3. Блок схема компьютера.

Во время работы компьютера должен производиться обмен информацией между оперативной памятью и внешними устройствами. Такой обмен называется вводом-выводом. Этот обмен между любым внешним устройством и оперативной памятью производится через два промежуточных звена:

1. Для каждого внешнего устройства в компьютере имеется электронная схема, которая им управляет. Эта схема называется контролером или адаптером (рис 25, 26). Некоторые контролеры могут управлять сразу несколькими устройствами.

2. Все контролеры и адаптеры взаимодействуют с микропроцессором и оперативной памятью через системную магистраль передачи данных, которую иначе называют шиной (рис 25, 26)..

Для упрощения подключения устройств электронные схемы ЭВМ состоят из нескольких модулей — элек­тронных плат. На основной плате компьютера — системной, или ма­теринской, плате — обычно располагаются микропроцес­сор, сопроцессор, оперативная память и шина. Схемы, управляющие внешними устройствами компьютера (контроллеры или адаптеры), находятся на отдельных платах, вставляющихся в унифицированные разъемы (слоты) на материнской плате. Через эти разъемы контрол­леры устройств подключаются непосредственно к системной маги­страли передачи данных в компьютера — шине. Таким образом, нали­чие свободных разъемов шины обеспечивает возможность добавления к компьютеру новых устройств. Чтобы заменить одно устройство другим (например, устаревший адаптер монитора на новый), надо просто вынуть соответствующую плату из разъема и вставить вместо нее другую. Несколько сложнее осуществляется замена самой материнской платы.

Строение компьютера можно изобразить в виде блок схемы (рис. 25). Заметим, что на ней контроллер клавиатуры показан на системной плате — так обычно и делается, поскольку это упрощает изготовление компьютера. Иногда на систем­ной плате размещаются и контроллеры других устройств.

Одним из контроллеров, которые присутствуют почти в каждом компьютере, является кон­троллер портов ввода-вывода. Эти порты бывают следующих типов:

• параллельные (обозначаемые LPT1-LPT4), к ним обыкновенно подключаются принтеры;

• асинхронные последовательные (обозначаемые СОМ1—СОМЗ). Через них обычно подсоединяются мышь, модем и т.д.;

• игровой порт — для подключения джойстика.

Блок схема компьютера, представляющая его полную структуру, представлен на рисунке 26.

С труктура компьютера это совокупность его функциональных элелементов и связи между ними. Элементы это различные устройства – от основных логических устройств до самых простых схем. Структура компьютера представляется графически в виде структурной схемы и с ее помощью можно дать объяснения о любом уровне компьютера.

Архитектура электронной вычислительной машины (компьютера)

Архитектура компьютера определяет принцип его работы, информационные связи и взаимное соединение основных логических элементов компьютера: процессора, внутренних и внешних памятей и внешних устройств.

Наиболее распространенные виды архитектуры компьютеров:

К лассическая архитектура (архитектура фон Неймана) - состоит из одного арифметико-логического устройства (АЛУ) по которому проходит поток данных и одного управляющего устройства для потока команд. Это архитектура однопроцессорного компьютера. Персональные компьютеры относятся к этой архитектуре.

М ного процессорная архитектура. Наличие нескольких процессоров в компьютере создает возможность организации одновременно множества потоков данных и команд. Поэтому на одном компьютере одновременно можно выполнить несколько фрагментов одной задачи. В таких компьютерах имеется несколько процессоров и одна оперативная память.

А рхитектура параллельными процессорами. Несколько АЛУ работают под управлением одного УУ. Множество данных обрабатываются одной программой, т.е. одним потоком команд. Компьютеры с такой архитектурой обеспечивают максимальную скорость обработки данных, если одновременно вычисления производятся с несколькими однотипными потоками данных.

Многомашинная вычислительная система. В этой архитектуре для нескольких процессоров, входящих в вычислительную систему будет не одна оперативная память, а у каждого процессора отдельно. В много машинной архитектуре каждый компьютер является компьютером классической архитектуры. В таких вычислительных системах решаются задачи специализированной структуры, которая должна разбиваться на столько слабо связанных задач, сколько компьютеров в системе.