20
Содержание
Введение 3
1. Структура ЭВМ и принцип ее работы 4
2. Физические характеристики компонентов ЭВМ. Центральный процессор. Память, объем памяти. 13
Заключение 20
Список литературы 21
Введение
Персональный компьютер (ПК) или персональная ЭВМ (ПЭВМ) -- электронная вычислительная машина, с которой может работать пользователь, не являющийся профессиональным программистом.
Она характеризуется развитым (дружественным) человеко-машинным интерфейсом, малыми габаритами, массой, относительно невысокой стоимостью и многофункциональностью (универсальностью) применения.
Одним из основных достоинств ПЭВМ, обеспечивших им потрясающий успех, явился принцип открытой архитектуры, заключающийся в том, что при проектировании ПЭВМ регламентируются и стандартизируются только принцип действия компьютера и его конфигурация (определенная совокупность аппаратных средств и соединений между ними). Построение ПЭВМ не единым неразъемным устройством, а на основе принципа открытой архитектуры (модульности построения) обеспечивает возможность их сборки из отдельных узлов и деталей, разработанных и изготовленных независимыми фирмами-изготовителями. Кроме того, такой компьютер легко расширяется и модернизируется за счет наличия внутренних расширительных разъемов, позволяющих пользователю добавлять разнообразные устройства, удовлетворяющие заданному стандарту, и тем самым устанавливать конфигурацию своей ЭВМ в соответствии со своими личными предпочтениями. Специалисты часто называют такие операции upgrade (расширить, обновить).
Цель данной работы рассмотреть функционально-структурную организацию ЭВМ.
Задачи:
- Рассмотреть состав и назначение основных блоков компьютера.
- Рассмотреть основные характеристики компонентов ЭВМ (центрального процессора и памяти).
Методологической и теоретической основой при написании работы послужила учебная литература и труды отечественных и зарубежных авторов.
Структура ЭВМ и принцип ее работы
Исторически компьютер появился как машина для вычислений и назывался электронной вычислительной машиной -- ЭВМ. Структура такого устройства была описана знаменитым математиком Джоном фон Нейманом в 1945 г
Структура компьютера - это некоторая модель, устанавливающая состав, порядок и принципы взаимодействия входящих в нее компонентов. Информатика: Учебник. Под ред. Макаровой Н. В. М.: Финансы и статистика, 2000.
Структура современного персонального компьютера представлена на рисунке ниже. Акулов О. А., Медведьев Н. В. Информатика: базовый курс. М.: Омега-Л, 2006
Рассмотрим принцип взаимодействия основных устройств.
Материнская (системная) плата -- важнейший элемент ПК, на ней размещаются устройства непосредственно осуществляющие процесс обработки информации (вычислений), как правило это микропроцессор, внутренняя память, системная шина, контроллер клавиатуры, генератор тактовой частоты, контроллер прерываний, таймер и др. Схемы, управляющие другими внешними устройствами компьютера, как правило, находятся на отдельных платах, вставляемых в унифицированные разъемы (слоты) на материнской плате. Через эти разъемы контроллеры устройств подключаются непосредственно к системной магистрали передачи данных в компьютере -- шине. Иногда эти контроллеры могут располагаться на системной плате. Наборы микросхем, на основе которых исполняются системные платы, называют чипсетами. Материнские платы различаются по типу процессоров, которые могут быть установлены на них, и названия фирм, их выпускающих. На материнских платах находятся специальные перемычки -- джамперы, позволяющие подстроить ее под тип процессора и других устройств, устанавливаемых на ней.
Все дополнительные устройства взаимодействуют с процессором и оперативной памятью через системную магистраль передачи данных -- шину. Виды слотов расширения различаются по типу шины. Данные могут передаваться между внешними устройствами и процессором, оперативной памятью и процессором, внешними устройствами и оперативной памятью или между устройствами ввода-вывода. Шина характеризуется типом, разрядностью, частотой и количеством подключаемых внешних устройств. При работе с оперативной памятью шина проводит поиск нужного участка памяти и обменивается информацией с найденным участком. Эти задачи выполняют две части системной шины: адресная шина и шина данных.
Аппаратно-логические устройства, отвечающие за совместное функционирование различных компонентов, называют интерфейсами. Современный компьютер заполнен разными интерфейсами, обеспечивающими всеобщее взаимодействие. На интерфейсы существуют стандарты.
Совокупность интерфейсов, реализованных в компьютере, образует то, что называют архитектурой компьютера.
Для добавления в ПК нового дополнительного устройства необходим контроллер -- устройство, аппаратно согласовывающее работу системы и дополнительного устройства. Кроме того, необходим драйвер этого устройства -- программа, позволяющая программно связать это устройство с системой в целом.
Контроллер должен учитывать аппаратные особенности подключаемого устройства, а драйвер должен позволить операционной системе, используя стандартный набор командных запросов, управ-лять нестандартным устройством.
Драйвер выступает в роли «переводчика» с языка операционной системы на язык конкретного устройства, контроллер выступает в роли аппаратного «мостика» между системой в целом и дополнительным устройством.
Центральной частью компьютера является системный блок, с присоединенными к нему клавиатурой, монитором и мышью. Системный блок и монитор независимо друг от друга подключаются к источнику питания -- сети переменного тока. В современных компьютерах дисплей и системный блок иногда монтируются в едином корпусе.
В системном блоке располагаются все основные устройства компьютера:
- микропроцессор --- мозг компьютера, который выполняет поступающие на его вход команды: проводит вычисления и управляет работой остальных устройств ПК;
- оперативная память, предназначенная для временного хранения программ и данных;
- контроллеры, предназначенные для независимого от процессора управления отдельными процессами в работе ПК;
- накопители на гибких магнитных дисках, используемые для чтения и записи на дискеты;
- накопитель на жестком магнитном диске, предназначенный для чтения и записи на жесткий магнитный диск (винчестер);
- дисководы для компакт-дисков, обеспечивающие возможность чтения данных с компьютерных компакт-дисков и проигрывания аудиокомпакт-дисков, а также запись инфор-мации на компакт-диск;
- блок питания, преобразующий электропитание сети в постоянный ток, подаваемый на электронные схемы компьютера;
- счетчик времени, который функционирует независимо от того, включен компьютер или нет;
- другие устройства. Лесничая И.Г. Информатика и информационные технологии. Учебное пособие. М.: Издательство Эксмо, 2007
Все компоненты ПК по их функциональному отношению к работе с информацией можно условно разделить на:
- устройства обработки информации (центральный процессор, специализированные процессоры);
- устройства хранения информации (жесткий диск, CD-ROM, оперативная память, др.);
- устройства ввода информации (клавиатура, мышь, микро-фон, сканер и т.д.);
- устройства вывода информации (монитор, принтер, акусти-ческая система и т.д.).
Микропроцессор (МП), или центральный процессор {CPU, от англ. Central Processing Unit) -- основной рабочий компонент компьютера, который выполняет арифметические и логические операции, заданные программой, управляет вычислительным процессом и координирует работу всех устройств компьютера. Акулов О. А., Медведьев Н. В. Информатика: базовый курс. М.: Омега-Л, 2006
Генератор тактовых импульсов. Он генерирует последовательность электрических импульсов; частота генерируемых импульсов определяет тактовую частоту машины.
Промежуток времени между соседними импульсами определяет время одного такта работы машины или просто такт работы машины.
Частота генератора тактовых импульсов является одной из основных характеристик персонального компьютера и во многом определяет скорость его работы, ибо каждая операция в машине выполняется за определенное количество тактов.
Системная шина. Это основная интерфейсная система компьютера, обеспечивающая сопряжение и связь всех его устройств между собой.
Все блоки, а точнее их порты ввода-вывода, через соответствующие унифицированные разъемы (стыки) подключаются к шине единообразно: непосредственно или через контроллеры (адаптеры). Управление системной шиной осуществляется микропроцессором либо непосредственно, либо, что чаще, через дополнительную микросхему -- контроллер шины, формирующий основные сигналы управления. Обмен информацией между внешними устройствами и системной шиной выполняется с использованием ASCII-кодов.
Память (внутренняя -- системная, включающая ОЗУ и ПЗУ и внешняя дисковая). ПЗУ (от англ. ROM, Read Only Memory -- память только для чтения) служит для хранения неизменяемой (постоянной) программной и справочной информации. ОЗУ (от англ. RAM, Random Access Memory -- память с произвольным доступом) предназначено для оперативной записи, хранения и считывания информации (программ и данных), непосредственно участвующей в информационно-вычисли-тельном процессе, выполняемом ПК в текущий период времени. Дисковая память относится к внешним устройствам ПК и используется для долговременного хранения любой информации, которая может когда-либо потребоваться для решения задач, в ней, в частности, хранится все программное обеспечение компьютера. В качестве устройств внешней памяти размещаемых в системном блоке, используются накопители на жестких (НЖМД) и гибких (НГМД) магнитных дисках, накопители на оптических дисках (НОД) и др;
Таймер. Это внутримашинные электронные часы, обеспечивающие при необходимости автоматический съем текущего момента времени (год, месяц, часы, минуты, секунды и доли секунд). Таймер подключается к автономному источнику питания -- аккумулятору и при отключении машины от сети продолжает работать.
Страницы: 1, 2
