Информация — это отражение предметного мира, выражаемого в виде сигналов и знаков. Сигналы отражают физические характеристики различных процессов и объектов.
Представление информации м.б. непрерывным и дискретным.
[Рис Представление информации непрерывным и дискретным сигналом].
Компьютеры, а также многие современные электронные устройства воспринимают информацию, представленную дискртеными или цифровыми сигналами.
Глава 2. Общие принципы организации и работы компьютеров
|
Компьютер(англ.computer— вычислитель) представляет собой программируемое электронное устройство, способное обрабатывать данные и производить вычисления, а также выполнять другие информационные процессы [51]<!--[51]-->. |
Любая компьютерная программа представляет собой последовательность отдельных команд.
|
Команда— это описание операции, которую должен выполнить компьютер. Как правило, у команды есть свойкод(условное обозначение),исходные данные(операнды) ирезультат. |
Результат команды вырабатывается по точно определенным для данной команды правилам, заложенным в конструкцию компьютера.
|
Совокупность команд, выполняемых данным компьютером, называется системой командэтого компьютера. |
Компьютеры работают с очень высокой скоростью, составляющей миллионы - сотни миллионов операций в секунду.
2.2. Устройство компьютера
Разнообразие современных компьютеров очень велико. В любом компьютере выделяются следующие главные устройства:
процессор, включающий в себяустройство управления(УУ) иарифметико-логическое устройство(АЛУ);
память(запоминающее устройство, ЗУ), состоящую из адресуемых ячеек. Каждая ячейка имеет свой адрес. Пространство адресов памяти является линейным и непрерывным.
устройства ввода-вывода– периферийные устройства.
Рис. 2.1. Общая схема компьютера [На листке]
Центральный процессор(CPU, от англ.Central Processing Unit) — это основной рабочий компонент компьютера, который выполняет арифметические и логические операции, заданные программой, управляет вычислительным процессом и координирует работу всех устройств компьютера.
Функции процессора:
обработка данных по заданной программепутем выполнения арифметических и логических операций;
программное управление работой устройствкомпьютера.
|
Часть процессора, которая выполняет команды, называется арифметико-логическим устройством(АЛУ), а другая его часть, выполняющая функции управления устройствами, называетсяустройством управления(УУ). |
Обычно эти два устройства выделяются условно, конструктивно они не разделены.
Функции памяти:
приём информациииз других устройств;
запоминание информации;
выдача информациипо запросу в другие устройства машины.
Виды памяти: основная (внутренняя) и внешняя.
Основная память предназначена для хранения информации в процессе работы компьютера. Основная память делиться на постоянную (ПЗУ) и оперативную (ОЗУ).
ПЗУ преназначена для хранения неизменяемой (постоянной) информации. ПЗУ как правило – энергнезависимое.
|
Оперативная память(ОЗУ, англ. RAM, Random Access Memory — память с произвольным доступом) — это быстрое запоминающее устройство не очень большого объёма, непосредственно связанное с процессором и предназначенное для записи, считывания и хранения выполняемых программ и данных, обрабатываемых этими программами. |
Оперативная память используется только для временного хранения данных и программ, так как,когда машина выключается, все, что находилось в ОЗУ, пропадает. Доступ к элементам оперативной памятипрямой— это означает, чтокаждый байт памяти имеет свой индивидуальный адрес.
ОЗУ предназначена дл загрузки программ и данных в процессе работы компьютера.
|
Постоянная память(ПЗУ,англ.ROM,Read Only Memory— память только для чтения) — энергонезависимая память, используется для хранения данных, которые никогда не потребуют изменения. Содержание памяти специальным образом «зашивается» в устройстве при его изготовлении для постоянного хранения. Из ПЗУ можно только читать. |
|
Перепрограммируемая постоянная память(Flash Memory) — энергонезависимая память, допускающая многократную перезапись своего содержимого. |
Прежде всего в постоянную память записывают программу управления работой самого процессора. В ПЗУ находятся программы управления дисплеем, клавиатурой, принтером, внешней памятью, программы запуска и остановки компьютера, тестирования устройств.
Основная память конструктивно реализуетмся в виде электронных микросхем. Скорость доступа 70 нс – 8пкс.
Внешняя память (ВЗУ) предназначена для длительного хранения программ и данных, и целостность её содержимого не зависит от того, включен или выключен компьютер.В отличие от оперативной памяти,внешняя память не имеет прямой связи с процессором.Информация от ВЗУ к процессору и наоборот циркулирует примерно по следующей цепочке:
ОЗУ <= Кэш + Контроллер <= Процессор"
Кэш – временный быстродействующий буфер. Контроллер – устройство управления внешним устройством – процессор ввода-вывода.
Внешняя память (ВЗУ) – средства долговременного хранения информации. Внешняя память относится к устройствам ввода-вывода. [Пример: это жесткие и гибкие диски, CD-ROM, накопители на магнитных лентах].
Устройства ввода-вывода служат для обмена информацией с внешним окружением - пользователем, другими устройствами и компьютерами. УВВ обеспечивают поступление внешней информации, необходимой для решения поставленных задач, а также для вывода результатов в приемлемом виде.
В широком смысле выделяются устройства двустороннего обмена данными (универсальные устройства ввода-вывода) и устройства однонаправленного обмена данными. Дело в том, что почти все современные электронные УВВ взаимодействуют в двустороннем режиме – получают запросы и выдают ответы (это касается команд управления). Основной объем информации однако преимущественно является однонаправленным.
Различие можно понять на примере ВЗУ. Пример: жесткие и гибкие диски, накопители на магнитных лентах могут работать в режиме чтения и в режиме записи, а CD-ROM– только как устройства чтения информации.
Универсальные УВВ:
накопители на гиких и жестких магнитных дисках, магнитных лентах, записывающие CD-R(W), факс-модем, сетевая плата, звуковая плата.
Устройства ввода: клавиатура, сканер, манипулятор мышь, дигитайзер и т.д.
Устройства вывода: монитор, принтер, плоттер.