Логическое устройство компьютера

Структура ПК

Принцип работы компьютера

1. В начале с помощью какого-либо внешнего устройства в память компьютера вводится программа.

2. УУ считывает содержимое ячейки памяти, где находится первая инструкция (команда) программы.

3. УУ организует выполнение этой команды (выполняются арифметические или логические операции).

4. После выполнения арифметическо-логических операций полученный результат УУ может записать в память или вывести этот результат из памяти на Внешнее устройство.

5. УУ считывает следующую команду для выполнения арифметическо-логических операций или запрашивает ввод данных из внешнего устройства в память.

2. Архитектура IBM-совместимого компьютера

Архитектура – это наиболее общие принципы построения ЭВМ, реализующие программное управление работой и взаимодействием основных ее функциональных узлов.

IBM РС (International Business Machines Personal Computer) – это персональный компьютер американской фирмы IBM, впервые появившийся в 1981 г. В IBM PC был заложен принцип открытой архитектуры (совместимости устройств), предусматривающий возможность дополнения имеющихся аппаратных средств новыми устройствами без замены старых. Пример. Наращивать оперативную память, подключать новые периферийные устройства.

Структура компьютера – это модель, устанавливающая состав, порядок, принципы взаимодействия входящих в нее компонентов.

Структурно современный ПК состоит из двух основных частей:

- центральная

- периферийная

Включает 4 основные устройства: системный блок, клавиатура, дисплей (монитор), мышь.

Системный блок состоит:

- системную плату

- накопители на дисках (гибких, жестких);

- дисководы для компакт-дисков, обеспечивающие возможность чтения данных с компакт-дисков, записи информации на компакт-диск;

- блок питания, преобразующий электропитание сети в постоянный ток;

- разъемы для дополнительных устройств

- платы расширения с контроллерами–адаптерами внешних устройств.

Системная плата (материнская) состоит:

- микропроцессор;

- математический сопроцессор;

- микросхемы ОЗУ, ПЗУ (BIOS);

- адаптеры клавиатуры, НЖМД, НГМД;

- системная магистраль (шина);

- вспомогательные микросхемы (преобразователь напряжения, тактовый генератор, таймер и др.)

1) Микропроцессор (центральный МП) – программно управляемое устройство, предназначенное для обработки информации под управлением программы, находящейся в оперативной памяти.

Конструктивно это большая интегральная схема, представляющая собой кремниевый кристалл в пластмассовом, керамическом (металлокерамическом) корпусе, на котором расположены выводы для приема и выдачи электрических сигналов.

Основные функции – выполнение вычислений, пересылка данных между внутренними регистрами, управление ходом вычислительного процесса. Он взаимодействует с оперативной памятью и контроллерами системной платы.

Состав МП:

- центральное устройство управления;

- арифметико-логическое устройство;

- внутренняя регистровая память;

- КЭШ-память;

- схемы управления системной шиной и др.

Основные характеристики МП:

- модель (отличаются модификацией процессоров)

Фирма INTEL: 8086, 80286, 80386 SX, 80386, 80486, Pentium, PentiumPro, Pentium II-III-IV, Celeron, Xeon. (различия между Pentium и Celeron – размером КЭШ-памяти). Они приведены в порядке возрастания производительности и цены.

Компания AMD: Athlon, Duron, Opteron.

Фирма Apple: PowerPC

Фирма Digital: Alpha (в мини-ЭВМ, суперкомпьютерах).

Фирма Cyrix: MediaGX

Фирма IBM: IBM PC AT.

- тактовая частота – это количество тактов (элементарных операций), производимых процессором за 1 секунду. Измеряется в МГц, ГГц. Чем выше тактовая частота, тем выше производительность.

Процессор Pentium имеет – 60 МГц - 2,4 ГГц.

Процессор Intel Xeon имеет - 2,4 - 3,0 ГГц (в будущем - 3,4 ГГц миллиарда операций в 1 с).

- разрядность – это количество двоичных разрядов, которые процессор обрабатывает за один такт. Современные процессоры имеют разрядность 64, т.е. имеют 64-разрядную шину данных (за один такт он обрабатывает 64 бита).

2) Математический сопроцессор – специализированная интегральная микросхема, работающая во взаимодействии с центральным процессором.

Предназначен для выполнения сложных математических и физических операций с плавающей точкой, задач моделирования, для работы с трехмерной графикой, электронными таблицами, издательскими пакетами.

3) Память.

ЗУ ПК (память) предназначены для хранения и оперативного обмена информацией с прочими блоками машины.

Характеристики памяти:

- объем хранимой информации;

- время доступа к памяти (секунды);

- плотность записи информации (бит/см²).

ПК имеют 4 иерархических уровня памяти: микропроцессорную память, регистровую КЭШ-память, основную память, внешнюю память.

Основная память:

- постоянное запоминающее устройство (ПЗУ)

- оперативное запоминающее устройство (ОЗУ).

ПЗУ - ROM (Read Only Memory) служит для хранения постоянной программной и справочной информации, позволяет оперативно считывать хранящуюся в нем информацию (изменить информацию нельзя). Функция - хранение BIOS (базовая система ввода-вывода). В BIOS содержится SETUP – программа настройки конфигурации компьютера.

ОЗУ (RAM) служит для оперативной записи, хранения, считывания информации (программ и данных). Конструктивно представляет собой набор микросхем, размещенных на одной плате. От объема оперативной памяти зависит работа компьютера с той или иной программой (256-512 Мб).

Достоинства ОЗУ - высокое быстродействие, возможность обращения к каждой ячейке памяти отдельно.

Недостаток ОЗУ – энергозависимость. Невозможность сохранения информации в ней после выключения питания машины.

Внешняя память. Относится к внешним устройствам ПК. В ней хранится все программное обеспечения компьютера. Внешняя память содержит – НЖМД, НГМД, CD-ROM, CD-R, CD-RW, DVD, флэш-память.

Назначение – хранение больших объемов информации, запись и выдача хранимой информации по запросу в ОЗУ.

Дата добавления: 2014-01-06