1.2.Упрощенная структура компьютера и принцип его работы.
ТЕМА 1.5. ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА РЕАЛИЗАЦИИ ИНФОРМАЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ
Принцип работы и структура персонального компьютера
Основы построения электронных вычислительных машин в их современном понимании были заложены в е — е годы прошлого века видными учеными: В году Джоном Нейманом на летней сессии Пенсильванского университета был распространен отчет, заложивший основы развития вычислительной техники на несколько десятилетий вперед. Последующий опыт разработки ЭВМ показал правильность основных выводов Неймана, которые в последующие годы развивались и уточнялись. Основные рекомендации, предложенные Нейманом для разработчиков ЭВМ, следующие:. Машины на электронных элементах должны работать не в десятичной, а в двоичной системе счисления. Программа должна размещаться в одном из блоков машины — в запоминающем устройстве ЗУ , обладающем достаточной емкостью и соответствующими скоростями выборки и записи команд программы. Программа так же, как и числа, с которыми оперирует машина, представляется в двоичном коде. Таким образом, по форме представления команды и числа однотипны. Это обстоятельство приводит к следующим важным последствиям:. Арифметические устройства машины конструируются на основе схем, выполняющих операцию сложения. Создание специальных устройств для вычисления других операций нецелесообразно. В машине используется параллельный принцип организации вычислительного процесса операции над словами производятся одновременно по всем разрядам. Архитектура компьютера обычно определяется совокупностью ее свойств, существенных для пользователя. Основное внимание при этом уделяется структуре и функциональным возможностям машины, которые можно разделить на основные и дополнительные. Основные функции определяют назначение ЭВМ: Дополнительные функции повышают эффективность выполнения основных функций: Названные функции ЭВМ реализуются с помощью ее компонентов: Персональный компьютер — это настольная или переносная ЭВМ, удовлетворяющая требованиям общедоступности и универсальности применения. Любая форма человеческой деятельности, любой процесс функционирования технического объекта связаны с передачей и преобразованием информации. Информацией называются сведения о тех или иных явлениях природы, событиях в общественной жизни и процессах в технических устройствах. Информация, воплощенная и зафиксированная в материальной форме, называется сообщением. Сообщения могут быть непрерывными аналоговыми и дискретными цифровыми. Непрерывное сообщение представляется физической величиной электрическим напряжением, током и т. Для дискретного сообщения характерно наличие фиксированного набора элементов, из которых в определенные моменты времени формируются различные последовательности. Компьютеры являются преобразователями информации, в них исходные данные задачи преобразуются в результат ее решения, и они относятся к классу дискретного действия — цифровому. Главной особенностью компьютера является принцип программного управления, на основе которого достигается автоматическое управление процессом решения задачи. Другим важнейшим принципом является принцип хранимой в памяти программы, согласно которому программа, закодированная в цифровом виде, хранится в памяти наравне с числами. В команде указываются не сами участвующие в операциях числа, а адреса ячеек оперативной памяти, в которых они находятся и адрес ячейки, куда помещается результат операции. Работу персонального компьютера ПК кратко можно охарактеризовать следующим образом. Затем в ОЗУ ПК загружается комплекс программ операционная система и исходные данные для вычислений. Эта загрузка может осуществляться с клавиатуры или с одного из дисковых накопителей. Операционная система задает последовательность работы устройств ПК и порядок ввода данных, алгоритмы их обработки и порты вывода результатов. Обычно данные берутся из некоторых ячеек памяти ОЗУ, обрабатываются микропроцессором и затем пересылаются им в другие ячейки памяти. При необходимости полученные результаты через специальные порты направляются для печати на принтер. Структура компьютера — это некоторая модель, устанавливающая состав, порядок и принципы взаимодействия входящих в нее компонентов. На рисунке 1 представлена упрощенная функциональная схема персонального компьютера, на рисунке 2 — его укрупненная структурная схема. Это центральныйблок ПК, предназначенный для управления работой всех блоков машины и для выполнения арифметических и логических операций над информацией рис. В состав микропроцессора входят:. В некоторых моделях ПК к АЛУ подключается дополнительный математический сопроцессор , использующийся для ускоренного выполнения операций над двоичными числами с плавающей запятой, над двоично-кодированными десятичными числами, для вычисления некоторых тригонометрических функций с высокой точностью;. Используется для обеспечения высокого быстродействия машины, ибо основная память не всегда обеспечивает скорость записи, поиска и считывания информации, необходимую для эффективной работы быстродействующего микропроцессора. Интерфейс interface — совокупность средств сопряжения и связи устройств компьютера, обеспечивающая их эффективное взаимодействие. 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, так как каждая операция в машине выполняется за определенное количество тактов. Главная отличительная черта структуры персонального компьютера состоит в наличии системной шины, посредством которой взаимодействуют и обмениваются информацией все его устройства. Компьютер строится по магистрально-модульному принципу, при котором все блоки компьютера связываются между собой системной шиной, предназначенной для обмена данными, адресной и управляющей информацией между составными частями компьютера. Системная шина определяет общий порядок обмена между любыми блоками компьютера, а также максимальное количество используемых устройств ввода-вывода. Она включает в себя шину адреса , шину данных и шину управления. Шина адреса и шина данных необходимы для передачи с микропроцессора адреса нужных ячеек, и затем считывания с них или записи в них соответствующих данных. Для обеспечения взаимодействия между отдельными узлами компьютера имеется шина управления, передающая управляющие сигналы, которыми обмениваются друг с другом устройства ПК. Кроме этого имеется шина питания , имеющая провода и схемы сопряжения для подключения блоков ПК к системе энергопитания. Шины ПК характеризуются двумя основными параметрами — разрядностью и скоростью передачи по ним цифровых сигналов. Особенно важна разрядность шины данных — она должна соответствовать разрядности микропроцессора. Все внешние устройства, а точнее их порты ввода-вывода, через соответствующие унифицированные разъемы стыки подключаются к шине единообразно: Управление системной шиной осуществляется микропроцессором либо непосредственно, либо через дополнительную микросхему — контроллер шины , формирующий основные сигналы управления. Она предназначена для хранения и оперативного обмена информацией с прочими блоками машины. Основная память включает два вида запоминающих устройств: ПЗУ обычно выполнено в виде микросхемы, запаянной в материнскую плату, и не подлежит замене. Информация, записанная в ПЗУ, не может быть изменена пользователем, что хорошо отражено в английском варианте ее названия Read Only Memory — память только для чтения. В этой памяти хранятся программы тестирования основных узлов компьютера, инициирования загрузки операционной системы и обслуживания операций по вводу и выводу данных. ОЗУ предназначено для хранения информации программ и данных , непосредственно участвующей в вычислительном процессе на текущем этапе функционирования ПК. ОЗУ — энергозависимая память: Она используется для долговременного хранения любой информации, которая может когда-либо потребоваться для решения задач. В частности, во внешней памяти хранится все программное обеспечение компьютера. К внешней памяти относятся разнообразные виды запоминающих устройств запоминающие устройства на кассетной магнитной ленте стримеры , накопители на оптических дисках CD-ROM , но наиболее распространенными, имеющимися практически на любом компьютере, являются накопители на жестких НЖМД и гибких НГМД магнитных дисках. Назначение этих накопителей — хранение больших объемов информации, запись и выдача хранимой информации по запросу в оперативное запоминающее устройство подробнее см. Блок питания выполняет две критические функции: 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. Под периферийным понимают любое устройство, конструктивно отделенное от центральной части ПК микропроцессора и основной памяти , имеющее собственное управление и выполняющее запросы микропроцессора без его непосредственного вмешательства. Графический планшет — это два устройства — сам планшет и перо. Перо при контакте с планшетом испускает специальные сигналы, говорящие ему о том, каким цветом нужно нарисовать в компьютере тот или иной элемент, какой толщины должен быть штрих и т. Используется компьютерными художниками, дизайнерами. По внешнему виду не слишком отличаются от обычного фотоаппарата, да и выпускаются теми же фирмами, что и обычные фотокамеры. Разница состоит в том, что вместо пленки цифровой фотоаппарат использует специальный элемент памяти, который сохраняет переданную с объектива картинку в виде несжатого TIFF или сжатого с некоторой потерей качества файла JPEG-компрессия. Позднее получившийся файл передается в компьютер, а затем его можно обработать в любом графическом редакторе и, если нужно, отпечатать, как обычную фотографию, на специальном принтере. К этой же группе устройств ввода информации можно отнести цифровые видеокамеры и мобильные телефоны;. Чтобы компьютер мог записывать такие сигналы на магнитные диски и обрабатывать их, сигналы должны быть преобразованы из аналоговой в цифровую форму. Это достигается с помощью специального устройства - аналого-цифрового преобразователя АЦП ;. В отличие от синтезаторов, MIDI—клавиатура сама не в состоянии издавать звуки: Эта роль отдана звуковой карте. Роль такой клавиатуры — отдавать встроенному синтезатору команды: Принтеры позволяют получить твердую копию документа. Наиболее распространенные типы принтеров: Их используют при автоматизированном проектировании;. Используется для взаимодействия с игровыми программами;. Устройства связи и телекоммуникации используются для связи с приборами и другими средствами автоматизации и для подключения ПК к каналам связи, к другим ЭВМ и вычислительным сетям. Он позволяет через обыкновенную телефонную линию работать в сети Internet. Модем выполняет следующие функции: Конструктивно ПК выполнены в виде центрального системного блока, к которому через разъемы подключаются внешние устройства: Системный блок обычно включает в себя системную плату, блок питания, накопители на дисках, разъемы для дополнительных устройств и платы расширения с контроллерами — адаптерами внешних устройств. На системной плате чаще ее называют материнской платой — Mother Board , как правило, размещаются:. Микропроцессор МП центральный процессор — Central Processing Unit CPU — функционально законченное программно-управляемое устройство обработки информации, выполненное в виде одной или нескольких больших или сверхбольших интегральных схем. Он решает все общие вычислительные задачи и согласовывает работу памяти, видеоадаптера, дисковых накопителей и других компонентов системы. Процессор — это необычайно сложная микросхема, подключающаяся на большинстве ПК непосредственно к материнской плате, но иногда устанавливаемая и на дочерней плате, которая, в свою очередь, подключается к материнской посредством специализированного слота. Разрядность шины данных МП определяет разрядность ПК в целом; разрядность шины адреса МП — его адресное пространство. C по принципу единогласия Excel. Функции работы с базой данных HandMade - Изделия ручной работы I. Общие указания по выполнению курсовой работы I. Графическое оформление работы II. Конкурсная комиссия, порядок работы II. Материал для самостоятельной работы II. Астрономия Биология География Другие языки Интернет Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Механика Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Транспорт Физика Философия Финансы Химия Экология Экономика Электроника.
Суть его заключается в следующем: Программа представляет собой последовательность команд , которые может выполнять компьютер. Каждая команда реализует определенную элементарную операцию по обработке данных. Например, это могут операции выборки из памяти или записи в память данных, арифметические операции над данными сложение, вычитание, умножение, деление , операции сравнения данных и т. Здесь и далее под термином данные будем понимать порции информации , связанной с решаемой на компьютере задачей, которые хранятся в его памяти в закодированном виде в виде двоичных кодов, то есть последовательностей из нулей и единиц. Команда также представляет собой двоичный код, определяющий какую операцию и над какими данными необходимо выполнить. Весь набор команд, которые может выполнять компьютер некоторого типа, принято называть его машинным внутренним языком или языком машинных команд. Таким образом, чтобы решить на компьютере любую задачу вычислительную, обработки текста, графики и т. Этот принцип предложен в году выдающимся математиком венгерского происхождения Джоном фон Нейманом и заключается в том, что компьютеру в произвольный момент времени доступна любая ячейка его основной оперативной памяти, причем время доступа время чтения или записи данного одинаково для всех ячеек. Основная память компьютера разбита на минимально допустимые ячейки памяти, именуемые байтами. Байты памяти пронумерованы и для доступа к ним используются их порядковые номера — адреса байт. При этом общее число N байт памяти называется объемом основной памяти. В общем случае ячейка памяти для хранения данного в зависимости от его типа может занимать не только один байт, но и несколько последовательных байт. Кроме того, у компьютера, помимо основной памяти, имеются еще и другие виды памяти см. Этот принцип также был предложен Джоном фон Нейманом. Он состоит в том, что программа решения задачи при ее выполнении также хранится в основной памяти наряду с обрабатываемыми данными. Это означает, например, что команды одной программы могут быть результатом выполнения другой программы, то есть очень трудоемкий процесс создания программ на языке машинных команд можно возложить на сам компьютер. При сдаче лабораторной работы, студент делает вид, что все знает; преподаватель делает вид, что верит ему. I основные типы механистических структур I. Основные направления внешней политики I. Основные начала функционирования политической систем I. Основные положения Земской реформы г. Основные понятия и законы химии. Атомные и молекулярные массы. Основные права граждан I. Основные структурные элементы формирования личности как исходная позиция учебного плана I. Функции и основные направления деятельности ПРФ II. Возникновение и основные черты народничества II. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Принципы работы и структура компьютера В основу работы компьютера положены следующие основные принципы. Принцип программного управления Данный принцип предложен в середине XIX века английским математиком Августой Адой Лавлейс. Принцип произвольного доступа к ячейкам основной памяти Этот принцип предложен в году выдающимся математиком венгерского происхождения Джоном фон Нейманом и заключается в том, что компьютеру в произвольный момент времени доступна любая ячейка его основной оперативной памяти, причем время доступа время чтения или записи данного одинаково для всех ячеек. Основная память байты памяти с их номерами
Что стало с актерами бразильских сериалов
Через сколько можно накачать пресс
Проблемы с микрофоном iphone 6
Как оформить чертеж в компасе
Приливы жара перед месячными причины