Файл: Лекции по информатике учебнометодическое пособие.doc

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.):

Возможность ввода программы и исходных данных в па- мять компьютера.
Использование двоичного кода для внутримашинного пред- ставления команд и данных.
Считывание первой команды из ячейки памяти и организа- ция еѐ выполнения.
Организация автоматического управления последователь- ностью выполнения последующих команд.

Для реализации этих принципов компьютер должен быть снабжѐн:

Внешним устройством для ввода/вывода информации.
Арифметико-логическим устройством для выполнения арифметических и логических операций.
Устройством управления для организации порядка выпол- нения программ.
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.

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.