Тема 3. Принцип действия и структурная схема компьютера

Принцип действия компьютера. Основные аппаратные составляющие компьютера и их роль в его работе. Структурная схема аппаратной части компьютера. Структурная схема вычислительной системы.

Методические указания

Современный компьютер в общих чертах действует так, как действовал человек при решении какой-то задачи в докомпьютерные времена. Тогда для проведения чисто математических расчетов использовалось какое-то вспомогательное устройство (счеты, логарифмическая линейка, калькулятор). Для регистрации исходных данных, промежуточных и конечных результатов применялась, например, бумага и пишущий инструмент (карандаш, ручка). А человек управлял процессом вычислений, беря исходные данные и формулы из таблицы, перенося их в арифметическое устройство. Результат же переносился человеком в таблицу. Если в этой системе – калькулятор, человек, бумага-карандаш – калькулятор заменить автоматическим электронным вычислительным устройством, человека заменить устройством управления , а бумагу-карандаш электронной памятью, то мы получим ядро современного компьютера. Если сюда добавить устройство ввода информации и устройство вывода информации, то фактически все основные блоки компьютера будут в сборе.

[1,2 ]

Вопросы для самопроверки

1. Назовите основные структурные блоки современного компьютера.

2. Какие функции выполняет устройство управления компьютера?

3. Какие функции выполняет арифметико-логическое устройство компьютера?

4. Назовите основные функции оперативного запоминающего устройства.

5. Какие программы и информация хранятся во внешнем запоминающем устройстве?

Тема 4. Процессор

Принцип работы, структурная схема, выполняемые функции, классификация процессоров. Задачи управления компьютером Кэш память. Микропрограммное управление. Система команд. Особенности современных процессоров. Арифметико-логические устройства, их классификация. Быстродействие арифметических устройств, способы повышения быстродействия.

Методические указания

Процессор непосредственно осуществляет 1).управление вычислительным процессом на основе программного управления и

2). математическую переработку цифровой информации. Основным параметром процессора, определяющим в значительной мере его возможности и свойства, является тактовая частота. Процессоры классифицируются по назначению (центральные и периферийные), по способу выполнения арифметических и логических операций (синхронные, асинхронные и комбинированные), по способу передачи и обработки информации (параллельные, последовательные и комбинированные), по архитектуре и набору используемых микрокоманд (CISC и RISC системы). Современные процессоры персональных компьютеров отличаются конвейерной обработкой информации, суперскалярной архитектурой, наличием нескольких уровней кэш-памяти, поддержкой многопроцессорного режима работы и наличием средств обнаружения ошибок.

Арифметико-логическое устройство (АЛУ) служит для выполнения арифметических и логических преобразований над словами (операндами). К арифметическим операциям относятся сложение, вычитание, умножение и деление. Группу логических операций составляют «И», «ИЛИ», сравнение кодов на равенство. В современных АЛУ длина слова составляет 32 или 64 разряда и имеется тенденция к дальнейшему возрастанию разрядности.

[1, 2, 3,]

Вопросы для самопроверки

1. Из каких основных блоков состоит процессор?

2. Что такое кэш-память?

3. Основные отличия современных процессоров.

4. Основные операции, выполняемые АЛУ.

5. Классификация АЛУ.