Основные принципы работы компьютера

Компьютер – это техническое средство преобразования информации, в основу работы которого заложены те же принципы обработки электрических сигналов, что и в любом электронном устройстве:

входная информация, представленная различными физическими процессами, как электрической, так и неэлектрической природы (буквами, цифрами, звуковыми сигналами и т.д.), преобразуется в электрический сигнал;

сигналы обрабатываются в блоке обработки;

С помощью преобразователя выходных сигналов обработанные сигналы преобразуются в неэлектрические сигналы (изображения на экране).

Назначение компьютера – обработка различного рода информации и представление ее в удобном для человека виде.

С позиции функционального назначения компьютер – это система, состоящая из 4-х основных устройств, выполняющих определенные функции: запоминающего устройства или памяти, которая разделяется на оперативную и постоянную, арифметико-логического устройства (АЛУ), устройства управления (УУ) и устройства ввода-вывода (УВВ). Рассмотрим их роль и назначение.

Для характеристики памяти используются следующие параметры:

емкость памяти – максимальное количество хранимой информации в байтах;

Быстродействие памяти – время обращения к памяти, определяемое временем считывания или временем записи информации.

Фактически УУ выполняет следующий цикл действий:

формирование адреса очередной команды;

чтение команды из памяти и ее расшифровка;

Выполнение команды.

Устройство процессора и его назначения

На самом деле то, что мы сегодня называем процессором, правильно называть микропроцессором. Разница есть и определяется видом устройства и его историческим развитием.

Первый процессор (Intel 4004) появился в 1971 году.

Внешне представляет собой кремневую пластинку с миллионами и миллиардами (на сегодняшний день) транзисторов и каналов для прохождения сигналов.

Назначение процессора – это автоматическое выполнение программы. Другими словами, он является основным компонентом любого компьютера.

Ключевыми компонентами процессора являются арифметико-логическое устройство (АЛУ), регистры и устройство управления. АЛУ выполнят основные математические и логические операции. Все вычисления производятся в двоичной системе счисления.

Кэш данных и команд хранит часто используемые данные и команды. Обращение в кэш происходит намного быстрее, чем в оперативную память, поэтому, чем он больше, тем лучше.

Оперативная память компьютера. Устройства вторичной памяти.

оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) или RAM-Random Access Memory и б) постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) или Rom-Read Onty Memory.

ОЗУ предназначена для хранения переменной информации, работает в режимах записи, чтения и хранения.

Оперативная память (RAM — Random Access Memory, ОЗУ) — устройство, предназначенное для хранения обрабатываемой ин­формации (данных) и программ, управляющих процессом обработ­ки информации.

Важнейшей характеристикой модулей оперативной памяти яв­ляется быстродействие

Для ускорения доступа к оперативной памяти используется кэш­память (cache (англ.) — запас). Это сверхбыстрая оперативная па­мять, предназначенная для временного хранения данных и поме­щенная между оперативной памятью и процессором

Запись в кэш-память осуществляется параллельно с запросом процессора к ОЗУ

Используется два основных типа оперативной памяти:

Статистическая (SRAM-Static RAM)

Динамическая (DRAM – Dynamic RAM)

Эти две разновидности памяти различаются быстродействием и удельной плотностью (емкостью хранимой информации

Устройства ввода и вывода

Устройства ввода-вывода (УВВ) разделены на собственно УВВ и управляющие ими контрол­леры (карты), включаемые в системную плату или установленные прямо на ней.

К устройствам ввода информации относятся клавиатура, ручные манипуляторы, мышь, трекбол, джойстик, трекпойн, джойстринг, диджитайзер, трекпад, сканер, световое перо, информационные перчатки, костюм, шлем, цифровая видеокамера, микрофон и т.д.

К устройствам вывода информации относятся дисплей, принтер, плоттер, акустические колонки и др.