2. Обобщенная структурная схема компьютера

Обобщенная структурная схема компьютера может быть представлена рис. 2.1.

Рис. II.1. Обобщенная структурная схема современных компьютеров.

Здесь: HDD (Hard Disk Drive) – НЖМД (накопитель на жестких магнитных дисках);

FDD (Floppy Disk Drive) – НГМД (накопитель на гибких магнитных дисках);

CD (Compact Disc) – компакт-диск;

DVD (Digital Versatile Disc) – цифровой универсальный диск;

ROM BIOS (Read Only Memory Basic Input/Output System) – постоянное запоминающее устройство, хранящее базовую систему ввода/вывода и программы, инициализирующие процессорную систему;

DMA (Direct Memory Access) – прямой доступ к памяти;

Streamer- накопитель на магнитной ленте;

УВВ – устройства ввода/вывода;

ВЗУ – внешние запоминающие устройства;

КУ – коммуникационные устройства;

АЦП – аналого-цифровой преобразователь (ADC – Analog-to- Digital Converter);

ЦАП – цифро-аналоговый преобразователь (DAC – Digital-to-Analog Converter).

В общем случае компьютер состоит из трех основных частей:

• Процессор (центральный процессор или процессоры).

• Электронная память.

• Периферийные устройства.

Между собой эти основные блоки соединяются специальными интерфейсными устройствами, которые представляют собой совокупность программных и аппаратных средств, служащих для согласования обменом информации между блоками системы.

Основная функция процессора заключается в реализации заданного алгоритма обработки информации, подаваемой на вход компьютера, а также управлении процессом, как самой обработки информации, так и функционированием всех устройств компьютера в целом. Поэтому в процессоре обычно выделяют два основных блока: блок обработки информации, в котором производится собственно обработка информации, и блок управления, как для управления непосредственно обработкой информации, так и общим функционированием компьютера.

В современных компьютерах широко используется принцип децентрализации управления, при котором достаточно сложные функциональные узлы компьютера управляются отдельными локальными управляющими устройствами – контроллерами, которые в ряде особо сложных случаях носят название локальных процессоров или сопроцессоров. Поэтому процессор, осуществляющий функцию основной обработки и общего управления, принято называть центральным процессором – ЦП или CPU (Central Processing Unit).

Основной функцией электронной памяти является хранение важнейшей части программного обеспечения компьютера, которая необходима для решения поставленных задач. Процедуры программного обеспечения, требующиеся для начальной настройки и контроля работоспособности компьютера, процедуры загрузки операционной системы, а также процедуры, разгружающие операционную систему от непосредственного управления периферийными устройствами, хранятся в ROM BIOS. Однако надо отметить, что в современных компьютерах эти процедуры предпочитают хранить не в постоянной памяти типа ROM, а в репрограммируемой памяти типа EPROM (Erasable Programmable ROM).

Однако основные процедуры операционных систем и пользовательских прикладных программ требуют оперативного (то есть быстрого и произвольного) обращения к ним не только при операции считывания, но и при перезаписи информации. Поэтому они располагаются в так называемой оперативной (основной) памяти типа RAM (Random Access Memory).

Важную часть электронной памяти составляет видеопамять, которая хранит информацию о состоянии экрана дисплея в данный момент времени.

Наконец, к электронной памяти компьютера относится и та память, куда передаются из оперативной памяти те команды и данные, которые необходимы в первую очередь для решения текущей задачи. Эта часть электронной памяти имеет повышенное быстродействие и носит название КЭШ-памяти. Она служит как бы буфером для согласования работы быстродействующего процессора и сравнительно медленнодействующей оперативной памяти.

Совокупность процессора и электронной памяти иногда называют ядром компьютера.

Функцией периферийных устройств компьютера является ввод и вывод информации в компьютер и из компьютера. Либо той информации, которая подвергается обработке, либо той, которая определяет алгоритм обработки этой информации.

Периферийные устройства принято различать трех видов.

- Внешние запоминающие устройства (ВЗУ), которые служат для хранения архивной информации, полной версии используемой операционной системы, а также исходных пользовательских прикладных программ. К этим устройствам относятся накопители на магнитных, оптических и магнитооптических дисках, накопители на магнитных лентах, Flash-память и пр.

- Устройства ввода/вывода (УВВ), представляют собой устройства, через которые компьютер связывается с окружающей его внешней средой, получая от нее алгоритмы обработки информации, данные, которые требуется обработать, и выдавая ей результаты обработки для последующего использования. Эти устройства включают в себя весьма широкую номенклатуру изделий, таких, например, как клавиатура, дисплей, принтер, манипуляторы различных видов (мышь, джойстик, трекбол и др.), устройства речевого ввода, устройства графического ввода, синтезаторы звука, АЦП, ЦАП и пр.

- Коммуникационные устройства (КУ), которые позволяют подключить отдельный компьютер к вычислительной сети того или иного вида (локальной, региональной или глобальной). Таким образом, КУ позволяют совместно с УВВ превратить, например, персональный компьютер в факс-машину, аппарат IP – телефонии (голосовой) или аппарат видеоконференц-связи.