Принцип работы персонального компьютера. Открытая архитектура персонального компьютера.

Основные принципы функционирования ПК.

Компьютер - универсальное средство для обработки информации ( текст, звуки, изображение, видео и т.д.), представленной в цифровом виде, для предоставления в котором требуется два различных состояния, например : намагничено – размагничено, есть напряжение – нет напряжения, отражает луч – не отражает т.д. Технически создать устройства для работы с информацией в таком формате проще, они будут работать надежно и быстро.

Для описания процессов, связанных с цифровой информацией, используется двоичная система счисления ( 0 и 1 ) и алгебра логики, оперирующая высказываниями, которые смогут быть истинными или ложными.

Величина информации, которую несет в себе каждая цифра в двоичной записи данных, представленных в цифровом виде, равна одному биту.

Основное назначение компьютера - выполнять программы, каждая из которых представляет собой набор команд. Каждая команда – элементарная инструкция, предписывающая компьютеру выполнить ту или иную операцию (умножить два числа, записать данные на диск и т.д.).

Все команды и данные в компьютере представлены комбинациями битов.

Устройством, которое обрабатывает информацию, является процессор. Процессор – электронное устройство, поэтому различные виды информации обрабатываются в нем в форме последовательностей электрических импульсов, записываемых в виде нулей и единиц ( есть импульс – единица, нет импульса – нуль), которые называют машинным языком.

Устройство управления «переводит» команды программы на язык команд, понятных исполнителям, и синхронизируют их работу. Именно такой принцип организации взаимодействия составленных частей дает возможность построить универсальное автоматическое вычислительное устройство – компьютер.

Исторически компьютер появился как машина для вычислений. Структура такого устройства была описана Джоном фон Нейманом в 1945 г. Одинарными линиями обозначены цепи сигналов управления ( Управляющие связи), двойными – цепи передачи данных и адресов ( информационные связи ).

Структурная схема вычислительного устройства

АЛУ – арифметическое логическое устройство. Преобразует информацию. Выполняя сложение, вычитание и основные логические операции «И», «ИЛИ», «НЕ».

УУ – устройство управления. Организует процесс выполнения программ.

ОЗУ – оперативное запоминающее устройство или память. Хранит данные, адреса и команды, обладает высокой скоростью записей и чтения чисел, состоит из некоторого количества пронумерованных ячеек, в каждой из которых могут находиться или обрабатываемые данные, или инструкция программ. Все ячейки памяти одинаково легко доступны для других устройств компьютера.

УВВ – устройства ввода – вывода. Получают информацию извне, выводят ее получателю.

Структурная схема современного персонального компьютера.

Достижения микроэлектроники позволили объединить в одной сверхбольшой интегральной схеме, называемой микропроцессором ( МП ) или процессором, АЛУ и УУ.

Архитектура компьютера

Архитектура компьютера - логическая организация, структура и ресурсы компьютера, которые может использовать программист. Архитектура определяет принципы действия, информационные связи и взаимное соединение основных логических узлов компьютера.

Архитектура включает

• описание пользовательских возможностей программирования; \

• описание системы команд и системы адресации;

• организацию памяти и т.д.

Виды архитектур:

• Архитектура с параллельными процессорами

• Классическая архитектура компьютера

• Многомашинная вычислительная система

• Многопроцессорная архитектура компьютера

• Открытая архитектура

Открытая архитектура - архитектура компьютера или периферийного устройства, на которую опубликованы спецификации, что позволяет другим производителям разрабатывать дополнительные устройства к системам с такой архитектуры.

Открытая архитектура персонального компьютера - разработанная корпорацией IBM архитектура персональных компьютеров, предполагающая:

1. наличие общей информационной шины, к которой подключаются дополнительные устройства через разъемы расширения;

2. модульное построение компьютера;

3. совместимость всех новых устройств и программных средств с предыдущими версиями.

Принцип открытой архитектуры предусматривает возможность дополнения имеющихся аппаратных средств новыми устройствами без замены старых: наращивать оперативную память, подключать новые периферийные устройства. Такие операции называются « ugrade » ( расширить, обновить ).

На системной плате компьютера размешены только устройства, осуществляющие обработку информации.

Устройства, управляющие монитором, дисками, принтером и т.п., размещены на отдельных платах(контроллерах),которые вставляются в специальные разъемы на системной платы-слоты. К этим электронным устройствам подводится электропитание из единого блока питания, а для удобства и надежности все это заключено в системный блок.