- •Общие принципы организации и работы компьютеров Введение. Краткая история вычислительных машин
- •I Поколение
- •1. Что такое компьютер?
- •2. Как устроен компьютер?
- •Функции процессора:
- •3. На каких принципах построены компьютеры?
- •4. Что такое команда?
- •5. Как выполняется команда?
- •6. Понятие об архитектуре и структуре компьютера
- •7. Многопроцессорная архитектура.
- •8. Основные блоки персонального компьютера.
- •9. Устройство персонального компьютера.
- •10. Что такое центральный процессор?
- •11. Принципы построения памяти
- •12. Устройства внутренней памяти
- •Оперативная память
- •Специальная память
- •12. Внешняя память компьютера.
- •Накопители на компакт-дисках.
- •Используются также накопители на магнитной ленте (стримеры):
- •13. Аудиоадаптер.
- •14. Видеоадаптер и графический акселератор.
- •15. Клавиатура.
- •16. Видеосистема компьютера.
- •Жидкокристаллические мониторы.
- •Сенсорный экран
- •17. Принтер, плоттер, сканер.
- •Плоттер
- •Сканер.
- •18. Модем и факс-модем.
- •19. Устройства - манипуляторы.
Функции процессора:
-
обработка данных по программе путем выполнения арифметических и логических операций;
-
программное управление работой устройств компьютера.
Та часть процессора, которая выполняет команды, называется арифметико-логическим устройством (АЛУ), а другая его часть, выполняющая функции управления устройствами, называется устройством управления (УУ). |
В составе процессора также имеется ряд специализированных ячеек памяти, называемых регистрами.
Регистр выполняет функцию кратковременного хранения числа или команды, над которыми специальные электронные схемы могут выполнять некоторые операции. |
Основным элементом регистра является электронная схема - триггер, которая способна хранить одну двоичную цифру (разряд).
Регистр представляет собой совокупность триггеров, связанных друг с другом определённым образом системой управления. |
3. На каких принципах построены компьютеры?
В основу построения компьютеров положены следующие принципы, сформулированные в 1945 г. американским ученым Джоном фон Нейманом.
-
Принцип программного управления: программа состоит из набора команд, которые выполняются процессором автоматически друг за другом в определенной последовательности. Обычно выборка команд программы из памяти осуществляется последовательно друг за другом. Если же нужно перейти не к следующей, а к какой-то другой команде, используются команды условного или безусловного переходов. Выборка команд из памяти прекращается после достижения и выполнения команды “стоп”. Таким образом, процессор исполняет программу автоматически, без вмешательства человека.
2. Принцип однородности памяти: программы и данные хранятся в одной и той же памяти. Компьютер не различает, что хранится в ячейке памяти — число, текст или команда и выполняет действия, как над данными, так и над командами.
3. Принцип адресности: основная память состоит из пронумерованных ячеек, каждая из которых доступна процессору.
4. Что такое команда?
Команда — это инструкция операции, которую должен выполнить компьютер. |
В общем случае, команда содержит следующую информацию:
код операции, адреса для исходных операндов и для результата.
В зависимости от количества операндов, команды бывают:
одноадресные, двухадресные, трехадресные и переменноадресные.
Команды хранятся в ячейках памяти в двоичном коде.
В современных компьютерах длина команд переменная (от двух до четырех байтов).
В адресной части команды может быть указан сам операнд (число или символ) или адрес операнда, или адрес адреса операнда.
5. Как выполняется команда?
Процесс выполнения команд разбивается на следующие этапы:
-
из ячейки памяти, адрес которой хранится в счетчике команд, выбирается очередная команда; содержимое счетчика команд при этом увеличивается на длину команды;
-
выбранная команда передается в устройство управления на регистр команд;
-
устройство управления расшифровывает адресное поле команды;
-
по сигналам УУ операнды считываются из памяти и записываются в АЛУ на специальные регистры операндов;
-
УУ расшифровывает код операции и выдает в АЛУ сигнал выполнить соответствующую операцию над данными операндами;
-
результат операции либо остается в процессоре, либо отправляется в память, если в команде был указан адрес результата;
-
все предыдущие этапы повторяются до достижения команды “стоп”.