Реферат Структура базовой ЭВМ.

ПК имеет аппаратную часть и программное обеспечение.

Среди большого числа современных компьютеров можно выделить семейство ПК, использующих микропроцессор (МП) фирмы Intel с определенной структурой аппаратной части. Т. к. первые компьютеры такого типа выпускались фирмой IBM, компьютеры этого семейства называют IBM совместимыми. Обычно их называют 86-й, 286-й, 386-й, 486-й, Пентиум. Эти цифры определяют тип МП, который используется в данном компьютере. Ими соответственно являются МП I 8086, I 80286, I 80386, 80486, Pentium. Каждая последующая модель является более совершенной по сравнению с предыдущей.

Понятие Архитектуры ЭВМ включает совокупность ее свойств и характеристик с точки зрения пользователя, оно объединяет аппаратные, микропрограммные и программные средства вычислительной техники. Составной архитектуры является структура, которая определяет составные части системы и взаимосвязь между ними.

Семейство — это компьютеры, имеющие одинаковую или похожую архитектуру. Сейчас 90% выпускающихся компьютеров являются IBM совместимыми. Мы будем рассматривать персональные компьютеры этого семейства.

Основные блоки базовой ЭВМ:

— системный блок

— клавиатура

— монитор

— мышь

В Конфигурацию ПК входят системные и внешние устройства.

Системные устройства служат для обеспечения жизнедеятельности компьютера. При их помощи выполняется главная работа — обработка информации. Системные устройства обеспечивают взаимодействие всех внешних и внутренних устройств, управляют их работой. Без одного из системных устройств компьютер будет неработоспособным. Все системные устройства расположены в одном блоке, который является основой ПК и получил название — системный блок.

В его состав входят такие системные устройства:

— ЦП, который управляет работой компьютера и выполняет вычисления;

— оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), для размещения выполняющихся программ и данных;

— постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) для хранения постоянных программ, которые проверяют и «оживляют» компьютер каждый раз после его включения;

— контроллеры в виде электронных узлов, которые управляют работой внешних устройств;

— таймер (датчик времени) для подсчета времени. На монитор выводится точное время, название дня недели, дата и год. Дата и время используется при обработке информации на ПК.

— тактовый генератор формирует тактовые импульсы для согласования работы всех основных узлов компьютера. Импульсы тактового генератора можно представить как удар барабана на галере, чтобы гребцы согласованно работали веслами. От частоты импульсов генератора зависит быстродействие обработки информации. В современных компьютерах тактовая частота процессора доходит до 3ГГц и выше;

— разъемы для подключения кабелей и шнуров внешних устройств (клавиатура, монитор, мышь, принтер и т. д.).

Для взаимодействия компьютера с внешним миром служат устройства ввода-вывода. Они помогают осуществлять ввод информации в компьютер и вывод результатов обработки. Внешние устройства, как правило, выполнены в виде отдельных устройств и подключаются к системному блоку при помощи кабелей и шнуров. Это устройства введа информации и вывода результатов обработки.

Несколько внешних устройств могут располагаться в системном блоке. Это дисководы для гибких и жестких дисков, дисковод для компакт-дисков, звуковая карта, сетевой адаптер, модем.

Звуковая карта обеспечивает озвучивание программ, работающих в режиме мультимедиа.

Сетевой адаптер дает возможность подключить компьютер к локальной сети.

Устройства ПК во время работы должны взаимодействовать между собой: передавать или принимать данные, получать и выполнять команды, записывать или читать данные по указанному адресу. Если организовать такое взаимодействие по принципу: «Каждый с каждым», то получим сложную и запутанную схему. Дело осложняется тем, что не все устройства имеют единый «внутренний язык». Например, монитор, принтер, мышь имеют существенно разную физическую основу и прямой обмен электрическими сигналами меду ними невозможен.

Взаимодействие устройств ЭВМ напоминает общение разноязыкой групп людей, где не все разговаривают на общепринятом языке.

В современных ПК эта проблема решена благодаря магистрально-модульному принципу их строения. Каждое устройство — это модуль, который присоединяется к общей для всех системной магистрали. Магистраль состоит из шины данных (16, 32 или 64 параллельных провода), шины адреса и шины команд. Для шины данных установлен единый стандарт информации в нгей. Непосредственно к шине данных подсоединены системные устройства: микропроцессор, оперативная и постоянная память, тактовый генератор, которые находятся на материнской плате. «Инакоговорящие» внешние устройства присоединяются к шине данных через своих «переводчиков» — блоков взаимодействия (контроллеры, звуковую карту и т. д.). Во время импульса тактового генератора на шину данных «выбрасывается» информация, которая принимается другим устройством (шина адреса) для выполнения определенного действия (шина команд). После паузы снова подается импульс, во время которого выполняется новый обмен информацией. Всеми процессами обмена управляет микропроцессор и его устройства.

Рисунок.

Магистрально – модульный принцип построения позволяет без лишних трудностей присоединить к компьютеру новые устройства, делать замену существующих на более совершенные. Для этого достаточно вставить в гнезда (слоты) на материнской плате соответствующий интерфейсных блок и к нему присоединить новое устройство.

Такой принцип называется Plug&Play «вставь и работай».

Устройство обработки информации называется процессором. Кроме функций обработки информации, он управляет вычислительным процессами. Процессор состоит из АЛУ, выполняющим все арифметические и логические операции в двоичном коде, и УУ, которое организует и координирует взаимодействие всех устройств ЭВМ во время их работы.

ЦП.

ЦП современного ПК — это очень маленький кремниевый кристалл с большим количеством размещенных на нем транзисторов (5,5 млн в МП Pentium Pro). Эта электронная схема выполняет все вычисления и обработку информации, а также управляет работой компьютера.

Основные характеристики ЦП:

— быстродействие (100 и больше млн. команд/с);

— длина разрядной сетки;

— набор команд.

ЦП часто называют чипом (от англ. Chip - микросхема или chipset – набор микросхем). Действия ЦП заключаются в выполнении какой-либо программы, т. е. набора четко определенных команд, поступающих в четко определенном порядке с ОП.

Состав ЦП:

— УУ. Координирует все действия компьютера. Он управляет последовательностью выполнения команд и движением данных в компьютере.

— АЛУ. Выполняет все вычислительные операции (логические, арифметические)

— регистры процессора (быстродоступная для процессора память)

Разрядность регистра — это количество бит, которые он может хранить.

МП I 8080 — 8 разрядный

МП I 8086, I 80286 16 разрядный

МП I 80386 и выше 32 разрядный.

В современных ПК кол-во регистров больше 20. Они используются устройством управления для хранения разных данных: адреса ячеек, адреса данных или самих данных и др.