Архитектура персонального компьютера. Персональный компьютер – это настольная или переносная ЭВМ, удовлетворяющая требованиям общедоступности и универсальности применения

Персональный компьютер – это настольная или переносная ЭВМ, удовлетворяющая требованиям общедоступности и универсальности применения.

Структуру ПК рассмотрим на примере самого распространенного в настоящее время IBM PC-подобного компьютера.

Рис. Структурная схема персонального компьютера

1. Микропроцессор (МП) является центральным блоком ПК, предназначенным для управления работой всех блоков машины и для выполнения арифметических и логических операций.

В состав микропроцессора входят:

¨ Устройство управления (УУ) – на основе опорной последовательности импульсов от генератора тактовых импульсов формирует и подает во все блоки компьютера в нужные моменты времени определенные сигналы управления (управляющие импульсы), а также формирует адреса ячеек памяти в ходе выполняемой операции и передает эти адреса в соответствующие блоки ЭВМ;

¨ Арифметико-логическое устройство (АЛУ) – выполняет все арифметические и логические операции над числовой и символьной информацией;

¨ Микропроцессорная память (МПП) – обеспечивает высокое быстродействие ЭВМ и служит для кратковременного хранения, записи и выдачи информации, непосредственно используемой в вычислениях в ближайшие такты работы машины.

¨ Интерфейсная система микропроцессора – реализует сопряжение и связь с другими устройствами ПК.

2. Генератор тактовых импульсов. Вырабатывает тактовые импульсы, посредством которых обеспечивается синхронная работа всех устройств компьютера. Частота генератора тактовых импульсов является одной из основных характеристик ПК и во многом определяет скорость его работы.

3. Системная шина. Это основная интерфейсная система компьютера, обеспечивающая сопряжение и связь всех его устройств между собой. Системная шина включает:

¨ Кодовую шину данных (КШД), содержащую провода и схемы сопряжения для параллельной передачи всех разрядов числового кода (машинного слова) операнда;

¨ Кодовую шину адреса (КША), включающую провода и схемы сопряжения для параллельной передачи всех разрядов кода адреса ячейки основной памяти или порта ввода-вывода внешнего устройства;

¨ Кодовую шину инструкций (КШИ), содержащую провода и схемы сопряжения для передачи инструкций (управляющих сигналов, импульсов) во все блоки ПК;

¨ Шину питания, имеющую провода и схемы сопряжения для подключения блоков ПК к системе энергопитания.

Системная шина обеспечивает три направления передачи информации:

1) между микропроцессором и основной памятью;

2) между микропроцессором и портами ввода-вывода внешних устройств;

3) между основной памятью и портами ввода-вывода внешних устройств (в режиме прямого доступа к памяти).

4. Основная память (ОП). Она предназначена для хранения и оперативного обмена информацией с прочими устройствами ПК. ОП содержит два вида запоминающих устройств: ПЗУ и ОЗУ.

ПЗУ служит для хранения неизменяемой (постоянной) программной и справочной информации (изменить информацию в ПЗУ нельзя).

ОЗУ предназначено для оперативной записи, хранения и считывания информации (программ и данных), непосредственно участвующей в информационно-вычислительном процессе, выполняемом ПК в текущий период времени.

5. Источник питания. Это блок, содержащий системы автономного и сетевого энергопитания ПК.

6. Таймер. Это внутренние электронные часы с автономным питанием.

7. Внешние устройства (ВУ). Они обеспечивают взаимодействие ЭВМ с внешней средой: пользователями, объектами управления и другими ЭВМ. По назначению можно выделить следующие виды ВУ:

Ø Внешние запоминающие устройства (ВЗУ) или внешняя память ПК;

Ø Диалоговые средства пользователя;

Ø Устройства ввода данных;

Ø Устройства вывода данных;

Ø Средства связи и коммуникации.

Внешняя память. Она используется для долговременного хранения больших объемов любой информации (в том числе и программного обеспечения компьютера), которая может когда-либо потребоваться для решения задач. Наиболее распространенными устройствами внешней памяти являются накопители на жестких (НЖМД) и гибких (НГМД) магнитных дисках. Используются также запоминающие устройства на кассетной магнитной ленте (стриммеры), накопители на оптических дисках (CD-ROM – компакт-диск с памятью, только читаемой) и др.

Диалоговые средства пользователя включают в свой состав видеомониторы (дисплеи), реже пультовые пишущие машинки (принтеры с клавиатурой) и устройства речевого ввода-вывода данных.

К устройствам ввода информации относятся:

§ Клавиатура – устройство для ручного ввода числовой, текстовой и управляющей информации в ПК;

§ Графические планшеты (диджитайзеры) – для ручного ввода графической информации в ПК.

§ Сканеры (читающие автоматы) – для автоматического считывания с бумажных носителей и ввода в ПК машинописных текстов, графиков, рисунков, чертежей.

§ Манипуляторы (устройства указания): джойстик – рычаг, мышь, трекбол – шар в оправе, световое перо и др. – для ввода графической информации на экран дисплея и в ПК.

§ Сенсорные экраны – для ввода отдельных элементов изображения, программ или команд с полиэкрана дисплея в ПК.

К устройствам вывода информации относятся:

- принтеры – печатающие устройства для регистрации информации на бумажный носитель;

- графопостроители (плоттеры) – для вывода графической информации (графиков, чертежей, рисунков) из ПК на бумажный носитель.

Устройства связи и телекоммуникации используются для связи с приборами и другими средствами автоматизации и для подключения ПК к каналам связи, к другим ЭВМ и вычислительным сетям.

Дополнительные схемы. К системной шине и к МП ПК наряду с типовыми внешними устройствами могут быть подключены и некоторые дополнительные платы, расширяющие и улучшающие функциональные возможности МП: математический сопроцессор, контроллер прямого доступа к памяти, сопроцессор ввода-вывода, контроллер прерываний и др.

Конструктивно элементами базовой (типовой) конфигурации персонального компьютера являются:

· Системный блок (в нем хранятся внутренние устройства);

· Монитор (для выдачи текстовой или графической информации);

· Клавиатура (для ввода символов и команд);

· Манипулятор «мышь» (для ввода команд).

Дата добавления: 2014-01-06