Устройство и принцип действия ЭВМ

ЭВМ – это комплекс технических средств, предназначенных для автоматической обработки информации.

Процессор осуществляет процесс обработки данных и управляет работой машины. В состав процессора входят: Устройство управления (УУ) – формирует адрес очередной микрокоманды, Арифметико – логическое устройство (АЛУ) – выполняет арифметические и логические операции над данными. Регистры общего назначения (РОН) – для хранения промежуточных результатов. КЕШ – память служит для повышения быстродействия процессора. Системная шина обеспечивает взаимодействие всех узлов между собой. Память предназначена для записи, хранения, выдачи команд и обрабатываемых данных.

Основная память (ОП) – предназначена для хранения и оперативного обмена информацией с прочими блоками машины.

Внешняя память (ВЗУ) предназначена для долговременного хранения больших объемов информации и обмена ею с ОЗУ. Во внешней памяти хранится все программное обеспечение ПК. Для ее построения используют энергонезависимые носители. Емкость памяти практически не ограничена, но для обращения к ней требуется больше времени, чем к внутренней. Конструктивно ВЗУ отделены от процессора и внутренней памяти, имеют собственное управление.

Внешние устройства: устройства ввода информации: клавиатура, сканеры (читающие автоматы), графические планшеты (для ручного ввода графической информации), манипуляторы (устройства указания) – мышь, джойстик, трекбол, световое перо, сенсорные экраны. устройства вывода информации: принтеры – печатающие устройства для регистрации информации на бумажный носитель, графопостроители (плоттеры) – для вывода графической информации из ПК на бумажный носитель, акустические колонки – для вывода звуковой информации. Модем выполняет функции устройств ввода и вывода информации. Он позволяет соединиться с другим удаленным компьютером с помощью телефонных линий связи и обмениваться информацией между ЭВМ.

Основные принципы действия ЭВМ I. Принцип программного управления последовательностью вычислений. II. Принцип хранимой в памяти программы. Перед решением задачи на ЭВМ программа и исходные данные помещаются в ее память. Предварительно управляющая программа загружается в ОЗУ. ОЗУ содержит некоторое число ячеек, каждая их которых служит для хранения машинного слова. Ячейки нумеруются, номер ячейки называется адресом.

Команды программы в цифровом виде хранятся в памяти наравне с числами. В команде указываются не сами участвующие в операции числа, а адреса ячеек ОП, в которых находятся числа и помещаются результат операций.

В ОЗУ выполняются операции считывания хранимой информации для передачи в другие устройства и записи информации, поступающей из других устройств. При считывании слова из ячейки содержимое последней не меняется и при необходимости слово может быть снова взято из той же ячейки. При записи хранившееся в ячейке слово стирается и его место занимает новое.

При выполнении загруженной программы ЭВМ запрашивает у пользователя необходимые данные и процессор после выполнения указанных в программе команд отправляет результат по системной шине на устройство вывода. Внешняя память сравнительно медленно действует, но способна хранить больший объем информации, чем ОЗУ.

Непосредственно в вычислительном процессе участвует только оперативная память, и лишь после окончания отдельных этапов вычислений из внешней памяти в оперативную передается информация, необходимая для следующего этапа решения задачи. Перед окончанием работы информация из ОЗУ переписывается в ВЗУ, а перед возобновлением работы из ВЗУ переписывается обратно в ОЗУ. Наиболее прогрессивным режимом работы компьютера является диалоговый режим. Выполнение основной программы иногда может приостанавливаться с целью выполнения другого срочного задания. Такой режим работы называется прерыванием. По завершению обслуживания прерывания процессор возвращается к выполнению временно отложенной программы. Прерывание – временный останов выполнения одной программы в целях оперативного выполнения другой, в данный момент более важной (приоритетной) программы. Процессор все время что-то делает, но в то же время ждет внешних прерываний. Систему прерываний (диалог) обеспечивает операционная система.

Дата добавления: 2015-04-24