Класична структура комп’ютера
Фон Нейман не тільки висунув основоположні принципи логічного устрою ЕОМ, а й запропонував її структуру. В якості основних пристроїв такої ЕОМ (рис.3) виділяють:
Запам'ятовуючий пристрій (пам'ять) -масив комірок з унікальними ідентифікаторами (адресами), в яких зберігаютьсяпрограмита дані.
Пристрій управління (ПУ), який координує роботу вcix пристроїв ПК та організовує процес виконання програм.
Пристрій управління
здійснює вибірку команд із пам'яті та їх розшифровування,
формує необхідні керуючі сигнали для виконаннярізних операцій (в тому числі і арифметичних),
забезпечує читання і запис інформації (команд і даних) в комірки пам'яті із заданою адресою,
реагує на аварійні ситуації,
виконує загальні функції управління всіма вузлами ПК (формує необхідні керуючі сигнали).
Арифметико-логічний пристрій (АЛП), що служить для виконання функцій обробки інформації (арифметичних та логічних операцій над даними, перетворення кодів, тощо).
АЛП виконує заздалегідь задану множину інструкцій (систему команд) і настроюється на виконання конкретної інструкції керуючими сигналами, які надходять з ПУ.
Пристрої вводу-виводу(ПВВ)для введення-виведення інформації. ПВВ інакше називають зовнішніми пристроями, призначення яких - забезпечити взаємодію людини з ПК.
Рис. 3. Структура ЕОМ нейманівського типу
В сучасних комп'ютерах ПУ та АЛП об'єднані в один функціональний блок – процесор (центральний процесор, мікропроцесор). Сукупність функціональних блоків (пристроїв) ПК і зв’язків між ними називаютьфункціональною структурою ПК. У загальному вигляді функціональну структуру сучасних ПК можна представити наступним чином (рис. 4):
Рис.4. Функціональна структура ПК
Центральний процесор (мікропроцесор) — основний блок, призначений для виконання всіх обчислень ізабезпеченнязагального керування роботоюПК.
Пам'ять – функціональна складова, призначена для збереження інформації (програм і даних). Поділяється на
внутрішню - пам'ять, до якої мікропроцесормає безпосередній доступ;
зовнішню (зовнішні запам’ятовуючі пристрої - ЗЗП) - пристрої і носії, призначені для довготривалого зберігання великих об’ємів інформації.
Внутрішня пам’ять включає:
Постійну пам'ять (Read Only Memory - ROM). Це запрограмована виробником системна інформація, яка доступна тільки для читання, а саме, програми тестування іобслуговуванняПК, підпрограми введення-виведення (BIOS), тощо. Реалізована у вигляді постійного запам’ятовуючого пристрою (ПЗП), об’єм якого – кілька десятків Кб. При вимкненні живлення інформація ПЗП зберігається. Програми, які зберігаються в ПЗП, запускаються автоматично при включенні живлення.
Оперативну пам'ять (ОП, ОЗУ,Ramdom Access Memory - RAM). Служить для тимчасового зберіганняпрограм і даних при їх обробці. При вимиканні живлення вміст ОП знищується.
Регістри мікропроцесора. Це найбільш швидкодійний, але найменший за обсягом різновид пам'яті ПК (1 10 байт). Регістри процесора служать для зберігання команд, даних, адрес в процесі виконання команди програми.
Кеш–пам’ять мікропроцесора.Служитьдля зберігання команд, що використовуються найчастіше. При пошуку даних мікропроцесорспочатку звертається до кеш-пам’яті, і тільки, якщо там немає потрібних даних, здійснюється звертання до ОП.
Слід зазначити, що мікропроцесор може обробляти тільки ті дані, які знаходяться в його внутрішній пам’яті.
Перелік основних ЗЗП:
|
Пристрій |
Носій |
|
НМД (дисковод) |
дискета |
|
НЖМД (вінчестер) | |
|
НОД: CD-ROM, CD-R, CD-RW | |
|
НМС (стример) |
магнітна стрічка |
|
ZIP, магнітооптичні диски, ... | |
Інфopмaцiя, яка зберігається у зовнішній пам’яті, стає доступною для мікропроцесора тільки після того, як буде переписана в ОП.
Пристрої введення-виведення (периферія) - забезпечують взаємодію ПК з навколишнім середовищем (користувачами, об'єктами керування та іншими ПК).
Архітектуру ПК слід відрізняти від його структури. Структура ПК визначає конкретний його склад на деякому рівні деталізації (пристрої, блоки, вузли, тощо) і описує всі внутрішні зв'язки. Архітектура ж визначає правила взаємодії складових частинПК.