Материал: Лекции по информатике учебнометодическое пособие

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

Принципы работы электронной вычислительной


системы

Переход от механического принципа работы счѐтных элемен- тов к электронному в развитии вычислительной техники ознамено- вался резким увеличением быстродействия и объѐма памяти компью- теров. Это учѐл Джон фон Нейман в своѐм докладе при формулиров-

ке основных принципов, по которым должны функционировать и строиться компьютеры (1945 г.):

      1. Возможность ввода программы и исходных данных в па- мять компьютера.

      2. Использование двоичного кода для внутримашинного пред- ставления команд и данных.

      3. Считывание первой команды из ячейки памяти и организа- ция еѐ выполнения.

      4. Организация автоматического управления последователь- ностью выполнения последующих команд.

Для реализации этих принципов компьютер должен быть снабжѐн:

  1. Внешним устройством для ввода/вывода информации.

  2. Арифметико-логическим устройством для выполнения арифметических и логических операций.

  3. Устройством управления для организации порядка выпол- нения программ.

  4. Запоминающим устройством для хранения программ и дан-

ных.

Принципиальная схема взаимодействия перечисленных выше

устройств представлена на рис. 3.1.





Рис. 3.1. Общая схема организации связей в компьютере (одинарные стрелки пути и направления передачи управляющих сигналов, двойные пути

и направления движения информации).

Принципы,
изложенные в докладе Джона фон Неймана ис- пользуются в компьютерах всех поколений, конечно с детализацией способов реального воплощения указанных блоков и способов орга- низации связей между ними.
    1. Состав и назначение основных элементов персонального компьютера


Обобщающие термины

  • вычислительная техника: совокупность устройств, предна- значенных для автоматической или автоматизированной обработки данных;

  • вычислительная система: набор взаимодействующих меж- ду собой устройств и программ, предназначенный для обслуживания одного рабочего участка;

  • архитектура ЭВМ: описание принципов действия, инфор- мационных связей и взаимного соединения основных узлов компью- тера.

  • конфигурация аппаратная / программная: состав аппарат- ных / программных средств, входящих в вычислительную систему;

  • hardware: совокупность аппаратных средств компьютера.

Виды внутренней памяти


  • оперативная(ОЗУ): энергозависимая. Тип памяти: RAM (Random Access Memory) – память прямого доступа. Это озна- чает, что время обращения к любой ячейке памяти одинаково;

  • кэш-память: энергозависимая. Сверхоперативное ЗУ не- большого объѐма для обмена информацией между ОЗУ и микропро- цессором. Компенсирует разницу в скорости работы этих устройств;

  • постояннаяпамять(ПЗУ): энергонезависимая, предна- значена для хранения BIOS (basic input/output system), программ за- пуска и остановки компьютера. Тип памяти ROM ( Read Only Memo- ry) – только для чтения;

  • CMOS RAM: энергонезависимая, энергопотребление обес- печивается внутренней батарейкой. Используется для хранения ин- формации о конфигурации и составе оборудования компьютера, а также о режимах его работы;

  • flashmemory: энергонезависимая, перепрограммируемая постоянная память;

  • видеопамять (VRAM): энергозависимая, предназначена для хранения закодированных изображений.

Виды внешней памяти (ВЗУ)


ВЗУ используют для длительного хранения программ и дан- ных в двоичном коде. Все виды памяти этого назначения энергонеза- висимые.

  • жѐсткийдиск, винчестер, HDD: Hard Disk Drive;

  • гибкий диск, Floppy Disk: в настоящее время практически не используется;

  • оптические диски: CD-ROM (Compact Disk Read Only Mem- ory) – одноразовая заводская запись, далее – только считывание. CD- R (Compact Disk Recordable) – одноразовая запись на компьютере, далее – только считывание. CD-RW (Compact Disk ReWriteable) многократная перезапись на компьютере. Емкость от 700 Мб до 1,5 Гб;

  • цифровые видеодиски: DVD-ROM, DVD-R, DVD-RAM, DVD-RW. Емкость до 17 Гб;

  • стримеры накопители на магнитных лентах, используются для резервного копирования больших объѐмов информации.

Процессор


  • центральный процессор содержит: УУ (устройство управ- ления), АЛУ (арифметико-логическое устройство), регистры (эле- менты памяти), счѐтчик команд, кэш-память, математический сопро- цессор. Крепится на материнской плате. Основные параметры: так-товая частота – влияет на скорость выполнения команд (от МГц до ГГц) и длинамашинногослова количество бит, которое может быть обработано за один такт (обычно кратно байтам)

  • триггер, разряд электронная схема для хранения одной двоичной цифры;

  • регистр – ячейка памяти процессора для кратковременного хранения данных или команды в процессе еѐ выполнения.

Системный блок


  • материнская (системная) плата: используется для креп- ления основных устройств компьютера (процессора, ОЗУ, ПЗУ, Кэш- память, интерфейсные схемы шин, гнѐзда расширений (слотов), обя- зательные системные средства ввода/вывода).

  • шина (магистраль, системная шина): включает в себя ши-нуданных(разрядность 8, 16, 32, 64 бита), шинуадресов(разряд-

ность 16, 20, 24, 32, 36 битов) и шину управления. Обеспечивает об- мен информацией между процессором и устройствами компьютера.

Реализуется как пучок проводов, по каждому из которых передаѐтся 1 бит информации. Совокупность проводов, по которым передаются адреса ОЗУ, адресная шина, данных из этих адресов – шина дан-ных, сигналов, определяющих характер обмена информацией по ма- гистрали (считывание, запись, синхронизация обмена информацией между устройствами и т.д.) – шинауправления.

  • порты: разъемы, с помощью которых к компьютеру под- ключаются внешние устройства. Они выведены на заднюю панель системного блока.

  • последовательные порты (COM1, COM2): передают элек- трические импульсы один за другим. К ним подключают мышь и внешний модем.

  • параллельныйпорт(LTP): обеспечивает более высокую скорость передачи информации, чем последовательные, так как пере- дает одновременно 8 электрических импульсов, к нему подключают принтер.

  • USB-порты (Universal Serial BUS – универсальная последо- вательная шина): обеспечивают высокоскоростное подключение пе- риферийных устройств: сканеров, цифровых камер.

  • PS/2-порт: обычно подключается клавиатура.
Источник: https://files.student-it.ru/previewfile/157483