Аппаратные средства персонального компьютера Машина фон Неймана
Основные функции любого компьютера- ввод, хранение, обработка и вывод данных.
Общие принципы работы ЭВМ сформулировал в 40-х годах нашего века американский математик Дж. фон Нейман. Согласно этим принципам, любую ЭВМ образуют три главных компонента:
Информация, с которой работает ЭВМ, делится на два принципиально разных типа:
набор команд по обработке (программа);
данные, которые обрабатывает программа.
Процессор – это устройство, управляющее ходом вычислительного процесса и выполняющее арифметические и логические операции.
Иными словами процессор – это мозг ЭВМ, через него проходит вся информация, обрабатываемая ЭВМ.
Устройство управления (УУ) обрабатывает команды программы и управляет всем ходом вычислительного и логического процесса. Обработка команд включает в себя следующие этапы:
формирование адреса очередной команды;
чтение данной команды из памяти и расшифровка ее содержания;
выполнение команды, которая состоит в подключении необходимых цепей и устройств.
Далее опять происходит формирование адреса очередной команды, таким образом, образуется цикл. Количество циклов определяется количеством команд в программе. Таким образом, УУ будет выполнять только обусловленные программой действия, т.е. действия, предписанные человеком.
В арифметико-логическом устройстве (АЛУ) производятся арифметические и логические действия. Строго говоря, АЛУ может выполнять только одно арифметическое действие – сложение. Все остальные действия реализуются на основе операций сложения. Точно также и логические операции делятся на более простые операции, где анализируются только два уровня "Да" и Нет" (1 и 0).
2. Общие характеристики семейства ibm pc
Разные модификации компьютеров IBM PC различаются между собой прежде всего типом микропроцессора.
Микропроцессор – это небольшое устройство (интегральная микросхема), которое выполняет поступающие на его вход команды и управляет работой машины. В свою очередь микропроцессоры различаются между собой разрядностью и тактовой частотой.
Для нас важнейшими характеристиками ПК являются производительность (скорость работы) и объемы памяти для хранения данных. Разрядность – это количество битов, которое воспринимается микропроцессором как единое целое (4, 8, 16, 32, 64 – целая степень числа2). От разрядности зависят производительность и максимальный объем внутренней памяти, с которым работает машина.
Кроме того, в ПК имеется специальный генератор тактовых импульсов, которые служат метками времени для синхронизации работы устройств машины. Тактовая частота измеряемая в мегагерцах (МГц), в значительной степени влияет на производительность компьютера. Для старых машин типичной была частота 8-12 МГц, до сих пор многие машины работают в диапазоне 25-66 МГц. Однако современные ПК имеют частоты 133, 166, 200, 233, 333 МГц.
Вся история IBM PC связана с микропроцессорами фирмы Intel, которая выпускает эти микросхемы с 1970 года, начиная с 4-разрядного 4004.
Компьютеры с микропроцессором 8086 или 8088 (16 разрядов) называют обычно IBM PC XT; к этому типу относят и первые отечественные ПК единой серии, работающие на сходном микропроцессоре. Это маломощные машины. Большая часть современных программ на таких ПК работать не может.
Компьютеры с микропроцессором 80286 (16 разрядов) называют обычно IBM PC AT, по своим возможностям они намного превосходят IBM PC XT, но и они сегодня не справляются с современными программам.
Чтобы работать с современным программным обеспечением необходимо иметь ПК с 32-разрядным микропроцессором 80386 или 80486, однако и эти процессоры уже не выпускаются.
Ныне доминирует семейство мощных 64-разрядных процессоров Pentium компании INTEL.
Кроме того, модели IBM PC различаются между собой типом видеосистемы – дисплея и видеоадаптера, объемами внутренней (оперативной) памяти, объемами внешней памяти на магнитных дисках и другими характеристиками.
Одной из основных причин успеха IBM PC является так называемый принцип открытой архитектуры, примененный в конструкциях этих машин. Этот принцип, в первую очередь, предусматривает возможность дополнения имеющихся аппаратных средств новыми компонентами без замены старых. Например, можно наращивать оперативную память, подключать дополнительные периферийные устройства и т.д. Кроме того, можно заменять старые компоненты новыми без замены всего компьютера (например, заменить старый видеоадаптер более совершенным). Некоторые люди пользуются принципом открытой архитектуры при сборке своего ПК из разных частей, покупаемых отдельно друг от друга. Это часто обходится дешевле, чем приобретение компьютера целиком, - особенно, если у покупателя есть специфические требования к составу аппаратных средств.