памятью, существенно более высокую емкость

предназначена для записи данных с целью последующего считывания (возможно, и на другом компьютере)