Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Von Neumannovo schéma Střední odborná škola Otrokovice www.zlinskedumy.cz Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je ing. Miroslav.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "Von Neumannovo schéma Střední odborná škola Otrokovice www.zlinskedumy.cz Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je ing. Miroslav."— Transkript prezentace:

1 von Neumannovo schéma Střední odborná škola Otrokovice Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je ing. Miroslav Hubáček. Dostupné z Metodického portálu ISSN: , financovaného z ESF a státního rozpočtu ČR. Provozováno Výzkumným ústavem pedagogickým v Praze.

2 Charakteristika 1 DUM Název školy a adresaStřední odborná škola Otrokovice, tř. T. Bati 1266, Otrokovice Číslo projektuCZ.1.07/1.5.00/ /4 AutorIng. Miroslav Hubáček Označení DUMVY_32_INOVACE_SOSOTR-Gu-IKT/1-VT-3/7 Název DUMvon Neumannovo schéma Stupeň a typ vzděláváníStředoškolské vzdělávání Kód oboru RVP28-52-H/01 Obor vzděláváníGumař-plastikář Vyučovací předmětInformační a komunikační technologie Druh učebního materiáluVýukový materiál Cílová skupinaŽák, 15 – 16 let Anotace Výukový materiál je určený k frontální výuce učitelem, případně jako materiál pro samostudium, nutno doplnit výkladem; náplň: vysvětlení pojmu výpočetní systém, modely systému, architektura počítače, funkční schéma Vybavení, pomůckyPočítač, dataprojektor, interaktivní tabule Klíčová slovaVon Neumann, Harward, architektura výpočetního systému, funkční schéma počítače Datum

3 von Neumannovo schéma Náplň výuky Architektura výpočetních systémů Systém von Neumann Systém Harvard Aplikace v praxi

4 Počítačové systémy lze rozdělit z hlediska způsobu zpracování dat na analogové digitální Analogový počítač je zařízení, které je používáno pro simulování fyzikálních dějů pomocí elektrických veličin Zpracovává analogové signály, na jejichž změnu reaguje téměř okamžitě Proto byly v 2. polovině 20. století analogové počítače využívány pro řešení složitých matematických úloh a simulací Se vzrůstajícími požadavky na zpracování dat byly od 50. let kombinovány s číslicovými počítači, kterými byly nahrazeny Výpočetní systémy

5 Von Neumann John von Neumann je původem maďarský matematik, který značnou měrou přispěl k oborům jako jsou kvantová fyzika, ekonomika a hlavně informatika von Neumannova architektura digitálního počítače vznikla kolem roku 1946 základní moduly navrženého počítače jsou: vstupní a výstupní jednotky operační paměť aritmeticko-logická jednotka řadič tato koncepce tvoří základ architektury současných počítačů Koncepce počítačových systémů

6 Neumann János, narozen 28. prosince 1903 v Budapešti Obr. 1: von Neumann

7 řídící jednotka, aritmeticko-logická jednotka, paměť, vstupní zařízení, výstupní zařízení struktura je nezávislá na zpracovávaných úlohách programy, data, mezivýsledky a konečné výsledky se ukládají do téže paměti paměť je rozdělená na stejně velké buňky, které jsou průběžně očíslované, přes číslo buňky (adresu) se dá přečíst nebo změnit obsah buňky po sobě jdoucí instrukce programu se uloží do paměťových buněk jdoucích po sobě, přístup k následující instrukci se uskuteční z řídící jednotky zvýšením instrukční adresy o 1 instrukcemi skoku se dá odklonit od zpracování instrukcí v uloženém pořadí Struktura von Neumann

8 Von Neumannovo schéma počítače Obr. 2: struktura počítače von Neumann

9 Von Neumannovo schéma počítače Obr. 3: struktura počítače von Neumann se sběrnicí Periférie výstupní Paměť ALU Sběrnice Periférie vstupní Řadič Komunikace mezi jednotkami probíhá po sběrnici

10 Von Neumannovo schéma počítače Obr. 4: zjednodušená struktura počítače von Neumann Periférie (vstup, výstup) PaměťCPU ALU (aritmeticko-logická jednotka) se spolu s řadičem vyrábí jako jediná součástka – procesor (CPU) a periférie bývají vstupní a výstupní zároveň.

11 Harvardská architektura tato architektura byla navržena Howardem Aikenem v třicátých letech minulého století na Harvardské univerzitě ve Spojených státech odděluje paměť programu a dat a jejich spojovací obvody na této architektuře byl postaven počítač Harvard Mark I počítač měl strojové instrukce uloženy na děrné pásce a data na elektromechanických deskách Harvardská architektura byla oblíbená především u počítačů, které vznikly v šedesátých letech a začátkem sedmdesátých let minulého století je také využívána u mnohem později vzniklých microcontrollerů

12 Harvardská architektura Obr. 5: struktura počítače harvardského typu Periférie (vstup, výstup) Paměť programu CPU Paměť dat

13 Harvardská architektura Výhody: program nemůže přepsat sám sebe paměti mohou být vyrobeny odlišnými technologiemi každá paměť může mít jinou velikost nejmenší adresovací jednotky dvě sběrnice umožňují jednoduchý paralelní chod, kdy lze přistupovat pro instrukce i data současně Nevýhody: hlavní nevýhodou je větší technologická náročnost daná nutností vytvořit dvě sběrnice nevyužitou část paměti dat nelze použít pro program a obráceně

14 Moderní architektura procesorů v posledních letech se rychlost procesorů zněkolikanásobila v poměru k rychlosti přístupové doby hlavní paměti je tedy tendence zredukovat počet přístupů do hlavní paměti řešením je paměť známá jako cache, která je velmi rychlá, ale má mnohem menší kapacitu než hlavní paměť velikost paměti cache je jeden z hlavních aspektů při určování rychlosti procesoru rychlé moderní procesory spojují obě architektury uvnitř procesoru je použita Harvardská architektura, kde se paměť cache dělí na paměť instrukcí a paměť pro data celý procesor se však chová jako procesor s architekturou von Neumannovou, protože načítá data i program z hlavní paměti najednou

15 Kontrolní otázky: 1.Definujte pojem počítačová struktura. 2.Popište funkci počítače podle von Neumannova schématu. 3.Vysvětlete rozdíly mezi Harvardskou a von Neumannovou architekturou. 4.Jaká je koncepce architektury moderních procesorů?

16 Seznam obrázků: Obr. 1: John von Neumann. In: Wikipedia : the free encyclopedia [online] [vid ]. dostupné z: LosAlamos.jpghttp://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:JohnvonNeumann- LosAlamos.jpg Obr. 2: Von Neumannova architektura počítače. In: Pelikán : fi.muni.cz [online] [vid ]. dostupné z: Obr. 3: vlastní Obr. 4: vlastní Obr. 5: vlastní

17 Seznam použité literatury: [1] KRAS, R. Obsluha počítače pro začátečníky v kostce. Praha: FRAGMENT, ISBN [2] Informační technologie. In: Wikipedia : the free encyclopedia [online] [cit ]. dostupné z: [3] Slovní pojmů z výpočetní techniky. In: lfhk.cuni.cz/moodle2 [online] [cit ]. dostupné z:

18 Děkuji za pozornost


Stáhnout ppt "Von Neumannovo schéma Střední odborná škola Otrokovice www.zlinskedumy.cz Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je ing. Miroslav."

Podobné prezentace


Reklamy Google