2.5 Принципы строения и функционирования эвм Джона фон Неймана
Большинство современных ЭВМ функционирует на основе принципов, сформулированных в 1945 г. американским ученым венгерского происхождения Джоном фон Нейманом.
Принцип двоичного кодирования. Согласно этому, вся информация, поступающая в ЭВМ, кодируется с помощью двоичных символов (сигналов).
Принцип программного управления. Компьютерная программа состоит из набора команд, которые выполняются процессором автоматически друг за другом в определенной последовательности.
Принцип однородности памяти. Программы и данные хранятся в одной и той же памяти, поэтому ЭВМ не различает, что хранится в данной ячейке памяти — число, текст или команда. Над командами можно выполнять такие же действия, как и над данными.
Принцип адресности. Структурно основная память состоит из пронумерованных ячеек, любая из которых доступна процессору в любой момент времени.
Согласно фон Нейману, ЭВМ состоит из следующих основных блоков (рис. 2.1):
1) устройство ввода/вывода информации;
2) память ЭВМ;
3) процессор, включающее устройство управления (УУ) и арифметико-логическое устройство (АЛУ).
Устройство ввода/вывода
Память (внутренняя, внешняя
Процессор
Рис. 2.1. Структура ЭВМ Джона фон Неймана
В ходе работы ЭВМ информация через устройства ввода попадает в память. Процессор извлекает из памяти обрабатываемую информацию, работает с ней и помещает в нее результаты обработки. Полученные результаты через устройства вывода сообщаются человеку.
Память ЭВМ состоит из двух видов памяти: внутренней (оперативной) и внешней (долговременной).
Оперативная память – это электронное устройство, которое хранит информацию, пока питается электроэнергией. Внешняя память – это различные магнитные носители (ленты, диски), оптические диски.
За прошедшие десятилетия процесс совершенствования ЭВМ шел в рамках приведенной обобщенной структуры.
2.6 Персональные компьютеры и их классификация
Как указывалось выше, персональный компьютер (ПК) представляет собой универсальную однопользовательскую микроЭВМ.
В общем случае, для удовлетворения потребностей пользователя ПК должен обладать следующими свойствами:
иметь относительно небольшую стоимость;
обеспечивать автономность эксплуатации без специальных требований к условиям окружающей среды;
обеспечивать гибкость архитектуры, делающей возможным ее перестройку для разнообразных применений в сфере управления, науки, образования, в быту;
иметь достаточно простую операционную систему и программное обеспечение, чтобы с ПК мог работать пользователь без специальной профессиональной подготовки;
и др.
Класс ПК имеет отдельную классификацию, которая может быть следующей.
Первый признак, по которому делятся компьютеры, — это «платформа». Большинство компьютеров в Беларуси являются IBM PC-совместимыми.
Вторая классификация — по назначению, исходя из которого ПК условно можно разделить на домашние компьютеры; рабочие станции (офисные компьютеры); «настольные издательства» и сервера (компьютеры-распорядители, контролирующие локальную сеть предприятия или узел Internet).
В соответствии с международным стандартом-спецификацией PC99 ПК по назначению делятся на следующие категории:
1. Массовый ПК (Consumer PC);
2. Деловой ПК (Office PC);
3. Портативный ПК (Mobile PC);
4. Рабочая станция (Workstation PC);
5. Развлекательный ПК (Entertainment PC).
Большинство ПК, присутствующих в настоящее время на рынке, попадают в категорию массовых ПК. Для деловых ПК обычно минимизированы требования к средствам воспроизведения графики, а к средствам работы со звуковыми данными требования вообще не предъявляются. Для портативных ПК обязательным является наличие средств для создания соединений удаленного доступа. В категории рабочих станций повышены требования к устройствам хранения данных, а в категории развлекательных ПК — к средствам воспроизведения звука и видео.
По конструктивным особенностямможно выделить следующие классы ПК:
Настольные компьютеры (Desktop).
Настольные мини-компьютеры (LCD PC, slim-desk)— конкуренты ноутбуков. Их корпус примерно в четыре раза меньше, чем у desktop; функциональные возможности больше чем у ноутбуков, но также есть ограничения в модернизации.
Планшетные компьютеры (Tablet PC)— «компьютер будущего»: процессор и «все внутренности» находятся за ЖКД, а экран чувствителен к нажатию (на значки надо нажимать пальцем, а вводить информацию специальным электронным пером).
Портативные компьютеры (ноутбуки)— обычно обладают теми же возможностями, что и стационарные (настольные) ПК, включая работу с CD/DVD и подключение к вычислительным сетям. Компактны, имеют вес от 2 до 5 кг, оснащены ЖКД.
Субноутбуки— ПК от очень маленьких с ЖКД 8 дюймов до «почти ноутбуков». Не имеют CD/DVD дисковода, но могут содержать модем и сетевую карту. Весят в 1,5—2 раза меньше ноутбуков, но имеют не очень высокую производительность.
Карманные компьютеры (PalmTop или PDA — Personal Digital Assistant)— используются как органайзер и записная книжка, для чтения электронных книг, как мультимедиа-центр и т.д. Позволяют вводить информацию специальным пером (но можно подключить клавиатуру). Оснащены средствами подключения к стационарным компьютерам. У компьютеров типа PDA объем возможностей обычно сокращен, некоторые из них только позволяют выполнять записи текстов, несложные вычисления и вести расписание.