Лекция: Основные принципы построения и функционирования ПК. Аппаратные средства ПК

1. ПРИНЦИП РАБОТЫ ПК

ПК (ПЭВМ) персональный компьютер — это программно-управляемый автомат (универсальный инструмент) для обработки, хранения, передачи и получения любой информации: текстов, звуков, изображений или чисел.

В 1945 г. Джон фон Нейман сформулировал принципы построения (архитектуру) ЭВМ, т.е. описал как должен быть устроен ПК для того, чтобы он был универсальным и эффективным устройством для обработки информации. Во многих чертах эти принципы сохранились и теперь.

Под архитектурой ЭВМ понимают описание устройства и принципов работы компьютера, достаточное для пользователя и программиста.

Укрупненная архитектура ПК следующим образом:

Рис. 1. Архитектура ПК

ПРИНЦИПЫ построения ЭВМ по Дж. фон Нейману:

1. Программное управление работой ЭВМ (программы состоят из отдельных команд).

2. Принцип условного перехода.
Возможность менять последовательность вычислений в зависимости от полученных промежуточных результатов.

3. Принцип хранимой программы.

Команды представляются в числовой форме и хранятся в той же памяти, что и данные для вычислений. Таким образом, команды можно посылать в арифметическо — логическое устройство и преобразовывать, как обычные числа. Это позволяет создавать программы, способные в процессе вычислений изменять сами себя.

4. Использование двоичной системы счисления для представления информации.

5. Принцип иерархического запоминающего устройства (ЗУ).

Наиболее часто используемые данные хранятся в самом быстром ЗУ (в современном ПК — это КЭШ память), а более редко используемые — в самом медленном, но гораздо большей емкости (в современном ПК – это жесткие диски, CD-ROM).

Современные ЭВМ бывают самыми разными: от больших, занимающих целый зал, до маленьких, помещающихся на столе, в портфеле и даже в кармане. Сегодня самым массовым видом ЭВМ являются персональные компьютеры (ПК).

Персональный компьютер представляет собой комплект устройств. Главным в этом комплекте является системный блок. В системном блоке находится мозг машины: микропроцессор и внутренняя память. Там же помещаются: блок электропитания, дисководы, контроллеры внешних устройств. Системный блок обычно снабжен внутренним вентилятором для охлаждения.

Весь системный блок помещен в металлический корпус, на поверхности которого имеются (как минимум): клавиша включения электропитания, щели для установки дискет в дисковые устройства, разъемы для подключения внешних устройств.

Кроме системного блока, в обязательный (минимальный) комплект ПК входят клавишное устройство (клавиатура) и монитор (дисплей, экран). Дополнительно к этому минимальному комплекту к ПК могут быть подключены: принтер (устройство печати), манипуляторы типа мышь, джойстик, шар, модем (для выхода на телефонную линию связи) и другие устройства.

Все устройства ПК, которые подключаются к системному блоку снаружи, называются внешними устройствами. Каждое внешнее устройство взаимодействует с процессором ПК через специальный блок, называемый контроллером (от английского controller — контролер, управляющий). Существуют контроллер дисковода, контроллер монитора, контроллер принтера и др.

Задача контроллера — преобразование информации, поступающей от процессора, в соответствующие сигналы, управляющие работой устройства. Например, на контроллер монитора поступает двоичный код 01000001. Это код латинской буквы «А». В ответ контроллер организует работу монитора таким образом, что на экране высветится буква «А». При нажатии на клавиатуре клавиши с буквой «А» контроллер клавиатуры преобразует сигнал от этой клавиши в двоичный код 01000001, который будет передан по линии связи к процессору.

Рассмотрите блок-схему устройства компьютера:

Рис. 2. Блок-схема устройства компьютера

Принцип, по которому организована связь между процессором, оперативной памятью и внешними устройствами, похож на принцип телефонной связи. Процессор через многопроводную линию, которая называется магистралью (другое название — шина), связывается с другими устройствами.

Подобно тому, как каждый абонент телефонной сети имеет свой номер, каждое подключаемое к ПК внешнее устройство также получает номер, который выполняет роль адреса.

Информация, передаваемая внешнему устройству, сопровождается ее адресом и подается на контроллер. Следовательно, в данной аналогии контроллер подобен телефонному аппарату, который преобразует электрический сигнал, идущий по проводам, в звук, когда вы слушаете телефон, и преобразует звук в электрический сигнал, когда вы говорите.

Магистраль — это кабель, состоящий из множества проводов. Характерная организация магистрали такая: по одной группе проводов (шина данных) передается обрабатываемая информация, по другой (шина адреса) — адреса памяти или внешних устройств, к которым обращается процессор. Есть еще третья часть магистрали — шина управления; по ней передаются управляющие сигналы (например, проверка готовности устройства к работе, сигнал к началу работы устройства и др.).

­в меню

2. ОСНОВНЫЕ БЛОКИ И ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА ПК