Структура и основные устройства ЭВМ

ОСНОВНЫЕ ТЕРМИНЫ

Современные информационные технологии во всех сферах человеческой деятельности основаны на широком применении компьютеров (электронно-вычислительных машин, ЭВМ).

Компьютер - устройство, выполняющее заданную програм­мой последовательность операций обработки данных. Функцио­нирование компьютеров основано на принципе программного управления (ППУ). Технические средства (ТС), использующие принцип программного управления, обеспечивают автоматичес­кое управление процессом решения задачи на основе заранее за­данной программы.

Программа - последовательность элементарных операций (ко­манд), предписывающих машине выполнение определенных дей­ствий по реализации алгоритма решения задачи.

Алгоритм - порядок выполнения операций над данными с це­лью получения искомых результатов. Для реализации одного и того же алгоритма могут использоваться различные программы.

Архитектура ЭВМ - это воплощенная в аппаратуре и базо­вых программных средствах основа для выполнения программи­руемого процесса обработки данных.

Большинство современных ЭВМ базируется на принципах, предложенных Дж.фон Нейманом, и имеют структуру, ставшую к настоящему времени классической (рис 2.1). Структура ЭВМ - это модель, устанавливающая состав основных частей ЭВМ и спо­соб установления связей между ними.

Любая ЭВМ имеет процессор, основную память и внешние устройства.

Процессор - основная часть ЭВМ, обеспечивающая выполне­ние процедур обработки данных и взаимодействие всех устройств ЭВМ. Он имеет арифметико-логическое устройство, устройство управления, собственные запоминающие устройства (регистры, кэш-память).

Арифметико-логическое устройство (АЛУ) - обеспечивает выполнение процедур преобразования данных.

Устройство управления (УУ) - обеспечивает управление про­цессом обработки данных. УУ выбирает команды программы из основной памяти, интерпретирует тип команды и запускает нуж­ную схему АЛУ.

Запоминающие устройства процессора - обеспечивают про­межуточное хранение обрабатываемых процессором данных. Ос­новная память ЭВМ включает оперативную и постоянную память.

Оперативная память - устройство, обеспечивающее временное хранение команд и данных в процессе выполнения программы.

Постоянная память - устройство, обеспечивающее постоян­ное хранение и возможность считывания критически важной для функционирования ЭВМ информации.

Процессор и основная память являются центральными устрой­ствами ЭВМ, поскольку именно на их основе реализуется прин­цип программного управления. Все остальные устройства ЭВМ считаются внешними.

Внешние устройства - устройства, обеспечивающие ввод и вывод данных из основных устройств ЭВМ (устройства ввода-вывода) и долговременное хранение информации, не обрабаты­ваемой процессором в данный момент времени (внешние запоми­нающие устройства).

В одной ЭВМ может использоваться от единиц до нескольких сотен внешних устройств разных типов.

Связь между устройствами ЭВМ осуществляется с помощью со­пряжений, которые в вычислительной технике называются интер­фейсами.

(НГМД) (НЖМД) Внешняя память (ПЗУ) (ОЗУ) Основная память МИКРОПРОЦЕССОР
Арифметико – логическое устройство (АЛУ)	Монитор Печатающее устройство (принтер) Канал связи Адаптер принтера Источник питания Сетевой адаптер Видеоадаптер Системная шина Адаптер НГМД Адаптер НЖМД
Таймер Математический сопроцессор
Микропроцессорная память (МПП)
Устройство управления (УУ)

Генератор тактовых импульсов

Клавиатура

Интерфейс клавиатуры

Рис 2.1. Структурная схема персонального компьютера

Интерфейс представляет собой совокупность стандартизован­ных аппаратных и программных средств, обеспечивающих обмен информацией между устройствами.

В настоящее время для разных классов ЭВМ применяются раз­личные принципы построения системы ввода-вывода и структу­ры вычислительной машины. В персональном компьютере, как правило, используется структура с шинным интерфейсом. В этом случае все устройства компьютера обмениваются информацией и управляющими сигналами через шину, которая представляет со­бой систему функционально объединенных проводов, обеспечи­вающих передачу трех потоков данных: непосредственно инфор­мации, адресов и управляющих сигналов.

Количество проводов в системной шине, предназначенных для передачи непосредственно информации, называется разрядностью шины. Разрядность шины определяет число битов информации, которые могут передаваться по шине одновременно. Количество проводов для передачи адресов, или адресных линий, определяет, какой объем оперативной памяти может быть адресован.

Дата добавления: 2014-01-20