Характеристика пеом. Структурно – функціональна схема пеом.
Виділяють 5 поколінь ЕОМ. Кожне покоління визначається елементною базою – сукупністю елементів, з яких будується ЕОМ.
(50 рр.) Електронною базою ЕОМ першого покоління були вакуумні лампи. Тисячі ламп розмішувалися в металевих шафах, які займали великі приміщення. Важила така машина декілька тон. Для її роботи потрібна була невелика електростанція. Для охолодження машини використовувались потужні вентилятори. Програмування здійснювалося в машинних кодах. Швидкодія становила декілька тисяч операцій за секунду. Ці машини мали невелику оперативну пам'ять.
(60 рр.) Електронною базою ЕОМ були транзистори, які замінили електронні лампи. Транзистори менше за лампи споживали енергію. Розміри ЕОМ зменшилися. З'явилися можливості програмування за рахунок мов програмування високого рівня та програмного забезпечення. До програмного забезпечення входили заздалегідь розроблені програми. Швидкодія машини досягала сотень тисяч операцій за секунду. Значно збільшилась оперативна пам'ять. Найбільш поширеними були такі: '"Еліот" (Англія), "Сіменс" (ФРГ), "Стренч", "СДС" (США) серія "Мінськ", "Урал".
(70 рр.) Електронною базою ЕОМ стали інтегральні схеми. Інтегральна схема формувалася на невеликій пластинці з чистого кременю, на яку наносилися у потрібній комбінації плівки різних призначень. Залежно від комбінації речей утворювалися елементи, які працювали як конденсатори опори. Таких елементів могло бути до декількох тисяч на квадратний сантиметр. Значно зросла швидкодія ЕОМ та обсяг оперативної пам'яті. Розвинуте програмне забезпечення та зручність у використанні забезпечували відкритий широкий доступ до ЕОМ. Така машина могла працювати з декількома програмами одночасно. Для зберігання інформації почали використовувати магнітні стрічки та магнітні диски. Почався перехід до баз популярної інформатики,
(80 рр.) Елементарною базою ЕОМ 4-го покоління є великі інтегральні схеми. На одному кристалі кременю стало можливим розмістити схему, яка відтворює роботу процесора ЕОМ. Такі однокристальні процесори називаються мікропроцесорами. Зросла швидкодія до міліарда операцій за секунду, обсяг оперативної пам'яті, зручність у використанні. Найпотужніший процесор 4-го покоління - "Ельбрус". На рівні 4-го покоління відбувся поділ на великі обчислювальні машини та персональні комп'ютери.
(90 рр) Елементарною базою ЕОМ 5-го покоління є підвищені інтегральні схеми, які містять до сотні тисяч елементів на квадратний сантиметр. 5 покоління - це не тільки нова елементарна база це прогрес та досягнення нових якісних зрушень у всіх галузях. У 1980 році Сенонський уряд оголосив десятирічну програму створення комп’ютерної системи 5-го покоління, яка базувалась би на використанні штучного інтелекту, експертного мислення та природної мови спілкування.
Основним пристроєм ПК є материнська плата, яка визначає його конфігурацію. Всі пристрої ПК підключаються до цієї плати за допомогою роз'ємів розташованих на цій платі. З'єднання всіх пристроїв в єдину систему забезпечується за допомогою системної магістралі (шини), яка являє собою лінії передачі даних, адрес і управління.
Як пристрій введення інформації служить, наприклад, клавіатура. Як пристрій виводу – дисплей, принтер і т.д.
Підключення всіх зовнішніх пристроїв: клавіатури, монітора, зовнішніх ЗУ, миші, принтера і т.д. забезпечується через контроллери, адаптери, карти.
У побудованій за схемою фон Неймана ЕВМ відбувається послідовне прочитування команд з пам'яті і їх виконання.
Номер (адреса) чергового елементу пам'яті, з якої витягуватиме наступна команда програми, вказується спеціальним пристроєм – лічильником команд в пристрої управління.
Запам'ятовуючі пристрої забезпечують зберігання вихідних і проміжних даних, результатів обчислень, а також програм.
Вони включають: оперативні (ОЗУ), надоперативні (НОЗУ), постійні (ПЗП) і зовнішні (ВЗУ) запам'ятовуючі пристрої.
Ядро ПК утворюють процесор (центральний мікропроцесор) і основна пам'ять, що складається з оперативної пам'яті і постійного запам'ятовуючого пристрою (ПЗУ, або перепрограмованого постійного запам'ятовуючого пристрою ППЗУ). ПЗП призначається для запису і постійного зберігання даних.
Системна магістраль
Системна магістраль (шина) - це сукупність дротів і роз'ємів, що забезпечують об'єднання всіх пристроїв ПК в єдину систему і їх взаємодію.
Для підключення контроллерів або адаптерів сучасні ПК забезпечені такими слотами як PCI. Слоти PCI – E (Express) для підключення нових пристроїв до швидкіснішої шини даних. Слоти AGP призначені для підключення відеоадаптера.
Для підключення накопичувачів (жорстких дисків і компакт-дисків) використовуються інтерфейси IDE і SCSI. Інтерфейс – це сукупність засобів з'єднання і зв'язку пристроїв комп'ютера. Підключення периферійних пристроїв (принтери, миша, сканери і так далі) здійснюється через спеціальні інтерфейси, які називаються портами. Порти встановлюються на задній стінці системного блоку.
Слоти (роз'єми) розширення конфігурації ПК призначені для підключення додаткових пристроїв до основної шини даних комп'ютера.
До основних плат розширення, призначених для підключення до шини додаткових пристроїв, відносяться:
●Відеоадаптери (відеокарти)
●Звукові плати
●Внутрішні модеми
●Мережеві адаптери (для підключення до локальної мережі)
Арифметико-логічний пристрій і пристрій управління в сучасних комп'ютерах утворюють процесор ЕВМ.
Процесор, який складається з однієї або декількох великих інтегральних схем називається мікропроцесором або мікропроцесорним комплектом.
Процесор – функціональна частина ЕОМ, що виконує основні операції по обробці даних і управлінню роботою інших блоків.
Процесор є перетворювачем інформації, що поступає з пам'яті і зовнішніх пристроїв.
Компоненти мікропроцесора:
● АЛУ виконує логічні і арифметичні операції.
● Пристрій управління управляє всіма пристроями ПК.
● Регістри використовуються для зберігання даних і адрес.
● Схема управління шиною і портами – здійснює підготовку пристроїв до обміну даними між мікропроцесором і портом введення – виводу, а також управляє шиною адреси і управління.
Основні характеристики процесора:
● Розрядність – число двійкових розрядів, що одночасно обробляються при виконанні однієї команди.
● Тактова частота – кількість циклів роботи пристрою за одиницю часу. Чим вище тактова частота, тим вище продуктивність.
● Наявність вбудованого математичного співпроцесора.
● Наявність і розмір Кеш- пам'яті.
Оперативний пристрій (ОЗУ або RAM), що запам'ятовує, - область пам'яті, призначена для зберігання інформації протягом одного сеансу роботи з комп'ютером. Конструктивне ОЗУ виконано у вигляді інтегральних мікросхем.
З неї процесор прочитує програми і вихідні дані для обробки в свої регістри, в неї записує отримані результати.
Назву “оперативна” ця пам'ять отримала тому, що вона працює дуже швидко, в результаті процесору не доводиться чекати при читанні або записі даних в пам'ять. Проте швидкодія ОЗУ нижча за швидкодію регістрів процесора, тому перед виконанням команд процесор переписує дані з ОЗУ в регістри.
Основні параметри, які характеризують ОЗУ, – це ємкість і час звернення до пам'яті.
Кеш-пам'ять
Комп'ютеру необхідно забезпечити швидкий доступ до оперативної пам'яті, інакше мікропроцесор простоюватиме, і швидкодія комп'ютера зменшиться. Тому сучасні комп'ютери оснащуються Кеш-пам'яттю або по іншому надоперативною пам'яттю.
За наявності Кеш-пам'яті дані з ОЗУ спочатку переписуються в неї, а потім в регістри процесора. При повторному зверненні до пам'яті спочатку виробляється пошук потрібних даних в Кеш-пам'яті і необхідні дані з Кеш-пам'яті переносяться в регістри, тому підвищується швидкодія.
Контроллери
Лише та інформація, яка зберігається в ОЗУ, доступна процесору для обробки. Тому необхідно, аби в його оперативній пам'яті знаходилися програма і дані. У ПК інформація із зовнішніх пристроїв (клавіатури, жорсткого диска і так далі) пересилається в ОЗУ, а інформація (результати виконання програм) з ОЗУ також виводиться на зовнішні пристрої (монітор, жорсткий диск, принтер і так далі).
Таким чином, в комп'ютері повинен здійснюватися обмін інформацією (введення-виведення) між оперативною пам'яттю і зовнішніми пристроями. Пристрої, які здійснюють обмін інформацією між оперативною пам'яттю і зовнішніми пристроями називаються контроллерами або адаптерами, інколи картами. Контроллери, адаптери або карти мають свій процесор і свою пам'ять, тобто є спеціалізованим процесором.
Запам'ятовуючі пристрої Зовнішні пристрої (накопичувачі на магнітних чи оптичних дисках, жорсткий диск) запам'ятовують ємкості інформації набагато більші, ніж ОЗУ, але з істотно повільнішим доступом, використовуються для тривалого зберігання великих об'ємів інформації. Наприклад, операційна система (ОС) зберігається на жорсткому диску, але при запуску комп'ютера резидентна частина ОС завантажується в ОЗУ і знаходиться там до завершення сеансу роботи ПК.