Читайте также:
|
Архитектура вычислительной машины — концептуальная структура вычислительной машины, определяющая проведение обработки информации и включающая методы преобразования информации в данные и принципы взаимодействия технических средств и программного обеспечения.
Для выполнения процесса обработки данных в состав ПК включаются различные устройства, которые принято разделять на центральные и периферийные.
Микропроцессор и основная память являются центральными.
Микропроцессор — процессор (устройство, отвечающее за выполнение арифметических, логических операций и операций управления, записанных в машинном коде), реализованный в виде одной микросхемы или комплекта из нескольких специализированных микросхем.
Микропроцессор координирует работу всех устройств цифровой системы с помощью шины управления (ШУ). Помимо ШУ имеется 16-разрядная адресная шина (ША), которая служит для выбора определенной ячейки памяти, порта ввода или порта вывода. По 8-разрядной информационной шине или шине данных (ШД) осуществляется двунаправленная пересылка данных к микропроцессору и от микропроцессора. Важно отметить, что МП может посылать информацию в память микроЭВМ или к одному из портов вывода, а также получать информацию из памяти или от одного из портов ввода.
Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) в микроЭВМ содержит некоторую программу (на практике программу инициализации ЭВМ). Программы могут быть загружены в запоминающее устройство с произвольной выборкой (ЗУПВ) и из внешнего запоминающего устройства (ВЗУ). Это программы пользователя.
Подчеркнем еще раз, что именно микропроцессор является ядром системы и осуществляет управление всеми операциями. Его работа представляет последовательную реализацию микропроцедур выборки-дешифрации-исполнения. Однако фактическая последовательность операций в МПС определяется командами, записанными в памяти программ.
Таким образом, в МПС микропроцессор выполняет следующие функции:
- выборку команд программы из основной памяти;
- дешифрацию команд;
- выполнение арифметических, логических и других операций, закодированных в командах;
- управление пересылкой информации между регистрами и основной памятью, между устройствами ввода/вывода;
- отработку сигналов от устройств ввода/вывода, в том числе реализацию прерываний с этих устройств;
- управление и координацию работы основных узлов МП.
Основная память - это устройство для хранения информации. Она состоит из оперативного запоминающего устройства (ОЗУ) и постоянного запоминающего устройства (ПЗУ).
ОЗУ - быстрая, полупроводниковая, энергозависимая память. В ОЗУ хранятся исполняемая в данный момент программа и данные, с которыми она непосредственно работает. Это значит, что когда вы запускаете какую-либо компьютерную программу, находящуюся на диске, она копируется в оперативную память, после чего процессор начинает выполнять команды, изложенные в этой программе. Часть ОЗУ, называемая "видеопамять", содержит данные, соответствующие текущему изображению на экране. При отключении питания содержимое ОЗУ стирается.
Быстродействие (скорость работы) компьютера напрямую зависит от величины его ОЗУ, которое в современных компьютерах может доходить до 128 Мбайт. В первых моделях компьютеров оперативная память составляла не более 1 Мбайт. Современные прикладные программы часто требуют для своего выполнения не менее 4 Мбайт ОЗУ; в противном случае они просто не запускаются.
ОЗУ - это память, используемая как для чтения, так и для записи информации. При отключении электропитания информация в ОЗУ исчезает (энергозависимость).
ПЗУ - быстрая, энергонезависимая память. ПЗУ - это память, предназначенная только для чтения. Информация заносится в нее один раз (обычно в заводских условиях) и сохраняется постоянно (при включенном и выключенном компьютере). В ПЗУ хранится информация, присутствие которой постоянно необходимо в компьютере.
В ПЗУ находятся:
Основная память состоит из регистров. Регистр - это устройство для временного запоминания информации в оцифрованной (двоичной) форме. Запоминающим элементом в регистре является триггер - устройство, которое может находиться в одном из двух состояний, одно из которых соответствует запоминанию двоичного нуля, другое - запоминанию двоичной единицы. Триггер представляет собой крошечный конденсатор-батарейку, которую можно заряжать множество раз. Если такой конденсатор заряжен - он как бы запомнил значение "1", если заряд отсутствует - значение "0". Регистр содержит несколько связанных друг с другом триггеров. Число триггеров в регистре называется разрядностью компьютера. Производительность компьютера напрямую связана с разрядностью, которая бывает равной 8, 16, 32, 64, 128.
Процессор и основная память находятся на большой плате, которая называется материнской. Для подключения к ней различных дополнительных устройств (дисководов, манипуляторов типа мыши, принтеров и т. д.) служат специальные платы - контроллеры. Они вставляются в разъемы (слоты) на материнской плате, а к их концу (порту), выходящему наружу компьютера, подключается дополнительное устройство.
Периферийные устройства окружают системный блок и позволяют пользователю взаимодействовать с компьютером. Периферийные устройства можно разделить на следующие группы:
- устройства ввода информации;
- устройства вывода информации;
- устройства хранения информации;
- мультимедийные устройства;
- устройства передачи информации.
К устройствам ввода относят такие стандартные устройства, как клавиатура и мышь, которые позволяют передать информацию от пользователя компьютеру. Кроме этого существуют много других устройств. Трекбол (или перевернутая мышь) - представляет собой шарик, вращая который, вы передвигаете курсор на экране. Планшет - это устройство ввода, по которому пользователь водит стилом (пером), а изображение передается компьютеру. Сканер - устройство для передачи картинки с твердого носителя (бумаги, пленки) в цифровой вид, который может обрабатываться компьютером. Цифровые камеры и цифровые видеокамеры, позволяют получить статические и подвижные снимки и передать в электронном виде на обработку компьютером.
Устройства вывода наоборот позволяют пользователю, получить информацию от компьютера, в понятном пользователю виде. Так для получения изменяемой информации, например - фильм, используются мониторы, реже проекторы. Чтобы получить документ на твердом носителе, применяют принтеры или плоттеры.
Плоттер (графопостроитель) – устройство для вывода на бумагу больших рисунков, чертежей и другой графической информации. Плоттер может выводить графическую информацию на бумагу формата А2 и больше. Конструктивно в нем может использоваться или барабан рулонной бумаги, или горизонтальный планшет.
Устройства хранения информации. Кроме накопителей, которые присутствуют в системном блоке, те же накопители, могут подключаться, как внешние устройства, например: жесткие диски, дисководы, CD-ROM/RW, DVD-ROM/RW и т.д. Кроме этих накопителей, очень популярными являются Flash-накопители, небольшие устройства, подключаемые к USB порту. Их емкость составляет 16-256 Мб (и более), цена весьма привлекательна и так как USB порт есть сегодня в каждом компьютере, эти устройства стремительно набирают популярность, практически вытесняя дискеты и дисководы.К мультимедийным устройствам, чаще всего, относят устройства связанные с вводом/выводом аудио и видеоинформации. Звуковая карта с акустической системой - для ввода/вывода звука. Для ввода/вывода видеоинформации используются платы нелинейного монтажа. Устройства передачи информации. Эти устройства предназначены для обмена информацией двух и более компьютеров. Модем - устройство связи для удаленного соединения компьютеров по телефонной линии. На другом конце провода может быть ваш друг, либо же компьютер провайдера, предоставляющего доступ в Internet. Еще одним устройством обмена информации является сетевой адаптер (сетевая карта). Это более быстрое устройство для обмена информации, которое может передавать информацию по электрическим, оптическим, или радиоканалам связи.Оператиивная паамять — энергозависимая часть системы компьютерной памяти, в которой временно хранятся данные и команды, необходимые процессору для выполнения им операции. Обязательным условием является адресуемость (каждое машинное слово имеет индивидуальный адрес) памяти.
Обмен данными между процессором и оперативной памятью производится:
1. непосредственно,
2. либо через сверхбыструю память, 0-го уровня — регистры в АЛУ, либо при наличии кэша — через него.
Содержащиеся в оперативной памяти данные доступны только тогда, когда на модули памяти подаётся напряжение, то есть, компьютер включен. Пропадание на модулях памяти питания, даже кратковременное, приводит к искажению либо полному пропаданию содержимого ОЗУ.
Энергосберегающие режимы работы материнской платы компьютера позволяют переводить его в режим «сна», что значительно сокращает уровень потребления компьютером электроэнергии. Для сохранения содержимого ОЗУ в таком случае, применяют запись содержимого оперативной памяти в специальный файл (в системе Windows XP он называется hiberfil.sys)
В общем случае, оперативная память содержит данные операционной системы и запущенных на выполнение программ, поэтому от объёма оперативной памяти зависит количество задач, которые одновременно может выполнять компьютер.
Оперативное запоминающее устройство, ОЗУ — техническое устройство, реализующее функции оперативной памяти.
ОЗУ может изготавливаться как отдельный блок или входить в конструкцию, например однокристальной ЭВМ или микроконтроллера.
Внешняя память -это долговременная энергонезависимая память для хранения данных.).
В отличие от оперативной памяти, внешняя память не имеет прямой связи с процессором.
Реализуется этот вид памяти внешними запоминающими устройствами (материальными носителями информации), расположенными, как правило, в системном блоке или вне его.
Для работы с внешней памятью необходимо наличие накопителя и носителя.
Накопители - устройства для записи и (или) считывания информации.
Носители -устройства для хранения информации.
Основные виды накопителей:
Им соответствуют основные виды носителей:
Основные характеристики накопителей и носителей:
В основу записи, хранения и считывания информации из внешней памяти положены два принципа - магнитный и оптический. Благодаря этим принципам обеспечивается сохранение информации и после выключения компьютера.
В основе магнитной записи лежит преобразование цифровой информации (в виде 0 и 1) в переменный электрический ток, который сопровождается переменным магнитным полем. В результате поверхность магнитных носителей разделяется на ненамагниченные участки (0) и намагниченные (1).
Дата добавления: 2015-01-30; просмотров: 95 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав |