Файл: Устройство персональных компьютеров.pdf

Перечислим основные функции микропроцессора:

• выборка команд из ОЗУ;

•декодирование команд (т.е. определение назначения команды, способа ее исполнения и адресов операндов);

• выполнение операций, закодированных в командах;

• управление пересылкой информации между своими внутренними регистрами, оперативной памятью и внешними (периферийными) устройствами;

• обработка внутрипроцессорных и программных прерываний;

• обработка сигналов от внешних устройств и реализация соответствующих прерываний;

• управление различными устройствами, входящими в состав компьютера. [ Родин, В. В. Канал ввода информации в ПЭВМ / В. В. Родин, О. Б. Шекера, В. Н. Ширчков // Учебный эксперимент в высшей школе. – 2005. – № 1. – С. 66].

Внутреннее устройство микропроцессоров очень сложно (вспомним три миллиона транзисторов в “Pentium”). Даже если попытаться рассмотреть наиболее общую схему основных функциональных узлов, и то получится достаточно сложная картина. К тому же внутреннее устройство МП сильно зависит от его марки, а стало быть изучение структуры одного процессора не обязательно помогает понять работу другого. Следует признать нецелесообразным для пользователя (и даже, может быть, для программиста) изучение инженерных деталей процессора современной ЭВМ, и ограничиться, как это принято делать, только теми функциональными узлами, которые доступны программно. При таком подходе оказывается, что МП имеют много общего, и становятся отчетливо видны некоторые закономерности их внутреннего устройства. Кроме того, исчезает пугающая сложность и возникает приятное и полезное чувство, что компьютер – это не какая-то там “вещь в себе” и его поведение можно понять. .[ Попов, Т. А. Устройство ввода информации в ПЭВМ / Т. А. Попов, В. В. Родин // Проблемы и перспективы развития отечественной светотехники, электротехники и энергетики : сборник научных трудов XI Международной научно-технической конференции в рамках II Всероссийского светотехни- ческого форума с международным участием (г. Саранск, 3–4 дек. 2013 г.). – Саранск : Афанасьев В. С., 2013. – С. 433].

Микропроцессор (центральный микропроцессор, CPU) – программно управляемое устройство, предназначенное для обработки информации под управлением программы, находящейся сейчас в оперативной памяти. Конструктивно представляет собой небольшую микросхему, находящуюся внутри системного блока и установленную на материнской плате, связанную с материнской платой интерфейсом процессорного разъема (Socket).

Маленькие микропроцессоры (их размер можно сравнить с кусочком сахара или мобильным телефоном) являются своего рода локомотивом компьютера и часто самым дорогим внутренним его компонентом. Процессор в основном считывает данные из памяти, манипулирует ими и возвращает их обратно в память или передает на внешние устройства, например, монитор или принтер.[ Евстифеев, А. В. Микроконтроллеры AVR семейства Mega : Руководство пользователя / А. В. Ев- стифеев. – Москва : Додэка -XXI, 2007. – C. 432].

Микропроцессор может обрабатывать данные любой природы: текст, числа, графика, звук и др. Это возможно потому, что данные перед использованием на компьютере преобразовываются к простейшему виду, представляются в двоичном коде, “оцифровываются”. Физически это может выглядеть как чередование намагниченных и размагниченных участков жесткого диска, отражающих и не отражающих луч участков компакт-диска, передаваемых сигналов напряжения высокого и низкого уровня и т.д.[ Попов, Т. А. Устройство ввода информации в ПЭВМ / Т. А. Попов, В. В. Родин // Проблемы и перспективы развития отечественной светотехники, электротехники и энергетики : сборник научных трудов XI Международной научно-технической конференции в рамках II Всероссийского светотехни- ческого форума с международным участием (г. Саранск, 3–4 дек. 2013 г.). – Саранск : Афанасьев В. С., 2013. – С. 433].

Для описания работы цифровых устройств используется двоичная система счисления, Булева логика, законы алгебры логики.

Основными характеристиками процессора являются:

• быстродействие – количество операций, производимых в 1 секунду, измеряется в бит/сек. Каждая последующая модель имеет более высокую производительность по сравнению с предыдущей. Современные процессоры обладают расширением ММХ (MultiMediaeXtention – расширение мультимедиа);
• тактовая частота – количество тактов, производимых процессором за 1 секунду. Операции, производимые процессором, не являются непрерывными, они разделены на такты. Эта характеристика определяет скорость выполнения операций и непосредственно влияет на производительность процессора. Процессор Pentium и его модификации имеют тактовые частоты от 60 МГц до 1,5 ГГц (выполнять 1,5 миллиарда операций в секунду);
• разрядность – количество двоичных разрядов, которые процессор обрабатывает за один такт. Указывая разрядность процессора 64, имеют в виду, что процессор имеет 64-разрядную шину данных, т.е. за один такт он обрабатывает 64 бита [ Родин, В. В. Канал ввода информации в ПЭВМ / В. В. Родин, О. Б. Шекера, В. Н. Ширчков // Учебный эксперимент в высшей школе. – 2005. – № 1. – С. 66].

Вывод

Ввод аналоговой информации в персональный компьютер на сегодняшний день является актуальной проблемой. Решение этой задачи осуществляется специализированными платами сбора информации, подключаемыми к портам расширения компьютера.

Они используются совместно с программными комплексами, созданными на высокоуровневых объектно-ориентированных языках.

Заключение

Современные персональные IBM PC – совместимые компьютеры - являются широко используемым видом компьютеров, стабильно увеличивается их мощность, а область использования расширяется.

Персональный компьютер способен решать вычислительные задачи повышенной сложности в любых количествах и за очень маленький промежуток времени без ошибок.

При компьютерах первого поколения все тяжёлые вычисления легче было совершать вручную, не прибегая к ЭВМ в процессе решения. Память компьютера – один из самых важных плюсов устройства со времен ЭВМ.

Изначально память ЭВМ, запоминающих устройств, стала конкурировать с человеческой памятью, уверенно превышая её объем.

В первое время объем памяти ЭВМ был немного меньше, чем у человека, но вскоре он превысил эту планку, и теперь, когда машина ушла далеко вперед от человека, нам тяжело сравнивать два этих параметра. Эволюция компьютеров была и будет стремительным и динамичным процессом.

В век мультимедиа и цифровых технологий происходит переход от традиционного оборудования к многоцелевым цифровым устройствам.

Современного человека окружает техника, основанная на работе микропроцессоров. Процессоры цифровой обработки сигналов специализированы под вычислительные задачи, они эффективно выполняют операции свёртки, фильтрации, перемножения векторов и матриц, характерные для этого класса задач.

Архитектура явного паралеллизма и малая энергозатратность на единицу вычислительной мощности обеспечили их применение в таких устройствах, как плееры, мобильные телефоны, фото-, видеокамеры.

Активное использование персональных компьютеров (ПК) и компьютерных технологий позволяет целенаправленно работать с информацией и получать ее из разных источников, поэтому применение ПК в процессе изучения дисциплин в учебных заведениях: общеобразовательной школе, учреждениях среднего и высшего звена оправдано и целесообразно.

При использовании ПК как средства обучения в учебном процессе учитель не отходит на второй план, т. к. компьютер только помогает ему совершенствовать методику преподавания, служа проводником идей педагога.