prezentácia (časti počítača von neumanovského typu, ich klasifikácia)
TRANSCRIPT
![Page 1: Prezentácia (časti počítača von neumanovského typu, ich klasifikácia)](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022042607/55a47e2f1a28ab83788b4815/html5/thumbnails/1.jpg)
Časti počítača
von Neumanovského typu,
ich klasifikácia
Marcel Prievozník
2013
1. ročník RŠI
![Page 2: Prezentácia (časti počítača von neumanovského typu, ich klasifikácia)](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022042607/55a47e2f1a28ab83788b4815/html5/thumbnails/2.jpg)
Časti počítača von Neumanovského
typu, ich klasifikácia
Ing. Marcel Prievozník
![Page 3: Prezentácia (časti počítača von neumanovského typu, ich klasifikácia)](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022042607/55a47e2f1a28ab83788b4815/html5/thumbnails/3.jpg)
OBSAH Kto je John von Neumann?
von Neumannov počítač - úvod
Operačná pamäť
Aritmeticko-logická jednotka
Radič
Vstupno-výstupné zariadenie
Predpis pre riešenie úloh
von Neumanov počítač – schéma
The greatest computer programmer (video)
Použitá literatúra
CPU
Operačná pamäť
Otestuj sa
Použitá literatúra
![Page 4: Prezentácia (časti počítača von neumanovského typu, ich klasifikácia)](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022042607/55a47e2f1a28ab83788b4815/html5/thumbnails/4.jpg)
John von Neumann
* 1903 (Budapešt) †1957 (Washington)
jeden z najväčších matematikov 20. st.
otec teórie hier
podieľal sa na vytvorení základných
predpokladov termonukleárnych reakcií a
vodíkovej bomby.
je spoluautorom Koncepcie alebo
architektúry počítača
![Page 5: Prezentácia (časti počítača von neumanovského typu, ich klasifikácia)](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022042607/55a47e2f1a28ab83788b4815/html5/thumbnails/5.jpg)
von Neumanov počítač - úvod
V roku 1946 on a jeho kolegovia z PrincetonInstitute for Advanced Studies naprojektovali nový počítač postavený na týchto pravidlách:
Počítač obsahuje operačnú pamäť, ALJ, radič, V/V zariadenia (vstupno - výstupné).
Predpis pre riešenie úlohy je prevedený do postupnosti inštrukcií.
Údaje a inštrukcie sú vyjadrené binárne. Údaje a inštrukcie sa uchovávajú v pamäti na
miestach označovaných adresami. Programom riadené spracovávanie dát
prebieha v počítači samočinne.
![Page 6: Prezentácia (časti počítača von neumanovského typu, ich klasifikácia)](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022042607/55a47e2f1a28ab83788b4815/html5/thumbnails/6.jpg)
von Neumanov počítač
POČÍTAČ OBSAHUJE
OPERAČNÚ PAMÄŤ, ALJ, RADIČ,
V/V ZARIADENIA
počítač obsahuje operačnú pamäť, v ktorej
sa operácie vykonávajú. V operačnej pamäti sa
nachádzajú všetky dáta potrebné na vykonanie
danej úlohy, program, medzivýsledky a
konečné výsledky.
![Page 7: Prezentácia (časti počítača von neumanovského typu, ich klasifikácia)](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022042607/55a47e2f1a28ab83788b4815/html5/thumbnails/7.jpg)
ALU
operačná pamäť
VV zariadenia
![Page 8: Prezentácia (časti počítača von neumanovského typu, ich klasifikácia)](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022042607/55a47e2f1a28ab83788b4815/html5/thumbnails/8.jpg)
von Neumanov počítač
POČÍTAČ OBSAHUJE
OPERAČNÚ PAMÄŤ, ALJ, RADIČ,
V/V ZARIADENIA
počítač má procesor, ktorý sa skladá z
riadiacej jednotky, ktorá riadi činnosť
počítača a z aritmeticko-logickej jednotky,
ktorá realizuje výpočty ...
(+,-,*,/, and, or, not , > , < ,…).
Procesor vykonáva činnosť podľa programu,
ktorý ho riadi.
![Page 9: Prezentácia (časti počítača von neumanovského typu, ich klasifikácia)](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022042607/55a47e2f1a28ab83788b4815/html5/thumbnails/9.jpg)
von Neumanov počítač
POČÍTAČ OBSAHUJE
OPERAČNÚ PAMÄŤ, ALJ, RADIČ,
V/V ZARIADENIA• zabezpečuje styk (interfacing) s počítačovou
perifériou
• funguje ako tlmočník, údaje z periférie
prekladá do formátu, ktorému rozumie
zbernica počítača a naopak.
• riadenie sa uskutočňuje pomocou riadiacich
signálov, ktoré predáva každému
konkrétnemu zariadeniu v periférii.
![Page 10: Prezentácia (časti počítača von neumanovského typu, ich klasifikácia)](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022042607/55a47e2f1a28ab83788b4815/html5/thumbnails/10.jpg)
von Neumanov počítač
POČÍTAČ OBSAHUJE
OPERAČNÚ PAMÄŤ, ALJ, RADIČ,
V/V ZARIADENIA
• vstupné zariadenia pre zadávanie
programov a dát
• výstupné zariadenia, ktoré umožnia
vidieť výsledok výpočtu
![Page 11: Prezentácia (časti počítača von neumanovského typu, ich klasifikácia)](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022042607/55a47e2f1a28ab83788b4815/html5/thumbnails/11.jpg)
von Neumanov počítač
V/V ZARIADENIA
![Page 12: Prezentácia (časti počítača von neumanovského typu, ich klasifikácia)](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022042607/55a47e2f1a28ab83788b4815/html5/thumbnails/12.jpg)
von Neumanov počítač
PREDPIS PRE RIEŠENIE ÚLOHY JE
PREVEDENÝ DO POSTUPNOSTI
INŠTRUKCIÍ.
• do pamäte sa cez ALJ zapíše program (postupnosťinštrukcií, ktoré sú postupne vykonávané ALJ) zo
vstupných zariadení.
• vstupné dáta, ktoré program
požaduje sa zapíšu do pamäte aj
• prebehne vlastný výpočet, ktorý postupne vykonáva ALJ. Táto
jednotka je riadená radičom, pričom si medzivýsledky ukladá do
pamäte.
• výsledky sú kontrolovane poslané na výstupné zariadenie.
4
1
23
![Page 13: Prezentácia (časti počítača von neumanovského typu, ich klasifikácia)](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022042607/55a47e2f1a28ab83788b4815/html5/thumbnails/13.jpg)
von Neumanov počítač
ÚDAJE A INŠTRUKCIE SÚ
VYJADRENÉ BINÁRNE.
počítač využíva dvojkovú sústavu, t.j. je
digitálny.
• desiatková číselná sústava je nepohodlná,
lebo by bolo nutné presne rozlíšiť od seba
10 rôznych stavov, čo z fyzikálneho hľadiska
je komplikovanejšie a menej spoľahlivejšie
ako rozlíšenie len 2 stavov
![Page 14: Prezentácia (časti počítača von neumanovského typu, ich klasifikácia)](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022042607/55a47e2f1a28ab83788b4815/html5/thumbnails/14.jpg)
von Neumanov počítač
ÚDAJE A INŠTRUKCIE SA UCHOVÁVAJÚ V PAMÄTI NA MIESTACH OZNAČOVANÝCH ADRESAMI.
Pre správnu funkciu pamäti treba riešiť
okrem vlastného princípu uchovanie
informácie aj lokalizáciu uložených dát.
Hovoríme o adrese pamäťového miesta,
kde adresa je zvyčajne opäť vyjadrená číselne.
![Page 15: Prezentácia (časti počítača von neumanovského typu, ich klasifikácia)](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022042607/55a47e2f1a28ab83788b4815/html5/thumbnails/15.jpg)
von Neumanov počítač
PROGRAMOM RIADENÉ
SPRACOVÁVANIE DÁT PREBIEHA
V POČÍTAČI SAMOČINNE.
Poradie operácií a krokov v počítači prebieha
nezávisle od užívateľa. Počítač si sám riadi
postupnosť a proces výpočtov, inštrukcií.
![Page 16: Prezentácia (časti počítača von neumanovského typu, ich klasifikácia)](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022042607/55a47e2f1a28ab83788b4815/html5/thumbnails/16.jpg)
von Neumanov počítač - schéma
![Page 17: Prezentácia (časti počítača von neumanovského typu, ich klasifikácia)](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022042607/55a47e2f1a28ab83788b4815/html5/thumbnails/17.jpg)
YOUTUBE VIDEOThe greatest computer programmer
![Page 18: Prezentácia (časti počítača von neumanovského typu, ich klasifikácia)](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022042607/55a47e2f1a28ab83788b4815/html5/thumbnails/18.jpg)
Ako sa líši von Neumannov
počítač od súčasnej schémy?
von Neumannov počítač pracuje
nad jedným programom (žiadny
multitasking)
počítač môže disponovať len
jedným procesorom
![Page 19: Prezentácia (časti počítača von neumanovského typu, ich klasifikácia)](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022042607/55a47e2f1a28ab83788b4815/html5/thumbnails/19.jpg)
CPU – central processing unit
hlavný procesor počítača
Interpretuje, vykonáva alebo
spracúva inštrukcie alebo
dáta programu vo forme
strojového kódu.
v súčasnosti takmer
vždy realizované
vo forme
mikroprocesora.
![Page 20: Prezentácia (časti počítača von neumanovského typu, ich klasifikácia)](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022042607/55a47e2f1a28ab83788b4815/html5/thumbnails/20.jpg)
Ako pracuje procesor?
Procesor je synchrónne zariadenie, ktoré
pracuje podľa hodinových kmitov
generovaných kryštálom umiestneným na
základnej doske.
Behom jedného kmitu vykoná procesor
jednu operáciu
Ak je schopný pracovať s vyššou
frekvenciou kmitov, vykoná viac operácií,
teda vykazuje vyšší výkon.
![Page 21: Prezentácia (časti počítača von neumanovského typu, ich klasifikácia)](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022042607/55a47e2f1a28ab83788b4815/html5/thumbnails/21.jpg)
Ako pracuje procesor?
Moderné procesory pracujú na dvoch
samostatných rýchlostiach –
◦ rýchlosť jadra:
rýchlosť, na ktorej beží väčšina vnútorných
obvodov procesoru. Toto číslo je často
spájané s označením procesora
◦ rýchlosť zbernice procesora:
rýchlosť rozhrania medzi procesorom a
základnou doskou.
![Page 22: Prezentácia (časti počítača von neumanovského typu, ich klasifikácia)](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022042607/55a47e2f1a28ab83788b4815/html5/thumbnails/22.jpg)
Operačná pamäť
označovaná aj ako hlavná pamäť
počítača
ukladajú sa do nej dáta, ktoré procesor
počítača momentálne nespracováva, ale
budú potrebné neskôr
veľkou prednosťou
je jej rýchlosť v
porovnaní s pevným
diskom
![Page 23: Prezentácia (časti počítača von neumanovského typu, ich klasifikácia)](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022042607/55a47e2f1a28ab83788b4815/html5/thumbnails/23.jpg)
Operačná pamäť
je energeticky závislá, teda po prerušení
dodávky elektrického prúdu alebo po
vypnutí počítača, sa všetky údaje, ktoré
obsahovala, vymažú.
v počítači najčastejšie v podobe
pamäťového modulu
![Page 24: Prezentácia (časti počítača von neumanovského typu, ich klasifikácia)](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022042607/55a47e2f1a28ab83788b4815/html5/thumbnails/24.jpg)
Otestuj sa... Z koľkých častí sa skladá von Neumannovská architektúra počítača?
Vymenuj ich.
Ako sú vyjadrované inštrukcie?
Demonštruj systém uchovávania údajov v pamäti.
Vlastnými slovami vyjadri princíp práce operačnej pamäte.
Vymenuj časti ALJ, popíš ich funkcie.
Vyjadri vlastnými slovami prácu radičov.
Kategorizuj vstupno-výstupné zariadenia.
Zorganizuj inštrukcie, ktoré sa vykonávajú v počítači s von Neumannovou architektúrou.
Zdôvodni používanie binárnej sústavy.
Vyvoď závery k použitiu von Neumannovho počítača (výhody, nevýhody).
Objasni prácu procesora v počítači.
Popíš, akými parametrami hodnotíme kvalitu procesora.
Rozhodni, prečo je pre procesor lepšie použitie operačnej pamäte ako pevného disku.
![Page 25: Prezentácia (časti počítača von neumanovského typu, ich klasifikácia)](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022042607/55a47e2f1a28ab83788b4815/html5/thumbnails/25.jpg)
Použitá literatúra
http://gdusecovce.edupage.org/files/von_
neumannova_koncepcia_pocitaca.doc
http://sk.wikipedia.org/wiki/Koncepcia_J
ohna_von_Neumanna
Gajdoš, Š.: Technické vybavenie počítača
(www.zborovna.sk)