Структурная схема эвм. Неймановская архитектура компьютера. Назначение и функции основных элементов схемы. Основной цикл работы эвм.

 

Английский ученый Чарльз Бэббидж считал, что устройство автоматической машины, способной работать без вмешательства человека по заранее составленной программе должна была состоять из следующих частей:

*устройство, в кот-ом производятся все по операции по обработке всех видов информации (современная терминология АЛУ арифметико-логическое устройство).

*устройство, обеспечивающее организацию выполнения программы обработки информации и согласованные взаимодействие всех узлов машины в ходе этого процесса –устройство управления УУ.

В настоящее время АЛУ и УУ объединены в единую микросхему – микропроцессор.

*устройство, предназначенное для хранения данных, программ и результатов вычисления (запоминающее устройство ЗУ).

*разнообразные устройства, запоминающиеся преобразованием информации в форму, доступную компьютеру –устройство ввода (Увв).

*устройство, преобразующее результаты обработки в доступную человеку форму- устройство вывода(Увыв).

 

Фон- Неймон сформулировал классические принципы устройства ЭВМ:

-Использование двоичной системы для представления чисел. Этот принцип обеспечил удобство и простоту выполнения арифметических и логических операций.

-Принцип «хранимой информации» - программа должна храниться в виде набора нулей и единиц, при чем в той же самой памяти, что и обрабатываемые ей числа.

-Принцип адресности – команды и данные помещаются в ячейки памяти, доступ кот-ому осуществляется по адресу (номеру).

-Наличие программного счетчика – адрес очередной ячейки памяти, из кот-ой будет извлечена следующая команда программы формируется и хранится в специальном устройстве – счетчики команд.

 

Структура ЭВМ по Фон Неймона

Устройство ввода увв

 

 

Память(ОЗУ, ПВУ)

Устройство вывода увыв

Процессор (АЛУ УУ)

Внешняя память

\

 

Вся деятельность ЭВМ - это непрерывное выполнение тех или иных программ, причем программы эти могут в свою очередь загружать новые программы и т.д.

Каждая команда состоит из отдельных машинных команд. Каждая машинная команда, в свою очередь, делится на ряд элементарных составных частей, которые принято называть тактами. В зависимости от сложности команд она может быть реализована за разное число тактов. Например, пересылка информации из одного внутреннего регистра процессора в другой выполняется за несколько тактов, а для перемножения двух целых чисел их требуется на порядок больше. Существенное удлинение команды происходит, если обрабатываемые данные еще не находятся внутри процессора и их приходится считывать из ОЗУ.

При выполнении каждой команды ЭВМ проделывает определенные стандартные действия:

согласно содержимому счетчика адреса команд, считывается очередная команда программы (ее код обычно заносится на хранение в специальный регистр УУ, который носит название регистра команд);

счетчик команд автоматически изменяется так, чтобы в нем содержался адрес следующей команды;

считанная в регистр команд операция расшифровывается, извлекаются необходимые данные и над ними выполняются требуемые действия.

Затем во всех случаях, за исключением команды останова или наступления прерывания, все описанные действия циклически повторяются.
После выборки команды останова ЭВМ прекращает обработку программы. Для выхода из этого состояния требуется либо запрос от внешних устройств, либо перезапуск машины.

 

Шинная архитектура компьютера. Назначение и функции основных элементов схемы. Контроллер.

 

 

Структура эвм 4-ого поколения:

Процессор(АЛУ УУ) память(ОЗУ, ПЗУ) видео ОЗУ

 

 

Шина адрема

Шина данных

Шина управления

 

 

КПД (ПДП) контроллер контроллер контроллер таймер

 

Увва Увыв внешняя память

Котроллер- это специализированный процессор, управляющий работой вверенного ему внешнего устройства по спец-ным встроенным программам обмена. Такой процессор имеет собственную систему команд. Сведения об успешности выполнения команды заносятся во внутренние регистры контроллера, к-ые могут быть в дальнейшем прочитаны центральным процессором.

Шина (магистраль) состоит из 3 частей:

-шина данных осуществляет передачу информации;

-шина адреса определяет куда именно передаются данные;

-шина управления (командная) регулирует процесс обмена информации.

Открытая архитектура предполагает возможность подключения в состав компьютера новых устройств.

Контроллер прямого доступа к памяти – режим, при к-ом внешнее устройство обменивается непосредственно с оперативной памятью без участия центрального процессора называется прямым доступом к памяти. В режиме прямого доступа к памяти центральны процессор передает контроллеру прямого доступа к памяти необходимую для обмена информацию (кол-во инфо-ции, № первой ячейки памяти, после чего освобождается, а обменами руководит уже контроллер прямого доступа к памяти. Если такой обмен недо задействует все возможные шины, то центральный процессор в это время может продолжить работу.

 

 

Состав ПК. Основные устройства ПК IV-го поколения.

 

 

Состав ПК. Основные устройства ПК 4-го поколения.

Современный ПК включает в себя следующие элементы:

-системный блок;

-монитор;

-клавиатура;

-мышь;

-принтер;

-сканер.

Кроме перечисленных, в состав ПК могут входить модем или факс-модем, плоттер, устройства воспроизведения и записи звука и некоторые другие устройства.

 

Системный блок ПК. Типы системных блоков. Устройства, размещаемые в системном блоке.

 

 

Системный блок ПК. Типы. Устройства, размещаемые в системном блоке.

Системный блок представляет собой основной узел, внутри которого установлены наиболее важные компоненты. Устройства, находящиеся внутри системного блока, называют внутренними, а устройства, подключаемые к нему снаружи, называют внешними. Внешние дополнительные устройства, предназначенные для ввода, вывода и длительного хранения данных, также называют периферийными.

По внешнему виду системные блоки различаются формой корпуса. Корпуса персональных компьютеров выпускают в горизонтальном (desktop) и вертикальном (tower) исполнении. Корпуса, имеющие вертикальное исполнение, различают по габаритам: полноразмерный (big tower), среднеразмерный (midi tower) и малоразмерный (mini tower). Среди корпусов, имеющих горизонтальное исполнение, выделяют плоские и особо плоские (slim). Выбор того или иного типа корпуса определяется вкусом и потребностями модернизации компьютера. Наиболее оптимальным типом корпуса для большинства пользователей является корпус типа mini tower. Он имеет небольшие габариты, его удобно располагать как на рабочем столе, так и на тумбочке вблизи рабочего стола или на специальном держателе. Он имеет достаточно места для размещения от пяти до семи плат расширения.

Кроме формы, для корпуса важен параметр, называемый форм-фактором. От него зависят требования к размещаемым устройствам. В настоящее время в основном используются корпуса двух форм-факторов: AT и АТХ. Форм-фактор корпуса должен быть обязательно согласован с форм-фактором главной (системной) платы компьютера, так называемой материнской платы.

Корпуса персональных компьютеров поставляются вместе с блоком питания и, таким образом, мощность блока питания также является одним из параметров корпуса. Для массовых моделей достаточной является мощность блока питания 200-250 Вт.

Персональные компьютеры делятся настационарные и портативные. Стационарные обычно устанавливаются рабочем столе. Портативные компьютеры делятся на следующие категории:

переносные (portable), которые имеют небольшую массу и габариты и поддаются транспортировке одним человеком;

наколенные (laptop), выполненные в виде дипломата;

блокнотные (notebook), имеющие габариты большого блокнота;

карманные (pocket), которые помещаются в карман.

Смотри ниже.

 

Материнская плата. Основные устройства, размещаемые на материнской плате