Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Архитектура современных компьютеров. Основные устройства компьютера, их функции и взаимосвязь




Компьютер — это универсальное (многофункциональное) программно управляемое устройство для хранения, обработки и передачи информации.

Архитектура ПК — это общее описание структуры и функций компьютера на уровне, достаточном для понимания принципов его работы.

Несмотря на огромное разнообразие, подавляющее большинство современных компьютеров построено с использованием общих принципов:

Собраны по принципу открытой архитектуры. Спецификации на создание тех или иных устройств разрабатываются отраслевыми объединениями и известны всём заинтересованным производителям. Это позволяет собирать компьютеры, подбирая комплектующие в зависимости от заявленных критериев. Архитектуры также предусматривают обмен данными с любыми устройствами — это позволяет разрабатывать устройства любого назначения, не предусматривавшиеся при проектировании.

Соблюдается магистрально-модульный принцип построения. В соответствии с этим принципом, компьютер представляет собой набор блоков, взаимодействующих на основе общего канала обмена информацией. Каждый блок выполняет специализированные операции. Обмениваются блоки данными по общему каналу (шине). Микросхемы поддержки шины и средства взаимодействия блоков собраны на основной плате компьютера — материнской. Такая архитектура позволяет организовать обработку любых данных, которые могут быть представлены в цифровой форме.

В 1945 году в своем докладе математик Джон фон Нейман описал, как должен быть устроен компьютер для того, чтобы быть универсальным устройством для работы с информацией. Эти принципы носят его имя; говорят о принципах фон Неймана или об архитектуре фон Неймана:

принцип программного управления, согласно которому программа состоит из набора команд, которые выполняются процессором друг за другом в определенной последовательности;

принцип однородности памяти, согласно которому программы и данные хранятся в одной и той же памяти (оперативном запоминающем устройстве — ОЗУ);

принцип адресности, согласно которому основная память состоит из пронумерованных ячеек и процессору в любой момент времени доступна любая ячейка.

Конструктивно современные компьютеры реализуются в виде взаимодействующих специализированных устройств, созданных из микросхем (основные модули - СБИС), напаянных на печатных платах.

Процессор — центральное устройство компьютера, выполняющее все арифметические и логические операции и управляющее другими устройствами компьютера.

Внутренняя память компьютера делится на две части. ОЗУ — оперативное запоминающее устройство — быстрая, полупроводниковая, энергозависимая память, хранит данные, с которыми непосредственно работает процессор. Используется для чтения и для записи информации в адресные ячейки памяти.

ПЗУ — постоянное запоминающее устройство — энергонезависимая память.

В ПЗУ хранится информация, присутствие которой постоянно необходимо в компьютере (программы проверки оборудования и первоначальной загрузки ПК). ПЗУ — это память только для чтения, микросхема программируется один раз в заводских условиях.

Объем оперативной памяти, тактовая частота и разрядность процессора — это основные характеристики компьютера.

Данные и программы для обработки сохраняются в оперативной памяти, для сохранения их при отключении электропитания используются различные устройства внешней памяти (накопители на жестких («винчестер»), гибких магнитных дисках и оптических дисках (CD, DVD-диски)).

Периферийные устройства служат для увеличения функциональных возможностей компьютера, удобства ввода и вывода информации.

 

Основные виды устройств и их взаимодействие показаны на следующей схеме:

 

Для ввода данных в компьютер и демонстрации результатов обработки применяются различные устройства ввода/вывода (от клавиатуры до принтера).

К компьютеру могут быть подключены как внешние устройства (т. е. вне корпуса компьютера), так и внутренние. Внешние устройства подключаются с помощью специальных преобразователей сигналов (адаптеров) или более сложных устройств управления (контроллеров).

Для подавляющего большинства современных устройств разного назначения предусмотрены стандартные средства подключения — адаптеры и контроллеры, которые уже смонтированы на материнской плате компьютера.

Для обеспечения возможности установки и подключения устройств предусмотрены либо разъемы подключения внешних и внутренних устройств (USB, FireWire, различные шины подключения устройств внешней памяти) либо возможность установки дополнительной платы-контроллера или адаптера в резервные разъемы системной шины.







Дата добавления: 2015-06-15; просмотров: 2713. Нарушение авторских прав


Рекомендуемые страницы:


Studopedia.info - Студопедия - 2014-2019 год . (0.001 сек.) русская версия | украинская версия