Введение в архитектуру и организацию компьютера.

http://www.appmat.ru/wp-content/uploads/2015/08/%D0%9B%D0%B5%D0%BA%D1%86%D0%B8%D0%B8-%D0%90%D1%80%D1%85%D0%B8%D1%82%D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%83%D1%80%D0%B0-%D0%BA%D0%BE%D0%BC%D0%BF%D1%8C%D1%8E%D1%82%D0%B5%D1%80%D0%BE%D0%B2-2015.pdf удивительная книга там много полезной инфы

Архитектура персонального компьютера

Основные составные части персонального компьютера:

1. Монитор - устройство, предназначенное для вывода информации на экран.

2. Системный блок - устройство в котором размещаются аппаратное обеспечение компьютера:

• Материнская плата,
• Центральный процессор,
• Оперативная память,
• Карты расширений,
• Блок питания,
• Оптический привод,
• Жесткий диск,

3. Компьютерная мышь - устройство, предназначенное для управления компьютером.

4. Клавиатура - устройство, предназначенное для ввода информации в компьютер.

Типы компьютеров:

• Настольный, стационарный, персональный компьютер (ПК, PC), десктоп (desktop)
• Моноблок
• Ноутбук notebook, блокнотный ПК, (иногда и laptop)
• Нетбук, netbook
• Планшетный ПК, tablet PC, смартфон
• Неттоп, nettop
• Карманные компьютеры, КПК, PDA, электронный органайзер или палмтоп
• Сервер

Информация, которая нужна для работы ПК располагается в оперативной памяти (ОЗУ-оперативное запоминающее устройство.) Информация, которая хранится в компьютере даже при выключенном состоянии хранится на постоянном запоминающем устройстве (ПЗУ).

Запоминающие устройства

• Жесткий диск (! Часто не является периферийным устройством!)
• Гибкий магнитный диск (уже не используется)
• Оптические диски
• Флеш-память
• Стримеры

Устройства ввода

• Клавиатура
• Мышь
• Трекбол
• Тачпад
• Микрофон
• Сканер
• Графический планшет, Световое перо
• Цифровой фотоаппарат
• Видео- и Веб-камера
• Плата видеозахвата
• Джойстик, геймпад, руль, педаль, штурвал, танцевальная платформа, …

Устройства вывода

• Монитор (дисплей)
• Проектор
• Принтер
• Графопостроитель
• Встроенный динамик
• Колонки
• Наушники

Сетевые устройства

• Модем
• ADSL-модем
• DVB-карта + спутниковая антенна
• Сетевая карта
• Адаптер WiFi

ПОДКЛЮЧЕНИЕ УСТРОЙСТВ К ПК

При подключении устройств к системному блоку необходимо в первую очередь убедиться в совместимости разъемов и наличии соответствующих соединительных кабелей.

Также необходимо убедиться, допускает ли устройство "горячее подключение" или же для его включения ПК необходимо полностью выключить.

К устройствам "горячего подключения" относятся все USB устройства, FireWire, e-SATA, HDMI и некоторые другие.

Устройства с разъемами PS/2, COM, LPT, VGA, следует подключать только при выключенном компьютере - "на холодную". Если их подключать при включённом ПК, то можно сжечь не только само устройство, но и материнскую плату. ТВ тюнеры, а также ТВ выходы видеокарт, предназначенные для телевизионных антенн, и самих телевизоров, так же необходимо подключать при выключенном компьютере и телевизоре. Для порта VGA допускается подключение при включенном ПК, но выключенном мониторе/проекторе.

Звуковые устройства можно подключать "на горячую", но громкость динамиков при этом должна быть выкручена в ноль или, что лучше, они сами в момент подключения к ПК должны быть выключены.

 

Из другого сайта

Архитекту́ра компью́тера — набор типов данных, операций и характеристик каждого отдельно взятого уровня. Архитектура описывает общую модель компьютера. Аспекты реализации (например, технология, применяемая при реализации памяти) не являются частью архитектуры^[1].

Выделяют несколько уровней организации компьютера (компьютерной архитектуры), от двух и более:^[1]

Схема, иллюстрирующая многоуровневую структуру компьютера

Уровень 0

Цифровой логический уровень, это аппаратное обеспечение машины, состоящий из вентилей. См. также Логические элементы (защелки), триггеры, регистры

Уровень 1

Микроархитектурный уровень, интерпретация (микропрограммы) или непосредственное выполнение. Электронные схемы исполняют машинно-зависимые программы. Совокупность регистров процессора формирует локальную память. См. также арифметико-логическое устройство.

Уровень 2

Уровень архитектуры системы команд, трансляция (ассемблер).

Уровень 3

Уровень операционной системы, трансляция (ассемблер). Это гибридный уровень: одна часть команд интерпретируется операционной системой, а другая — микропрограммой. См. также виртуальная память, файлы.

Уровень 4

Уровень языка ассемблера, трансляция (компилятор). Четвертый уровень и выше используется для написания прикладных программ, с первого по третий — системных программ. Программы в удобном для человека виде транслируются на язык уровней 1-3.

Уровень 5

Язык высокого уровня. Программы на языках высокого уровня транслируются обычно на уровни 3 и 4.

Первая документально оформленная компьютерная архитектура находилась в переписке между Чарльзом Бэббиджем и Адой Лавлейс, описывающим механизм анализа. При создании компьютера Z1 в 1936 году Конрад Цузе описал в двух патентных заявках свои будущие проекты.^[2] Два других ранних и важных примера:

Статья Джона фон Неймана 1945 года, первый проект отчета об EDVAC, в котором описана организация логических элементов;

Более подробный Предложенный Электронный Калькулятор Алана Тьюринга для Автоматического Вычислительного Двигателя, также 1945 и который привел статью Джона фон Неймана.

Термин «архитектура» в компьютерной литературе можно проследить до работы Лайла Р. Джонсона, Фридриха П. Брукса-младшего и Мохаммада Усмана-хана. Все они были членами отдела машинной организации в основном исследовательском центре IBM в 1959 году. У Джонсона была возможность написать собственное исследовательское сообщение о суперкомпьютере Stretch, разработанном IBM в Лос-Аламосской национальной лаборатории (в то время известном как Лос-Аламос Научная лаборатория). Чтобы описать уровень детализации для обсуждения роскошно украшенного компьютера, он отметил, что его описание форматов, типов команд, аппаратных параметров и улучшений скорости было на уровне «системной архитектуры» — термин, который казался более полезным, чем «машинная организация».

Впоследствии Брукс, дизайнер стретч, начал главу 2 книги («Планирование компьютерной системы: проект Stretch», изд., W. Buchholz, 1962), написав:

"Компьютерная архитектура, как и другая архитектура, — это искусство определения потребностей пользователя структуры, а затем проектирования для максимально эффективного удовлетворения этих потребностей в рамках экономических и технологических ограничений."

Брукс продолжал помогать в разработке линейки компьютеров IBM System / 360 (теперь называемой IBM zSeries), в которой «архитектура» стала существительным, определяющим «то, что пользователь должен знать».^[3]

Самые ранние компьютерные архитектуры были разработаны на бумаге, а затем непосредственно встроены в окончательную аппаратную форму. Позже прототипы компьютерной архитектуры были физически построены в виде транзисторно-транзисторной логической системы (TTL), такой как прототипы 6800 и испытанного PA-RISC, и исправлены, прежде чем перейти к окончательной аппаратной форме. Начиная с 1990-х годов, новые компьютерные архитектуры обычно «строятся», тестируются и настраиваются внутри какой-либо другой компьютерной архитектуры в симуляторе компьютерной архитектуры; или внутри ПЛИС в качестве мягкого микропроцессора; Или оба — перед тем, как совершить окончательную аппаратную форму.^[4]

Классификация[править | править код]

По типу применяемого процессора [править | править код]

· CISC (англ. complex instruction set computing) — архитектура с полным набором команд. Такие процессоры выполняют все команды, простые и сложные, за большое количество тактов. Команд в таких процессорах много, и компиляторы верхнего уровня редко используют все команды.

· RISC (англ. reduced instruction set computing) — архитектура с сокращённым набором команд. Такие процессоры работают быстрее, чем с CISC-архитектурой, за счёт упрощения архитектуры и сокращения количества команд, но для выполнения сложной команды она составляется из набора простых, что увеличивает время выполнения команды (за большее количество тактов).

· MISC (англ. minimal instruction set computing) — архитектура с минимальным набором команд. Такие процессоры имеют минимальное количество команд, все команды простые и требуют небольшого количества тактов на выполнение, но если выполняются сложные вычисления, например, с числами с плавающей запятой, то такие команды выполняются за большое количество тактов, превышающее CISC- и RISC-архитектуры.

· VLIW (англ. very long instruction word — «очень длинная машинная команда») — архитектура с длинной машинной командой, в которой указывается параллельность выполнения вычислений. Такие процессоры получили широкое применение в цифровой обработке сигналов.

По принципу разделения памяти [править | править код]

· Гарвардская архитектура — характерной чертой является разделение памяти программ и памяти данных.

· Фон Неймановская архитектура — характерной чертой является совместное хранение программ и данных.