Предисловие

Для XXI в. характерна небывалая скорость развития науки, техники и новых технологий. Так, от изобретения книгопечатного станка (середина XV в.) до изобретения радиоприемника (1895) прошло почти 440 лет, а между открытием радио и телевидения — около 30 лет. Разрыв во времени между изобретением транзистора и интегральной схемы составил всего 5 лет.

Объем научной информации начиная с XVII в. удваивался примерно каждые 10—15 лет. Поэтому одна из важнейших проблем человечества — обработка лавинообразного потока информации в любой отрасли его жизнедеятельности. Подсчитано, например, что в настоящее время специалист должен тратить около 80 % рабочего времени, чтобы уследить за всеми новыми печатными работами, относящимися к его области деятельности.

Первые электронные вычислительные машины (ЭВМ) появились всего лишь 50 лет назад. За это время микроэлектроника, вычислительная техника и вся индустрия информатики стали одними из основных составляющих мирового научно-технического прогресса. В настоящее время ЭВМ используются не только для выполнения сложных расчетов, но и в управлении производственными процессами, в образовании, здравоохранении, экологии и т. д. Это объясняется тем, что ЭВМ способны обрабатывать любые виды информации: числовую, текстовую, табличную, графическую, видео и звуковую.

Рынок современных компьютеров отличается небывалым разнообразием и динамизмом. Каждый год стоимость вычислений сокращается примерно на 25—30 %, стоимость хранения единицы информации — до 40 %. Практически каждое десятилетие меняется поколение вычислительных машин, каждые два года — основные типы микропроцессоров — сверхбольших интегральных схем (СБИС), определяющих характеристики новых ЭВМ. Такие темпы сохраняются уже многие годы.

Сложность современных человеко-машинных систем, их функциональные особенности и степень автоматизации режимов управления определяются информационными потоками. Получение и анализ информации в этом случае должны происходить со скоростью выработки параметрических данных в реальном масштабе времени. При этом не существует объектов, исключающих непосредственное или опосредованное участие человека в функциональных контурах управления автоматизированных систем.

Прогресс микропроцессорной техники сделал ее доступной массовому потребителю, а высокая надежность, относительно низкая стоимость, простота общения с пользователем — послужили основой для организации систем распределенной обработки данных, включающих от десятка до нескольких сотен персональных электронных вычислительных машин (ПЭВМ), объединенных в вычислительные сети.

На сегодняшний день в мире существует более 130 млн компьютеров и более 80 % из них объединены в различные информационно-вычислительные сети — от малых локальных сетей в офисах до глобальных сетей типа Интернет. Всемирная тенденция к объединению компьютеров в сети обусловлена рядом важных причин, таких как ускорение передачи информационных сообщений, возможность быстрого обмена информацией между пользователями, получение и передача сообщений (факсов, E-mail), возможность мгновенного получения информации из любой точки земного шара, а также обмен информацией между компьютерами разных фирм, работающих под разным программным обеспечением.

Вычислительные сети позволяют автоматизировать управление производством, транспортом, материально-техническим снабжением в масштабе отдельных регионов и страны в целом. Возможность концентрации в вычислительных сетях больших объемов данных, общедоступность этих данных, а также программных и аппаратных средств обработки, высокая надежность их функционирования — все это позволяет улучшить информационное обслуживание пользователей и резко повысить эффективность применения вычислительной техники.

Фундамент серьезного компьютерного образования — знание принципов работы компьютера, его архитектуры, устройства и особенностей машинного языка.

Цель данного учебного пособия — сформировать базовые знания у студентов по основам организации и функционирования ЭВМ и архитектуре персонального компьютера.

Предлагаемое читателю учебное пособие состоит из четырех глав.

В главе 1 рассматриваются информационно-логические основы ЭВМ, при этом особое внимание уделяется вопросам измерения количества информации, математической логике и системам счисления. Глава 2 посвящена принципам организации ЭВМ. В ней рассмотрена классификация архитектур вычислительных систем, работа логических блоков, дан анализ внутренних и периферийных устройств. Глава 3 посвящена основам программирования процессора: командам, регистрам, а также конвейеризации и параллелизму вычислений. В главе 4 предложены классификации вычислительных сетей, операционных систем и программных средств, рассматриваются вопросы, связанные с работой в Интернете. В конце каждой главы приведены контрольные вопросы, способствующие лучшему усвоению материала учебного пособия.

В приложении рассмотрены перспективы развития ЭВМ, роль программно-аппаратных комплексов в образовании, а также приведен анализ антивирусных программ.

Учебное пособие предназначено для студентов, обучающихся по направлению и специальностям программного обеспечения вычислительной техники и автоматизированных систем и обработки информации.

 
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ     След >