Развитие компьютерной архитектуры. Типы компьютеров

Архитектура ЭВМ – это многоуровневая иерархия аппаратно-программных средств, из которых строится ЭВМ. Каждый из уровней допускает многовариантное распределение (построение) и применение. Конкретная реализация уровней определяет особенности структурного построения ЭВМ.

Архитектура – это наиболее общие принципы построения ЭВМ, реализующие программное управление работой и взаимодействием основных ее функциональных узлов.

ЭВМ – это устройство, выполненное на электронных приборах, предназначенное для автоматического преобразования информации под управлением программы.

Согласно фон Нейману, для того чтобы ЭВМ была универсальным и эффективным устройством обработки информации, она должна строиться в соответствии со следующими принципами:

Принцип двоичного кодирования. Согласно этому принципу, вся информация, поступающая в ЭВМ, кодируется с помощью двоичных сигналов.

Принцип программного управления. Из него следует, что 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; процессору в произвольный момент времени доступна любая ячейка.

Основными блоками по Нейману являются устройст­во управления (УУ) и арифметико-логическое устройство (АЛУ) (обычно объеди­няемые в центральный процессор), память, внешняя память, устройства ввода и вывода.

Память (ЗУ) хранит информацию (данные) и программы.

Микропроцессор (центральный микропроцессор, CPU) — про­граммно управляемое устройство, предназначенное для обработки информации по алгоритму

Процессоры классифицируются по базовому типу, называемого семейством (Intel, AMD, Cyrix, Motorola).

быстродействие — количество операций, производимых в 1 се­кунду, измеряется в бит/с

тактовая частота — количество тактов, производимых про­цессором за 1 секунду.

разрядность — количество двоичных разрядов, которые про­цессор обрабатывает за один такт.

Арифметико-логическое устройство (АЛУ) предназначено для выполнения арифметических и логических операций преобразования информации

Регистры общего назначения (РОН) используются для временно­го хранения операндов исполняемой команды и результатов вычис­лений

Основные компоненты компьютера

Базовая конфигурация ПК - минимальный комплект аппаратный средств, достаточный для начала работы с компьютером. В настоящее время для настольных ПК базовой считается конфигурация, в которую входит четыре устройства:
Системный блок;
Монитор;
Клавиатура;
Мышь.

Цифровые логические схемы

Логический элемент компьютера — это часть электронной логической схемы, которая реализует элементарную логическую функцию.

Логическими элементами компьютеров являются электронные схемы И, ИЛИ, НЕ, И-НЕ, ИЛИ-НЕ и другие

Булевая алгебра позволяет не только проводить анализ ЛС, описываемых логическими выражениями или таблицами истинности, но и синтез их из более простых,

Элементарные ЛС, используемые при создании средств ЦВТ, называются вентилями

С помощью логических схем можно реализовать любую логическую функцию, описывающую работу устройств компьютера

Каждый логический элемент имеет свое условное обозначение, которое выражает его логическую функцию. Работу логических элементов описывают с помощью таблиц истинности.

Триггер (от англ. trigger— защелка, спусковой крючок) — элек­тронное устройство с двумя устойчивыми состояниями равно­весия, чередующимися под воздействием внешних сигналов, предназначенных для записи и хранения 1 бита данных.