Лекция: ВОПРОС 18. Понятие архитектуры и структуры компьютера. Структурная схема персонального компьютера

Архитектура компьютера определяется совокупностью ее свойств, существенных для пользователя. Основное внимание при этом уделяется структуре и функциональным возможностям машины, которые можно разделить на основные и дополнительные.

Архитектурой компьютера считается его представление на некотором общем уровне, включающее описание пользовательских возможностей программирования, системы команд, системы адресации, организации памяти и т. д.

Архитектура компьютера, характеризующая его логическую организацию, может быть представлена как множество взаимосвязанных компонент, включающих элементы различной природы: программное обеспечение (software), аппаратное обеспечение (hardware), алгоритмическое обеспечение (brainware), специальное фирменное обеспечение (firmware) – и поддерживающих его слаженное функционирование в форме единого архитектурного ансамбля, позволяющего вести эффективную обработку различных объектов и данных.

Архитектура вычислительной системы определяет основные функциональные возможности системы, сферу применения (научно-техническая, экономическая, управление, и т.д.), режим работы (пакетный, мультипрограммный, диалоговый и т.д.), характеризует параметры ВС (быстродействие, набор и объем памяти, набор периферийных устройств и т.д.), особенности структуры (одно-, многопроцессорная) и т.д.

Основные функции определяют назначение ЭВМ: обработка и хранение информации, обмен информацией с внешними объектами.

Дополнительные функции повышают эффективность выполнения основных функций: обеспечивают эффективные режимы ее работы, диалог с пользователем, высокую надежность и др. Названные функции ЭВМ реализуются с помощью ее компонентов: аппаратных и программных средств.

Структура компьютера – это совокупность его функциональных элементов и связей между ними. Элементами могут быть самые различные устройства – от основных логических узлов компьютера до простейших схем. Структура компьютера графически представляется в виде структурных схем, с помощью которых можно дать описание компьютера на любом уровне детализации.

Классическая 
обобщенная структурная схема компьютера

Существует 
с 1944г. Разработана Джорджем Фон Нейманом.

УУ организует автоматическое выполнение программ и функционирование 
вычислительной машины. Основная задача УУ — выработка управляющих сигналов и 
распределение их по цепям управления.

АЛУ предназначено для выполнения арифметических и логических операций 
над поступающими данными.

Память представляет собой массив запоминающих элементов, 
организованных в виде запоминающих ячеек и способных хранить некоторую единицу 
информации.

УВв преобразует входящую информацию в последовательность электрических 
сигналов.

УВыв преобразует последовательность электрических сигналов в форму, 
удобную для восприятия пользователем.

Вместе УУ и АЛУ образуют ЦП(центральный процессор).

Концепция Фон Неймановской архитектуры предусматривает единственность 
АЛУ и одну основную память. Это обстоятельство существенно усложняет реализацию 
параллельных алгоритмов.



Недостатки

Информация попадает в память через АЛУ без изменений, занимая аппаратные 
ресурсы. Наличие в памяти 2х типов: данные и команды.

Достоинства

Данные поступают в память из одного источника. Тоже происходит и при 
выводе.

ВОПРОС 19. Состав системного блока (назначение и характеристики основных устройств)

Системный блок – основная часть компьютера. Он состоит из металлического корпуса, в котором располагаются основные компоненты компьютера. С ним соединены кабелями клавиатура, мышь и монитор. Внутри системного блока расположены:

микропроцессор, который выполняет все поступающие команды, производит вычисления и управляет работой всех компонентов компьютера;

оперативная память, предназначенная для временного хранения программ и данных;

системная шина, осуществляющая информационную связь между устройствами компьютера;

материнская плата, на которой находятся микропроцессор, системная шина, оперативная память, коммуникационные разъемы, микросхемы управления различными компонентами компьютера, счётчик времени, системы индикации и защиты;

блок питания, преобразующий электропитание сети в постоянный ток низкого напряжения, подаваемый на электронные схемы компьютера;

вентиляторы для охлаждения греющихся элементов;

устройства внешней памяти, к которым относятся накопители на гибких и жестких магнитных дисках, дисковод для компакт-дисков СD-ROM, предназначенные для длительного хранения информации.

Аппаратной основой системного блока является материнская плата — самостоятельный элемент, который управляет внутренними связями и с помощью системы прерываний взаимодействует с внешними устройствами. На материнской плате расположены все важнейшие микросхемы.