Схема компьютера системного блока: Большая подробная схема работы компьютера. Из чего состоит компьютер

Содержание

Схема компьютера. Взаимодействие устройств компьютера

1. Схема компьютера

Взаимодействие
устройств компьютера
Общая структурная схема
компьютера

3. Компьютер – система взаимосвязанных компонентов

Каждое внешнее устройство взаимодействует с процессором ПК через
специальный блок – КОНТРОЛЛЕР, который преобразует информацию,
поступающую от процессора в соответствующие сигналы, управляющие
работой устройства. Существуют контроллеры монитора, клавиатуры,
принтера, дисковода…
Данные, управляющие сигналы, адреса должны
передаваться от одного устройства к другому.
Следовательно, в компьютере должно быть
некое устройство, которое организует
передачу информации между всеми его
составными частями. Эти функции выполняет
системная шина.
Упрощенно системную шину можно
представить как группу кабелей и
электрических (токопроводящих) линий
на системной плате.

5. Системная шина

Системная шина – информационная магистраль, которая
связывает друг с другом все устройства компьютера
(группа токопроводящих кабелей
или линий на системной плате)
По системной шине осуществляется передача данных, адресов,
управляющих команд, поэтому системная шина состоит из шины
данных, адресной шины и шины команд.
Адресная шина. У процессоров Intel Pentium адресная шина 32разрядная, то есть состоит из 32 параллельных линий.
Комбинация из 32 нулей и единиц образует 32-разрядный адрес,
указывающий на одну из ячеек оперативной памяти.
Шины данных. В компьютерах, собранных на базе процессоров Intel
Pentium, шина данных 64-разрядная, то есть состоит из 64 линий,
по которым за один раз на обработку поступают сразу 8 байт.
Шины команд. В большинстве современных процессоров шина
команд 32-разрядная, хотя существуют 64-разрядные и даже 128разрядные процессоры.
• От типа системной шины, так же как и от типа
процессора, зависит скорость обработки
информации персональным компьютером.
• К основным характеристикам системной шины
относятся разрядность и производительность
канала связи.
• Разрядность шины определяет количество бит
информации, передаваемых одновременно от
одного устройства к другому. (max 64 бит., но в
основном 32 бит.)

8. Системный блок

Последовательность команд для выполнения некоторого задания в
компьютере определяют как программу.
Процессор обеспечивает выполнение команд программы, повторяя
следующие действия:




считать команду из памяти,
расшифровать команду,
обеспечить ее выполнение,
считать следующую команду, и так до тех пор, пока не
закончатся команды программы.
Таким образом, компьютер работает в соответствии с принципом
программного управления, то есть обеспечивает
автоматическое выполнение программы, хранящейся в памяти
компьютера.

11. Порты

Связь компьютера с различными внешними
устройствами осуществляется через порты –
специальные разъемы, расположенные на тыльной
стороне системного блока.

12. Порты

• Для некоторых устройств предусмотрено
внешнее подключение к портам через разъемы,
которые обычно тоже называют портами.
• Эти разъемы расположены на тыльной стороне
системного блока. Дисководы гибких, жестких и
лазерных дисков устанавливаются и
подключаются внутри системного блока.
• Различают проводные (последовательные и
параллельные, USB, Fire Wire) и беспроводные
(инфракрасные, Bluetooth) порты.

13. Принцип открытой архитектуры

В любом системном блоке находятся обязательные узлы,
обеспечивающие работу компьютера: блок питания, системные
часы, аккумулятор, сигнальные индикаторы.
Любой современный системный блок содержит разъемы для
подключения дополнительных устройств (слоты).
Наличие слотов расширения позволяет модифицировать компьютер,
подключая к нему новые устройства. Главный принцип построения
современного персонального компьютера — Принцип открытой
архитектуры — правила построения компьютера, в соответствии
с которыми каждый новый узел (блок) совместим со старым и легко
устанавливается на компьютере.

14. Спасибо за внимание

15. Контрольные вопросы

Какие основные блоки образуют структуру компьютера и
как они связаны с этапами обработки информации?
2. Какова роль процессора персонального компьютера в
обработке информации?
3. Что такое принцип программного управления?
4. Каковы назначение и основные компоненты
системного блока?
5. Какие виды корпусов системного блока вам известны?
6. Для чего нужна системная плата?
7. Каково назначение системной шины в персональном
компьютере?
8. Какие вы знаете характеристики системной шины?
9. Что такое порт компьютера? Какие виды портов бывают и
в чем их различие?
10. Для чего необходимо иметь слоты расширения?
11. В чем состоит принцип открытой архитектуры?
1.

Конспект урока по информатике «Взаимодействие устройств компьютера» 7 класс

Урок №

Класс _____. Дата «____» __________ 200__ г.

Класс _____. Дата «____» __________ 200__ г.

Класс _____. Дата «____» __________ 200__ г.

Тема: Взаимодействие устройств компьютера

Цели урока:

  • Сформировать представление о структурной схеме компьютера;

  • Объяснить назначение и характеристики системной шины;

  • Объяснить назначение портов;

  • Определить некоторые важные принципы работы современного компьютера.

Опорные понятия:

  • Аппаратное обеспечение компьютера;

  • Назначение и характеристики отдельных устройств компьютера;

  • Разрядность;

  • Производительность.

Новые понятия:

  • Структурная схема компьютера;

  • Системная шина;

  • Системный блок;

  • Системная плата;

  • Параллельный порт;

  • Последовательный порт;

  • Принцип программного управления;

  • Принцип открытой архитектуры.

Задачи учителя:

  • Рассмотреть структурную схему компьютера;

  • Определить назначение и характеристики системной шины;

  • Рассмотреть состав системного блока;

  • Объяснить суть принципа программного управления;

  • Рассмотреть назначение и виды портов;

  • Дать представление об открытой архитектуре компьютера и других компонентах.

План урока

  1. Организационный момент;

2. Повторение изученного материала:

  • назначение и классификация устройств вывода;

  • назначение и характеристики мониторов;

  • назначение и характеристики мониторов;

  • назначение и характеристики плоттеров;

  • возможности устройств звукового вывода…

  1. Взаимодействие устройств компьютера:

  • Структурная схема компьютера;

  • Назначение и характеристики системной шины;

  • Состав системного блока;

  • Объяснение принципа программного управления;

  • Назначение и виды портов;

  • Открытая архитектура компьютера и другие компоненты.

  1. Подведение итогов за урок;

  2. Домашнее задание – конспект. Читать тема 21, стр. 281-289,

Методика проведения урока

СТРУКТУРНАЯ СХЕМА КОМПЬЮТЕРА

Мы познакомились с назначением и характеристиками основных устройств компьютера. Все эти устройства не могут работать по отдельности, а только в составе всего компьютера. Для понимания того, как компьютер обрабатывает информацию, необходимо рассмотреть структуру компьютера и основные принципы взаимодействия его устройств.

В соответствии с назначением компьютера как инструмента обработки информации взаимодействие входящих в него устройств должно быть организовано таким образом, чтобы обеспечить основные этапы обработки данных.

Рассмотрим структурную схему обработки информации компьютером, на которой в верхнем ряду указаны основные этапы этого процесса. Выполнение каждого из этих этапов определяется наличием в структуре компьютера соответствующих устройств. Ввод и вывод информации осуществляется с помощью устройств ввода (клавиатура, мышь и др.) и вывода (монитор, принтер и др.). Для хранения информации используются внутренняя и внешняя память на различных носителях (магнитные или оптические диски, магнитные ленты и пр.).

Темные стрелки обозначают обмен информацией между различными устройствами компьютера. Пунктирные линии со стрелками символизируют управляющие сигналы, которые поступают от npoцессора. Светлые пустые стрелки отображают потоки входной и выходной информации.


Структурная схема компьютера

Компьютер представляет собой систему взаимосвязанных компонентов. Конструктивно все основные компоненты компьютера объединены в системном блоке, который является важнейшей частью персонального компьютера.

НАЗНАЧЕНИЕ И ХАРАКТЕРИСТИКИ СИСТЕМНОЙ ШИНЫ

Для обеспечения информационного обмена между различными устройствами компьютера в нем должна быть предусмотрена какая-то магистраль для перемещения потоков информации.

В компьютере происходит движение информационных потоков по информационной магистрали. Роль такой информационной магистрали, связывающей друг с другом все устройства компьютера, выполняет системная шина, расположенная внутри системного блока. Упрощенно системную шину можно представить как группу кабелей и электрических (токопроводящих) линий на системной плате.

Все основные блоки персонального компьютера подсоединены к системной шине. Основной ее функцией является обеспечение взаимодействия между процессором и остальными электронными компонентами компьютера. По этой шине осуществляется передача данных, адресов памяти и управляющей информации.

Назначение системной шины

Системная шина предназначена для передачи информации, закодированной в двоичном коде.

От типа системной шины так же, как и от типа процессора, зависит скорость обработки информации персональным компьютером. К основным характеристикам системной шины относятся разрядность и производительность канала связи.

Разрядность шины определяет количество бит информации, передаваемых одновременно от одного устройства к другому.

Системные шины первых персональных компьютеров могли передавать только 8 бит информации, используя для этого 8 линий данных в виде 8 параллельных проводников. Дальнейшее развитие компьютеров привело к созданию 16-битной системной шины, а затем ее разрядность увеличилась до 32 и далее до 64 бит. Увеличение разрядности шины данных привело к повышению скорости обмена информацией, а увеличение разрядности адресной шины обеспечило больший объем оперативной памяти.

Производительность шины определяется объемом информации, который можно передать по ней за одну секунду.

Производительность системной шины во многом определяется ее разрядностью. Чем выше разрядность шины, тем больше бит информации одновременно может передаваться по ней, например из процессора в память. Это приводит к более быстрому обмену данными и освобождению процессора для решения других задач.

Однако системная шина как основная информационная магистраль не может обеспечить достаточную производительность для внешних устройств. Для решения этой проблемы в компьютере стали использовать локальные шины, которые связывают микропроцессор с различными устройствами памяти, ввода и вывода..

СОСТАВ СИСТЕМНОГО БЛОКА

Внутри системного блока располагаются следующие устройства:

  • микропроцессор;

  • внутренняя память компьютера;

  • дисководы — устройства внешней памяти;

  • системная шина;

  • электронные схемы, обеспечивающие связь различных компонентов компьютера;

  • электромеханическая часть компьютера, включающая блок питания, системы вентиляции, индикации и защиты.

Все устройства, входящие в состав системного блока, помещены в корпус, причем существуют различные типы корпусов. Тип корпуса системного блока зависит от вида персонального компьютера и определяет размер, размещение и количество устанавливаемых компонентов системного блока. Для стационарных персональных компьютеров наиболее распространенными корпусами являются горизонтальные или настольные (desktop) либо в виде башни (tower). В портативных компьютерах системный блок объединен с монитором и выполнен в стандарте booksize, то есть размером с книгу.

ОБЪЯСНЕНИЕ ПРИНЦИПА ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ

Технической (аппаратной) основой персонального компьютера является системная, или материнская, плата. Системная плата является главной платой в системном блоке компьютера. На ней расположены важнейшие микросхемы — процессор и память. Системная плата связывает в единое целое различные устройства,

обеспечивает условия работы и связь основных компонентов персонального компьютера. Процессор обеспечивает не только преобразование информации, но и управление работой всех остальных устройств компьютера.

В основе работы компьютера лежит так называемый принцип программного управления. В соответствии с ним команды программы и данные хранятся в закодированном виде в оперативной памяти. При работе компьютера команды, которые необходимо выполнить, и данные, которые им требуются, считываются по очереди из памяти и поступают в процессор, где они расшифровываются, а затем выполняются. Результаты выполнения различных команд, в свою очередь, могут быть записаны в память или переданы на различные устройства вывода. Скорость выполнения процессором операций по обработке информации является решающим фактором, определяющим его производительность. Дело в том, что любая информация (числа, текст, рисунки, музыка и т. д.) хранится и обрабатывается на компьютере только в цифровой форме. Поэтому ее обработка сводится к выполнению процессором различных арифметических и логических операций, предусмотренных его системой команд.

Таким образом, компьютер работает в соответствии с принципом программного управления, то есть обеспечивает автоматическое выполнение программы, хранящейся в компьютера

НАЗНАЧЕНИЕ И ВИДЫ ПОРТОВ

Связь компьютера с различными устройствами ввода и вывода осуществляется через порты. Для некоторых устройств предусмотрено внешнее подключение к портам через разъемы, которые обычно тоже называют портами. Эти разъемы расположены на тыльной стороне системного блока. Дисководы гибких, жестких и лазерных дисков устанавливаются и подключаются внутри системного блока. Порты бывают последовательные и параллельные.

Параллельные порты

Этот тип портов используется для подсоединения внешних устройств, которым необходимо передавать большой объем информации на близкое расстояние. Через параллельный порт обычно передается одновременно 8 бит данных по 8 параллельным проводникам. К параллельному порту подключаются принтер, сканер. Число параллельных портов у компьютера не превышает трех, и они имеют соответственно логические имена LPT1, LPT2, LPT3 (от англ. line PrinTer — линия принтера).

Последовательные порты

Данный тип портов используется для подключения к системному блоку мыши, модемов и многих других устройств. Через такой порт идет последовательный поток данных по 1 биту. Последовательная передача данных используется на больших расстояниях. Поэтому последовательные порты часто называют коммуникационными. Количество коммуникационных портов не превышает четырех, и им присвоены имена от СОМ1 до COM4 (англ. COMmunication port — коммуникационный порт).

ОТКРЫТАЯ АРХИТЕКТУРА КОМПЬЮТЕРА И ДРУГИЕ КОМПОНЕНТЫ

Системная плата, кроме перечисленных выше важнейших компонентов компьютера, содержит дополнительные микросхемы, переключатели и перемычки. Все эти устройства необходимы для обеспечения взаимодействия различных устройств компьютера, установки режимов их работы. Например, на системной плате могут быть установлены микросхемы, которые требуют различного напряжения питания. Параметры работы устройств задаются переключателями на системной плате.

В любом системном блоке находятся обязательные узлы, обеспечивающие работу компьютера, — блок питания, системные часы, аккумулятор, сигнальные индикаторы передней стороны системного блока.

Системные часы определяют скорость выполнения компьютером операций, которая связана с тактовой частотой, измеряемой в мегагерцах (1 МГц равен 1 млн тактов в секунду). Системные часы определяют ритм работы всего компьютера, синхронизируют работу большинства компонентов его системной платы.

Платы и слоты расширения обеспечивают реализацию так называемого принципа открытой архитектуры построения современного персонального компьютера. Слотом называется разъем, куда вставляется плата. Наличие слотов расширения на системной плате позволяет рассматривать персональный компьютер как устройство, которое можно модифицировать. Расширение возможностей компьютера осуществляется путем установки в слоте платы расширения. К разъему этой платы с помощью кабеля присоединяется некоторое устройство, расположенное вне системного блока. Вместо термина «плата расширения» часто используют названия «карта», «адаптер». К распространенным платам расширения относятся видеокарты, звуковые карты и внутренние модемы.

Технология производства компьютеров быстро развивается, что обеспечивает непрерывный рост их производительности, объема памятей и как результат — возможностей решать все более сложные задачи. Стремительно совершенствуются одни устройства, создаются другие, принципиально новые. При столь бурном развитии технологии необходимо предусмотреть такой принцип построения компьютера, который позволял бы использовать уже имеющиеся в нем устройства (блоки), а также без изменения конструкции заменять их на новые, более совершенные. Как города строятся по законам архитектуры, так и устройство компьютера должно развиваться по определенным законам. Главный принцип построения современного персонального компьютера — это принцип открытой архитектуры: каждый новый блок должен быть программно и аппаратно совместим с ранее созданными. Принцип открытой архитектуры позволяет не выбрасывать, а модернизировать ранее купленный компьютер, легко заменяя в нем устаревшие блоки на более совершенные и удобные, а также приобретать и устанавливать новые блоки и узлы. При этом места для их установки (разъемы) во всех компьютерах являются стандартными и не требуют никаких изменений в самой конструкции компьютера.

Принцип открытой архитектуры — правила построения компьютера, в соответствии с которыми каждый новый узел (блок) должен быть совместим со старым и легко устанавливаться в том же месте в компьютере.

Вопросы:

  1. Какие основные блоки образуют структуру компьютера и как они связаны с этапами обработки информации?

  2. Какова роль процессора персонального компьютера в обработке информации?

  3. Что такое принцип программного управления?

  4. Каковы назначение и основные компоненты системного блока?

  5. Какие виды корпусов системного блока вам известны?

  6. Для чего нужна системная плата?

  7. Каково назначение системной шины в персональном компьютере?

  8. В чем состоит аналогия между системной шиной и транспортными магистралями?

  9. Какие вы знаете характеристики системной шины?

  10. Что такое порт компьютера? Какие виды портов бывают и в чем их различие?

  11. Зачем нужны платы расширения?

  12. В чем состоит принцип открытой архитектуры?

  13. Что вам известно из художественной литературы, научно популярных изданий, из телевизионных передач и кинофильмов о возможностях и использовании компьютеров будущего?

Функциональная схема компьютера — Docsity

РЕФРАТ ПО ИНФОРМАТИКЕ НА ТЕМУ «ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СХЕМА КОМПЬЮТЕРА.ОСНОВНЫЕ УСТРОЙСТВА КОМПЬЮТЕРА И ИХ ВЗАИМОСВЯЗЬ». Несмотря на огромное разнообразие вычислительной техники и ее необычайно быстрое совершенствование, фундаментальные принципы устройства машин во многом остаются неизменными. В частности, начиная с самых первых поколений, любая ЭВМ состоит из следующих основных устройств: процессор, память (внутренняя и внешняя) и устройства ввода и вывода информации. Рассмотрим более подробно назначение каждого из них. Процессор является главным устройством компьютера, в котором собственно и происходит обработка всех видов информации. Другой важной функцией процессора является обеспечение согласованного действия всех узлов, входящих в состав компьютера. Соответственно наиболее важными частями процессора являются арифметико-логическое устройство АЛУ и устройство управления УУ. Каждый процессор способен выполнять вполне определенный набор универсальных инструкций, называемых чаще всего машинными командами. Каков именно этот набор, определяется устройством конкретного процессора, но он не очень велик и в основном аналогичен для различных процессоров. Работа ЭВМ состоит в выполнении последовательности таких команд, подготовленных в виде программы. Процессор способен организовать считывание очередной команды, ее анализ и выполнение, а также при необходимости принять данные или отправить результаты их обработки на требуемое устройство. Выбрать, какую инструкцию программы исполнять следующей, также должен сам процессор, причем результат этого выбора часто может зависеть от обрабатываемой в данный момент информации. Хотя внутри процессора всегда имеются специальные ячейки (регистры) для оперативного хранения обрабатываемых данных и некоторой служебной информации, в нем сознательно не предусмотрено место для хранения программы. Для этой важной цели в компьютере служит другое устройство – память. Мы рассмотрим лишь наиболее важные виды компьютерной памяти, поскольку ее ассортимент непрерывно расширяется и пополняется все новыми и новыми типами. Память в целом предназначена для хранения как данных, так и программ их обработки: согласно фундаментальному принципу фон Неймана, для обоих типов информации используется единое устройство. Начиная с самых первых ЭВМ, память сразу стали делить на внутреннюю и внешнюю. Исторически это действительно было связано с размещением внутри или вне процессорного шкафа. Однако с уменьшением размеров машин внутрь основного процессорного корпуса удавалось поместить все большее количество устройств, и первоначальный непосредственный смысл данного деления постепенно утратился. Тем не менее, терминология сохранилась. Под внутренней памятью современного компьютера принято понимать быстродействующую электронную память, расположенную на его системной плате. Сейчас такая память изготавливается на базе самых современных полупроводниковых технологий (раньше использовались магнитные устройства на основе ферритовых сердечников – лишнее свидетельство тому, что конкретная физические принципы значения не имеют). Наиболее существенная часть внутренней памяти называется ОЗУ — оперативное запоминающее устройство. Его главное назначение состоит в том, чтобы хранить данные и программы для решаемых в текущий момент задач. Наверное, каждому пользователю известно, что при выключении питания содержимое ОЗУ полностью теряется. В состав внутренней памяти современного компьютера помимо ОЗУ также входят и некоторые другие разновидности памяти, которые при первом знакомстве можно пропустить. Здесь упомянем только о постоянном запоминающем устройстве (ПЗУ), в котором в частности хранится информация, необходимая для первоначальной загрузки компьютера в момент включения питания. Как очевидно из названия, информация в ПЗУ не зависит от состояния компьютера (для лучшего понимания можно указать на некоторую аналогию между информацией в ПЗУ и “врожденными” безусловными рефлексами у живых существ). Раньше содержимое ПЗУ раз и навсегда формировалось на заводе, теперь же современные технологии позволяют в случае необходимости обновлять его даже не извлекая из компьютерной платы. Внешняя память реализуется в виде довольно разнообразных устройств хранения информации и обычно конструктивно оформляется в виде самостоятельных блоков. Сюда, прежде всего, следует отнести накопители на гибких и жестких магнитных дисках (последние несколько жаргонно пользователи часто именуют винчестерами), а также оптические дисководы (устройства для работы с CD ROM). В конструкции устройств). В конструкции устройств внешней памяти имеются механически движущиеся части, поэтому скорость их работы существенно ниже, чем у полностью электронной внутренней памяти. Тем не менее, внешняя память позволяет сохранить огромные объемы информации с целью последующего использования. Подчеркнем, что информация во внешней памяти прежде всего предназначена для самого компьютера и поэтому хранится в удобной ему форме; человек без использования машины не в состоянии, например, даже отдаленно представить содержимое немаркированной дискеты или диска CD ROM). В конструкции устройств. Современные программные системы способны объединять внутреннюю и внешнюю память в единое целое, причем так, чтобы наиболее редко используемая информация попадала в более медленно работающую внешнюю память. Такой метод дает возможность очень существенно расширить объем обрабатываемой с помощью компьютера информации. Если процессор дополнить памятью, то такая система уже может быть работоспособной. Ее существенным недостатком является невозможность узнать что- либо о происходящем внутри такой системы. Для получения информации о результатах, необходимо дополнить компьютер устройствами вывода, которые позволяют представить их в доступной человеческому восприятию форме. Наиболее распространенным устройством вывода является дисплей, способный быстро и оперативно отображать на своем экране как текстовую, так и графическую информацию. Для того чтобы получить копию результатов на бумаге, используют печатающее устройство, или принтер. Наконец, поскольку пользователю часто требуется вводить в компьютерную систему новую информацию, необходимы еще и устройства ввода. Простейшим устройством ввода является клавиатура. Широкое распространение программ с графическим интерфейсом способствовало популярности другого устройства ввода – манипулятора мышь. Наконец, очень эффективным современным устройством для автоматического называют установленным программным обеспечением. Совокупность программ, работающих в тот или иной момент времени, называют программной конфигурацией. Устройство компьютера. Любой компьютер (даже самый большой)состоит из четырех частей: устройства ввода информации устройства обработки информации устройства хранения устройства вывода информации. Конструктивно эти части могут быть объединены в одном корпусе размером с книгу или же каждая часть может состоять из нескольких достаточно громоздких устройств Базовая аппаратная конфигурация ПК. Базовой аппаратной конфигурацией персонального компьютера называют минимальный комплект аппаратных средств, достаточный для начала работы с компьютером. С течением времени понятие базовой конфигурации постепенно меняется. Чаще всего персональный компьютер состоит из следующих устройств: Системный блок Монитор Клавиатура Мышь Дополнительно могут подключатся другие устройства ввода и вывода информации, например звуковые колонки, принтер, сканер… Системный блок — основной блок компьютерной системы. В нем располагаются устройства, считающиеся внутренними. Устройства, подключаемые к системному блоку снаружи, считаются внешними. Для внешних устройств используют также термин периферийное оборудование. Монитор — устройство для визуального воспроизведения символьной и графической информации. Служит в качестве устройства вывода. Для настольных ПК в настоящее время наиболее распространены мониторы, основанные на электронно-лучевых трубках. Они отдаленно напоминают бытовые телевизоры. Клавиатура — клавишное устройство, предназначенное для управления работой компьютера и ввода в него информации. Информация вводится в виде алфавитно-цифровых символьных данных. Мышь — устройство «графического» управления. Внутренние устройства персонального компьютера. Внутренними считаются устройства, располагающиеся в системном блоке. Доступ к некоторым из них имеется на лицевой панели, что удобно для быстрой смены информационных носителей, например гибких магнитных дисков. Разъемы некоторых устройств выведены на заднюю стенку — они служат для подключения периферийного оборудования. К некоторым устройствам системного блока доступ не предусмотрен — для обычной работы он не требуется. Процессор. Микропроцессор — основная микросхема персонального компьютера. Все вычисления выполняются в ней. Основная характеристика процессора — тактовая частота (измеряется в мегагерцах, МГц). Чем выше тактовая частота, тем выше производительность процессора. Так, например, при тактовой частоте 500 МГц процессор может за одну секунду изменить свое состояние 500 миллионов раз. Для большинства операций одного такта недостаточно, поэтому количество операций, которые процессор может выполнить в секунду, зависит не только от тактовой частоты, но и от сложности операций. Единственное устройство, о существовании которого процессор «знает от рождения», — оперативная память — с нею он работает совместно. Оттуда поступают данные и команды. Данные копируются в ячейки процессора (они называются регистрами), а потом преобразуются в соответствии с содержанием команд. Более полную картину того, как процессор взаимодействует с оперативной памятью, вы получите в главах, посвященных основам программирования. Оперативная память. Оперативную память можно представить как обширный массив ячеек, в которых хранятся числовые данные и команды в то время, когда компьютер включен. Объем оперативной памяти измеряется в миллионах байтов — мегабайтах (Мбайт). Процессор может обратиться к любой ячейке оперативной памяти (байту), поскольку она имеет неповторимый числовой адрес. Обратиться к индивидуальному биту оперативной памяти процессор не может, так как у бита нет адреса. В то же время, процессор может изменить состояние любого бита, но для этого требуется несколько действий. Материнская плата. Материнская плата — это самая большая плата персонального компьютера. На ней располагаются магистрали, связывающие процессор с оперативной памятью, — так называемые шины. Различают шину данных, по которой процессор копирует данные из ячеек памяти, адресную шину, по которой он подключается к конкретным ячейкам памяти, и шину команд, по которой в процессор поступают команды из программ. К шинам материнской платы подключаются также все прочие внутренние устройства компьютера. Управляет работой материнской платы микропроцессорный набор микросхем — так называемый чипсет. Видеоадаптер. Видеоадаптер — внутреннее устройство, устанавливаемое в один из разъемов материнской платы. В первых персональных компьютерах видеоадаптеров не было. Вместо них в оперативной памяти отводилась небольшая область для хранения видеоданных. Специальная микросхема (видеоконтроллер) считывала данные из ячеек видеопамяти и в соответствии с ними управляла монитором. По мере улучшения графических возможностей компьютеров область видеопамяти отделили от основной оперативной памяти и вместе с видеоконтроллером выделили в отдельный прибор, который назвали видеоадаптером. Современные видеоадаптеры имеют собственный вычислительный процессор (видеопроцессор), который снизил нагрузку на основной процессор при построении сложных изображений. Особенно большую роль видеопроцессор играет при построении на плоском экране трехмерных изображений. В ходе таких операций ему приходится выполнять особенно много математических расчетов. В некоторых моделях материнских плат функции видеоадаптера выполняют микросхемы чипсета — в этом случае говорят, что видеоадаптер интегрирован с материнской платой. Если же видеоадаптер выполнен в виде отдельного устройства, его называют видеокартой. Разъем видеокарты выведен на заднюю стенку. К нему подключается монитор. Звуковой адаптер. Для компьютеров IBM). В конструкции устройств PC работа со звуком изначально не была предусмотрена. Первые десять лет существования компьютеры этой платформы считались офисной техникой и обходились без звуковых устройств. В настоящее время средства для работы со звуком считаются стандартными. Для этого на материнской плате устанавливается звуковой адаптер. Он может быть интегрирован в чипсете материнской платы или выполнен как отдельная подключаемая плата, которая называется звуковой картой. Разъемы звуковой карты выведены на заднюю стенку компьютера. Для воспроизведения звука к ним подключают звуковые колонки или наушники. Отдельный разъем предназначен для подключения микрофона. При наличии специальной программы это позволяет записывать звук. Имеется также разъем (линейный выход) для подключения к внешней звукозаписывающей или звуковоспроизводящей аппаратуре (магнитофонам, усилителям и т.п.). Жесткий диск. Поскольку оперативная память компьютера очищается при отключении питания, необходимо устройство для длительного хранения данных и программ. В настоящее время для этих целей широко применяют так называемые жесткие диски. Принцип действия жесткого диска основан на регистрации изменений магнитного поля вблизи записывающей головки. Основным параметром жесткого диска является емкость, измеряемая в гигабайтах (миллиардах байтов), Гбайт. Средний размер современного жесткого диска составляет 80 — 160 Гбайт, причем этот параметр неуклонно растет. Дисковод гибких дисков. Для транспортировки данных между удаленными компьютерами используют так называемые гибкие диски. Стандартный гибкий диск (дискета) имеет сравнительно небольшую емкость 1,44 Мбайт. По современным меркам этого совершенно недостаточно для большинства задач хранения и транспортировки данных, но низкая стоимость носителей и высокая степень готовности к работе сделали гибкие диски самыми распространенными

Функциональная схема компьютера — Информатика, информационные технологии

Раздел 2. Состав персонального компьютера

Персональный компьютер типа IBM – PC выпускается в следующих модификациях:

  • Настольный вариант исполнения – Desktop
  • Портативный – Notebook
  • Карманный – Handheld
  • Компьютер любой модификации состоит из трех частей:
  • Монитора – для отображения информации;
  • Клавиатуры – для ввода информации;
  • Системного блока, в котором находятся основные электронные схемы, управляющие работой всех устройств компьютера и блок питания, преобразующий переменный ток напряжением 220 вольт в постоянный ток низкого напряжения.

Персональный компьютер, как и любая ЭВМ – это электронная схема, работающая под управлением программ.

Функциональная схема компьютера

Джон фон Нейман в своем докладе в 1945 году описал, как должен быть устроен компьютер для того, чтобы он был универсальным и эффективным устройством для обработки информации.

Прежде всего, компьютер должен состоять из пяти основных функционально независимых частей:

Устройства ввода, вводящего закодированную информацию в память компьютера;

Арифметико-логического устройства, выполняющего арифметические и логические операции;

Устройства управления, которое организует процесс выполнения программ;

Запоминающего устройства, или памяти для хранения программ и данных;

Устройства вывода, выводящего обработанную информацию в, так называемый, внешний мир.

Память компьютера должна состоять из некоторого количества пронумерованных ячеек, в каждой из которых могут находиться или обрабатываемые данные, или инструкции программ. Все ячейки памяти должны быть одинаково доступны для других устройств компьютера.

Принцип работы компьютера. В общих чертах работу компьютера можно описать так:

Информация, обрабатываемая на компьютере, называется данными. Компьютер обрабатывает информацию по определенной инструкции, представляющей собой последовательность команд, которые компьютер может выполнить. Такая последовательность команд называется программой.

Устройство ввода (УВВ) принимает через цифровые линии связи закодированную информацию от операторов, электромеханических устройств типа клавиатура или от других компьютеров сети.

Полученная информация либо сохраняется в памяти компьютера (ОЗУ) для последующего применения, либо немедленно используется арифметическими и логическими схемами (АЛУ) для выполнения необходимых операций.

Полученные результаты посредством устройства вывода (УВВ) отправляются обратно во внешний мир.

Все эти действия координируются блоком управления (УУ).

Арифметические и логические схемы в комплексе с главными управляющими схемами называются процессором, являющимся основным устройством компьютера, а все вместе взятое оборудование для ввода и вывода – устройством ввода-вывода (input-output unit, I/O unit).

Процессор может обрабатывать числовую, текстовую, графическую, видео и звуковую информацию

Все виды информации кодируются в виде последовательности импульсов: есть импульс (1), нет импульса (0), т.е. в последовательности нулей и единиц (машинный язык).

Однако пользователь очень плохо понимает информацию, представленную в виде нулей и единиц (двоичный код) и, тем более, не воспринимает ее в виде последовательности электрических импульсов. Следовательно, в состав персонального компьютера должны входить специальные устройства ввода и вывода информации. Устройства ввода «переводят», вводимую человеком информацию, в двоичный код, а устройства вывода, наоборот, «переводят» информацию с языка компьютера в формы, доступные для человеческого восприятия.

Рис. 2.1 Принцип работы компьютера.

Состав и принцип работы компьютера можно представить в виде следующей схемы:

Для ввода числовой и текстовой информации используется клавиатура.

Для ввода графической информации или для работы с графическим интерфейсом программ чаще всего используются манипуляторы типа мышь.

Если мы хотим ввести в компьютер фотографию или рисунок, то используется сканер.

В настоящее время все большее распространение получают цифровые камеры (фотоаппараты и видеокамеры), которые формируют изображения уже в компьютерном формате.

Для ввода звуковой информации используют микрофон, подключенный к входу звуковой платы

Для управления компьютерными играми удобнее использовать специальные устройства – игровые манипуляторы (джойстики).

Наиболее универсальным устройством вывода является монитор, на экране которого высвечивается числовая, текстовая, графическая и видеоинформация.

Для сохранения числовой, текстовой и графической информации, в виде «твердой копии» на бумаге, используется принтер.

Для вывода на бумагу сложных чертежей, рисунков и схем большого формата, используется плоттер (графопостроитель).

Вывод звуковой информации осуществляется с помощью акустических колонок или наушников, подключенных к выходу звуковой платы.

Программа и данные должны быть загружены в оперативную память.

Процессор последовательно считывает команды программы, а также необходимые данные из оперативной памяти, выполняет команды, а затем записывает данные – результаты обратно в оперативную память. В процессе выполнения программы процессор может запрашивать данные с устройств ввода и пересылать данные на устройства вывода.

Однако при выключении питания компьютера вся информация из оперативной памяти стирается.Для пользователя необходимо иметь возможность долговременного хранения программ и данных. Такое устройство имеется и называется долговременная или внешняя память.

В качестве устройств долговременной памяти используются накопители (дисководы) для гибких магнитных дисков, жесткие диски («винчестеры»), дисководы CD-R, -RW и дисководы DVD-R, -RW.

Обмен информацией между отдельными устройствами компьютера производится по магистрали, соединяющей все устройства компьютера.

2.2. Магистрально – модульный принцип построения
компьютера

В основу современных компьютеров положен магистрально-модульный принцип. Модульный принцип позволяет пользователю самому комплектовать нужную ему конфигурацию компьютера и производить при необходимости ее модернизацию. Модульная организация компьютера опирается на магистральный (шинный) принцип обмена информацией между модулями.

Процессор Оперативная память
Шина данных (8, 16, 32, 64 разряда)
Шина адреса (16, 20, 24, 32 разряда) МАГИСТРАЛЬ
Шина управления
Устройства ввода: Долговременная память: Устройства вывода:
Клавиатура НГМД Монитор
Мышь, трекбол НЖМД Принтер
Микрофон CD-ROM Акустические колонки
Сканер DVD-ROM Плоттер
Цифровая камера
Джойстик

Рис. 2.2. Функциональная схема компьютера

Магистраль включает в себя три многоразрядные шины: шину данных, шину адреса и шину управления. Шины представляют собой многопроводные линии.

Разрядность шины определяется разрядностью процессора, т.е. количеством двоичных разрядов, которые процессор обрабатывает за один такт.

Информация по шине данных может передаваться от процессора какому-либо устройству, либо, наоборот, от устройства к процессору, т.е. шина данных является двунаправленной

Выбор абонента по обмену данными производит процессор, который формирует код адреса устройства, а для оперативной памяти – код адреса ячейки памяти. Код адреса передается по адресной шине, причем сигналы по ней передаются в одном направлении от процессора к оперативной памяти и устройствам (однонаправленная шина)

Разрядность шины определяет адресное пространство процессора, т.е. количество ячеек оперативной памяти, которое будет иметь уникальные адреса. Количество адресуемых ячеек можно рассчитать по формуле:

N=2K, где K– разрядность шины адреса.

В современных компьютерах максимально возможное количество адресуемых ячеек равно N=232 = 4 294 967 296

Каждая ячейка имеет объем 1 байт, следовательно, максимальный объем адресуемой памяти равен:

4 294 967 296 байт = 4 194 304 Кбайт = 4096 Мбайт = 4 Гбайт

В персональных компьютерах величина оперативной памяти может быть значительно меньше адресуемой памяти, например 64 Мбайт, 128 Мбайт, 256 Мбайт, 512 Мбайт, …

По шине управления передаются сигналы, определяющие характер обмена информацией (чтение/запись), и сигналы, синхронизирующие взаимодействие устройств, участвующих в обмене информацией.

Все устройства компьютера подключаются к магистрали с помощью специальных согласующих устройств – контроллеров. Только процессор и оперативная память подключены к магистрали непосредственно.

Контроллеры устройств обеспечивают согласование скорости ввода/вывода информации со скоростью ее обработки.

Статьи к прочтению:

Функциональная схема компьютера


Похожие статьи:

2.1. ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СХЕМА ЭВМ. — Основы информатики

Общая схема современного компьютера была предложена выдающимся американским математиком венгерского происхождения Джоном фон Нейманом в июне 1945 г. По этой схеме компьютер состоит из двух основных частей: центрального процессора (ЦП) и памяти. Память хранит информацию, а ЦП выполняет ее обработку. Революционность идеи фон Неймана состоит в том, чтобы хранить в памяти не только данные, но и способы их обработки для получения из исходных данных того или иного результата. Для осуществления обмена информацией между человеком и компьютером в схему добавлены периферийные устройства — ввода/вывода.

Кроме того, в современных компьютерах используются так называемые накопители— устройства, предназначенные для постоянного хранения (накопления) данных и программ, необходимых для работы компьютера, и обмена этой информацией между накопителями и оперативной памятью компьютера. Накопители бывают на жестких магнитных дисках (винчестерах) и гибких магнитных дисках (дискетах). Такие накопители называют дисковыми, но бывают и другие виды накопителей.

Процессор, память и накопители на жестких и гибких магнитных дисках составляют системный блок современного ПК.

Необходимыми периферийными устройствами являются:

  • Клавиатура
    — устройство ввода;
  • манипулятор
    типа мышь — вспомогательное устройство ввода;
  • дисплей
    (монитор) — необходимое устройство вывода.

    Одной из плодотворных идей, положенных в основу ПК, является принцип открытой архитектуры. Согласно этой концепции компьютер не является единым неразъемным устройством, а имеется возможность его сборки из независимо изготовленных частей аналогично детскому конструктору. На основной электронной плате (системной) размещены только те блоки, которые осуществляют вычисления. Схемы, управляющие всеми остальными устройствами ПК (монитором, дисками, принтером и т.д.), реализованы на отдельных платах, которые вставляются в стандартные разъемы (слоты) на системной плате. Электропитание ко всем схемам подводится из единого блока питания. А для удобства и надежности все это заключается в общий металлический или пластиковый корпус. В таком случае каждый пользователь может самостоятельно формировать конфигурацию своего компьютера по своему усмотрению. Т.е., в зависимости от потребности пользователь может подключить к системной шине различные устройства: модем, звуковую плату, клавиатуру электромузыкального инструмента и т.п. Кроме того, имеющийся компьютер легко модернизировать, например, путем замены винчестера на жесткий диск большего объема, замены процессора, увеличения объема оперативной памяти и т.д.

  • 3 Как устроен компьютер — Как устроен компьютер

    Лекция № 3 (2 часа)

    Как устроен компьютер

    Основные блоки.  Обычно ПК состоят из трех частей:

    • Системного блока.
    • Клавиатуры, позволяющей вводить символы в компьютер.
    • Монитора (дисплея) –  для изображения текстов и графической информации.

    Компьютеры выпускаются и в портативном варианте – обычно в блокнотном исполнении (ноутбук). Здесь системный блок, монитор и клавиатура, заключены в один корпус: системный блок спрятан под клавиатурой, а монитор сделан как крышка к клавиатуре.

    Системный блок. Хотя из этих частей компьютера системный блок выглядит наименее эффектно, именно он является в компьютере “главным”. В нем располагаются все основные узлы компьютера:

    · Электронные схемы, управляющие работой компьютера (микропроцессор, оперативная память, контролеры устройств и т.д.)

    · Блок питания, который преобразует электропитание сети в постоянный ток низкого напряжения, подаваемый на электронные схемы компьютера.

    · Накопители (дисководы) для гибких магнитных дисков, используемые для чтения и записи на гибкие магнитные диски.

    · Накопитель на жестком магнитном диске, предназначенный для чтения и записи на несъемный жесткий  магнитный  диск (винчестер).

    Рекомендуемые материалы

    · Другие устройства.

    Дополнительные устройства.

    К системному блоку компьютера можно подключить различные устройства ввода- вывода информации, расширяя тем самым его функциональные возможности.

    Внешние устройства. Многие устройства располагаются вне системного блока компьютера и присоединяются к нему через специальные гнезда (разъемы), находящиеся обычно на задней стенке системного блока. Такие устройства обычно называются внешними. Кроме монитора и клавиатуры такими устройствами являются.

    · Принтер – для вывода на печать графической и текстовой информации.

    · Мышь – устройство облегчающее ввод информации в компьютер.

    · Джойстик – манипулятор в виде укрепленной на шарнире ручки с кнопкой, употребляется в основном для компьютерных игр;

    · А также другие устройства.

    Внутренние устройства. Некоторые устройства могут вставляться внутрь системного блока, поэтому они называются внутренними, например:

    · Модем или факс-модем –  для обмена информацией с другими компьютерами через телефонную сеть (факс-модем может также получать и принимать факсы).

    · Дисковод для компакт-дисков, он обеспечивает возможность чтения данных с компьютерных компакт дисков и проигрывание аудио компакт-дисков

    · Стример – для хранения данных на магнитной ленте

    · Звуковая карта – для воспроизведения и записи звуков(музыки, голоса и т.д.)

    Впрочем, модемы, факс-модемы, стримеры и другие устройства могут выпускаться и во внешнем исполнении. Как правило, устройства во внутреннем исполнении стоят дешевле – для них не надо изготавливать корпус и их не надо снабжать своим блоком питания.

    Контроллеры и устройства. Для управления работой устройств в компьютере используется электронные схемы – контроллеры. Различные устройства используют разные способы подключения к контролерам:

    1. Дисковод для дискет, клавиатура и т.д. подключается к имеющимся в составе компьютера стандартным контроллерам;

    2. Звуковые карты, многие факс-модемы и т.д. выполнены как электронные платы, т.е. смонтированы на одной плате со своим контролером;

    3. Остальные устройства используют следующий способ подключения: в системный блок компьютера вставляется электронная  плата (контроллер), управляющая работой устройства, а само устройство подсоединяется к этой плате кабелем.

    Микропроцессор и сопроцессор.

    Микропроцессор. Самым главным элементом в компьютере, его “мозгом”, является микропроцессор  –  небольшая (в несколько сантиметров) электронная схема, выполняющая все вычисления и обработку информации. Микропроцессор умеет выполнять сотни различных  операций и делает это со скоростью в несколько десятков или даже сотен миллионов операций в секунду. Микропроцессоры в порядке возрастания производительности и цены: Intel-8088, 80286, 80386 (модификации SX и DX), 80486 (модификации SX, SX2, DX, DX2 и DX4), Pentium, Pentium Pro (3,4).

    Тактовая частота. Тактовая частота указывает скорость выполнения элементарных операций внутри микропроцессора. Разные модемы микропроцессоров выполняют одни и те же команды ( например сложение или умножения) за разное число тактов. Чем более современная модель микропроцессора, тем как правило, меньше тактов требуется микропроцессору для выполнения команд.

    Сопроцессор. В тех случаях когда на компьютере приходится выполнять много математических вычислений (например, в инженерных расчетах, обработке трехмерных изображений и т.д.), желательно, чтобы математические операции над вещественными числами поддерживались аппаратно, т.е. самим микропроцессором. Но микропроцессоры не обеспечивают такую поддержку, поэтому к ним для этого требуется добавить математический сопроцессор, который помогает основному микропроцессору выполнять математические операции над вещественными числами. Новейшие микропроцессоры (Pentium) сами умеют выполнять операции над вещественными числами, поэтому для них сопроцессоры не требуются.

    Память.

    Оперативная память. Очень важным элементом компьютера является оперативная память. Именно из нее процессор берет программы и исходные данные для обработки, в нее он записывает полученные результаты. Название “оперативная” эта память получила потому, что она работает очень быстро, так что процессору практически не приходится ждать при чтении данных из памяти или записи в память. Однако содержащиеся в ней данные сохраняются только пока компьютер включен. При выключении компьютера содержимое оперативной памяти стирается (за некоторыми исключениями). Часто для оперативной  памяти используют обозначение RAM (random access memory, т.е. память с произвольным доступом). От количества установленной в компьютере оперативной памяти напрямую зависит, с какими программами вы сможете на нем работать. При недостаточном количестве оперативной памяти многие программы либо вовсе не будут работать, либо станут работать крайне медленно.

    Кэш-память. Для ускорения доступа к оперативной памяти на быстродействующих компьютерах используется специальная сверхбыстродействующая кэш-память, которая располагается как бы между микропроцессором и оперативной памятью и хранит копии наиболее часто используемых участков оперативной памяти. При обращении микропроцессора к памяти сначала производится поиск нужных данных в кэш-памяти. Поскольку время доступа к кэш-памяти в несколько раз меньше, чем к обычной памяти, а в большинстве случаев необходимые микропроцессору данные уже содержатся в кэш-памяти, среднее время доступа к памяти уменьшается.

    BIOS (постоянная память). В компьютерах имеется также и постоянная память, в которую данные занесены при ее изготовлении. Как правило, эти данные не могут быть изменены, выполняемые на компьютере программы могут их только считывать. Такой вид памяти обычно называется ROM  (read only memory, или память только для чтения), или  ПЗУ (постоянное запоминающее устройство). В постоянной памяти хранятся программы для проверки оборудования компьютера, инициирования загрузки ОС и выполнения базовых функций по обслуживанию устройств компьютера. Поскольку большая часть этих программ связанна с обслуживанием  ввода-вывода, часто содержимое постоянной памяти называется  BIOS (basic input- output system, или базовая система ввода-вывода). В BIOS содержится также программа настройки конфигураций компьютера (SETUP). Она позволяет установить некоторые характеристики устройств компьютера (типы видеоконтроллера, жестких дисков и дисководов для дискет, часто также режимы работы с оперативной памятью, запрос пароля при начальной загрузке, и т.д.). Как правило, программа настройки конфигураций вызывается, если пользователь во время начальной загрузки нажмет определенную клавишу или комбинацию клавиш.

    CMOS (полупостоянная память). Кроме обычной оперативной памяти и постоянной памяти в компьютере  имеются также небольшой участок памяти для хранения параметров и конфигураций компьютера. Его часто называют CMOS-памятью, поскольку эта память выполняется по технологии CMOS (complementary metal-oxide semiconductor), обладающий низким энергопотреблением. Содержимое CMOS-памяти не изменяется при выключении питания компьютера, поскольку для ее питания используется специальный аккумулятор.

    Видеопамять. Еще один вид памяти в компьютерах – это видеопамять, т.е. память, используемая для хранения изображения, выводимая на экран монитора. Эта память обычно входит в состав видеоконтроллера – электронной схемы, управляющей выводом изображения на экран.

    Электронные платы, контроллеры и шины

    Электронные платы. Электронная начинка ПК, как правило, выполняется из нескольких модулей – электронных плат. Каждая плата представляет собой плоский кусок пластика, на котором укреплены электронные компоненты (микросхемы, конденсаторы и т.д.) и различные разъемы. Внутри электронной платы проложены проводники для соединения смонтированных на плате компонент между собой.

    Материнская плата. Самой большой электронной платой в компьютере является системная, или материнская, плата. На ней обычно располагаются основной микропроцессор, оперативная память, кэш-память, шины и BIOS. Кроме того, там находятся электронные схемы (контроллеры), управляющие некоторыми устройствами компьютера. Так, контроллер клавиатуры всегда находится на материнской плате. Часто там же находятся и контроллеры для других устройств (жестких дисков, дисководов для дискет и т.д.).

    Контроллеры. Электронные схемы, управляющие различными устройствами компьютера, называются контроллерами. Во всех компьютерах имеются контроллеры для управления клавиатурой, монитором, дисководами, жестким диском и т.д.

    Интегрированные контроллеры. В современных компьютерах многие контроллеры входят в состав материнской платы. Такие контроллеры называются встроенными или интегрированными. Так, контроллер клавиатуры всегда является встроенным. На современных материнских платах обычно имеются контроллеры дискет, портов ввода-вывода, контроллер жестких дисков, иногда – видеоконтроллер.

    Платы контроллеров. Разным пользователям в компьютере нужен разный набор контроллеров. Поэтому все контроллеры компьютера встраиваются в материнскую плату только в некоторых специальных компьютерах. В большинстве компьютеров некоторые контроллеры располагаются на отдельных электронных платах – платах контроллеров. Эти платы вставляются в специальные разъемы (слоты) на материнской плате компьютера.

    С помощью добавления и замены плат контроллеров пользователь может модифицировать компьютер, расширяя его возможности и настраивая его по своим потребностям. Например, пользователь может добавить в компьютер факс-модем, звуковую карту, плату приема телепередач и т.д.

    1 Информация и информационные ресурсы — лекция, которая пользуется популярностью у тех, кто читал эту лекцию.

    Шины. При вставке в разъем материнской платы контроллер подключается к шине – магистрали передачи данных между оперативной памятью и контроллерами. В современных компьютерах обычно имеются две шины:

    1. Шина ISA для контроллеров низкоскоростных устройств (т.е. для обмена данными с клавиатурой, мышью, дисководами, модемом, звуковой картой и т.д.)
    2. Шина PCI для обмена данными с высокоскоростными устройствами (жесткими дисками, видеоконтроллером и т.д.)

    В более старых компьютерах могут быть и другие шины – EISA, VESA (VLB) и др. Впрочем, для обеспечения совместимости даже современные серверы локальных сетей обычно оснащаются шиной EISA .

    Разъемы шин. Каждый контроллер может быть подключен лишь к той шине, на которую он рассчитан. Поэтому разъемы различных шин сделаны разными, чтобы их нельзя было перепутать. При покупке контроллеров следует знать, разъемы каких шин имеются в вашем компьютере, так как иначе купленный контроллер окажется бесполезен.

    Контроллеры портов ввода-вывода. Одним из контроллеров, которые присутствуют почти в каждом компьютере, является контроллер портов ввода-вывода. Часто этот контроллер интегрирован в состав материнской платы. Контроллер портов ввода-вывода соединяется кабелями с разъемами на задней стенке компьютера, через которые к компьютеру подключаются принтер, мышь и некоторые другие устройства. Порты ввода-вывода бывают следующих типов:

    • Параллельные (обозначаемые LPT1 – LPT4). К соответствующим разъемам на задней стенке компьютера (имеющим 25 гнезд) обычно подключаются принтеры.
    • Последовательные (обозначаемые COM1 – COM3). К соответствующим разъемам на задней стенке компьютера (имеющим 9 или 25 штырьков) обычно подсоединяются мышь, модем и др. устройства.
    • Игровой порт. К его разъему (имеющему 15 гнезд) подключается джойстик. Игровой порт имеется не у всех компьютеров.

    Как правило, контроллер портов компьютера поддерживает один параллельный и два последовательных порта.

    Разъемы шины USB. В компьютерах имеются разъемы универсальной последовательной шины USB. По-видимому скоро будут выпущены модели клавиатур, мышей, принтеров, модемов, дисководов, сканеров и т.д., подключаемые к шине USB. При этом к каждому устройству, подключенному к шине USB, можно подключать другие USB-устройства (всего может быть подключено до 127 устройств). USB-устройство можно подсоединять и отсоединять при работающем компьютере. Возможно, в недалеком будущем в компьютерах вместо разъемов клавиатуры, портов и джойстика будут иметься только два-три маленьких разъема USB.

    ПО СТОПАМ ВЕЛИКИХ АРХИТЕКТОРОВ | Наука и жизнь

    Для того чтобы понять, какое место занял в нашей жизни персональный компьютер, достаточно почитать объявления различных агентств по трудоустройству: от людей разных профессий требуется умение работать на компьютере, причем нередко на достаточно высоком уровне. Все очень просто: подавляющее число организаций, фирм, предприятий использует компьютерные технологии. Они сейчас доступны по цене и делом доказали свои огромные возможности в бухгалтерии, издательском деле, учете, управлении производством, финансовых операциях. А ведь лет десять назад компьютеры в нашей стране можно было, образно говоря, пересчитать по пальцам и использовались они в основном в научных учреждениях.
    Еще более удивительна ситуация в самом производстве компьютеров. Совсем недавно конкурентоспособные персональные ЭВМ нашей промышленностью вообще не выпускались, а сегодня отечественные производители не только выдерживают натиск зарубежных конкурентов, но и вытесняют их с рынка. Уже никем не упоминается «красная сборка» («красная» — в смысле «советская», «российская»), которую еще не так давно ставили ниже «белой» (производство компьютеров в развитых странах Северной Америки и Европы) и даже ниже «желтой сборки» (страны Юго-Восточной Азии). Скажем прямо: нередко компьютеры «красной сборки» вполне заслуженно пользовались недоброй славой, так как многие фирмы собирали их из комплектующих низкого качества, но дешевых. Все это практически закончилось, когда и на российском компьютерном рынке поняли неотвратимость известной английской поговорки: «Я не так богат, чтобы покупать дешевое». В этом номере раздел «Человек и компьютер» ведет кандидат технических наук В. НЕСТЕРОВ, заместитель Генерального директора компании «Клондайк».

    Блок-схема персонального компьютера.

    Микропроцессор Pentium II с охлаждающим радиатором.

    Видеокарта Matrox Misticue c оперативной памятью 4 Мбайт.

    Установка модуля оперативной памяти в разъем на системной плате. Видны разъемы (белого цвета), в которые вставляется видеокарта.

    Почему в России не удается пока делать автомобили, телевизоры или мини-тракторы высокого мирового уровня, а компьютеры производятся весьма успешно? Главным образом потому, что наши производственники приняли, наконец, стратегию своих западных коллег, в том числе и самых именитых, — они не сами делают, а покупают узлы и детали, требующие специальных высоких технологий. Сюда относятся микропроцессоры, накопители на жестких дисках (винчестеры), микросхемы оперативной памяти и многое другое. А производят эти узлы и детали специализированные фирмы - непревзойденные профессионалы в своей узкой области.

    Целесообразность и реальный успех такой стратегии опираются на три фактора. Во-первых, это особенность самих импульсных систем (компьютер — машина, работающая с электричес кими импульсами), где нет необходимости с точностью до долей процента воспроизводить электрический сигнал, как, например, в приемнике или телевизоре. Важно лишь сохранить сам импульс и исходные комбинации импульсов, допуская заметные искажения и разброс при их «обработке». Во-вторых, в процессе создания нынешних персональных компьютеров (здесь и далее речь идет о самом многочисленном семействе машин - семействе IBM PC, или просто PC) принимались поистине гениальные решения касательно их конструкции и архитектуры — взаимосвязи и взаимодействия основных узлов. Именно эти, так сказать, архитектурные шедевры позволяют производителю путем замены основных блоков собирать на одной и той же базе (а чаще всего в одном и том же корпусе) самые разные персональные компьютеры — от сравнительно простых и дешевых до самых совершенных и дорогих. Более того — принятая архитектура дает возможность пользователю развивать и совершенствовать свой компьютер не сразу весь целиком, а поэтапно, отдельными блоками. Операцию эту называют апгрейд от англий-ского upgrade — в вольном переводе «подъем по ступеням».

    И, наконец, третье слагаемое, обеспечивающее успешную крупносерийную сборку компьютеров из отдельных узлов и деталей. Это глубоко продуманные международные стандарты, жесткие требования к входным и выходным параметрам каждого узла. Жесткость стандартов в данном случае есть жизненная необходимость и к тому же большое удобство: при замене какого-либо узла машина продолжает работать, не требуя, как правило, никакой наладки. Стандарты предусматривают и преемственность поколений - программы, написанные для любой предыдущей базовой модели, должны работать и на всех последующих.

    Существует мнение, что пользователю вообще не нужно (иногда даже говорят — вредно) знать устройство компьютера, ему - пользователю — достаточно помнить, когда какие нажимать кнопки и клавиши. Но это мнение дважды неверно. Знание компьютера даже в самых общих чертах, бесспорно, помогает оператору действовать спокойно и осознанно, особенно в нестандартных ситуациях. А кроме того, человек испытывает серьезный дискомфорт, если вынужден взаимодействовать с совершенно непонятной для него техникой. С учетом этого всем, кто пока ограничивается лишь нажиманием кнопок, а также будущим пользователям сейчас будет представлена предельно упрощенная блок-схема современного компьютера (см. стр. 146) с короткими комментариями и с надеждой, что это первое знакомство побудит читателя более серьезно поинтересоваться предметом.

    Попробуем перечислить основные узлы, показанные на схеме, и ультракороткими рассказами пояснить их назначение.

    Центральный процессор. Главная микросхема компьютера, которая последовательно, шаг за шагом, такт за тактом, производит математические и логические операции. Не так давно главной профессией компьютера была математика — чистые вычисления. И само это слово — «компьютер» - можно перевести как «вычислитель», так что его вполне законно называют ЭВМ - электронно-вычислительная машина. Сейчас же процессор работает с текстами, с картинками и чертежами, с музыкой, но во всех этих случаях он делает свое традиционное дело - выполняет арифметические и логические операции. При этом другие устройства компьютера превращают картинку, сочетание букв или звук в определенные наборы цифр. Процессор, обработав их, выполнив предусмотренный программой набор математических операций, непрерывно выдает, например, сменяющие друг друга координаты светящихся точек на экране, а также шифры их цветов и яркости, заставляя героев мультфильма на экране нужным образом двигаться.

    Важнейшая характеристика процессора — разрядность, то есть число бит (единиц или нулей), которые он обрабатывает в один прием, за один такт, как единое многоразрядное число. Ясно, что чем выше разрядность процессора, тем больше его математическая мощь. Первые микропроцессоры были 8-разрядные, 286-й уже стал 16-рязрядным, а начиная с 386-го все микропроцессоры, включая Pentium, - 32-разрядные. Другая важнейшая характеристика — рабочая частота, она говорит о том, сколько тактов, то есть сколько одномомент ных вычислительных или логических действий выполняет процессор за одну секунду. Так, процессор, работающий на частоте 60 МГц (мегагерц), выполняет 60 миллионов элементарных действий (тактов) в секунду, а на частоте 300 МГц - соответственно 300 миллионов. Многие математические операции выполняются за несколько тактов, а некоторые за несколько десятков и даже несколько сотен. Нужно заметить, что по мере совершенство вания микропроцессора удавалось поднять его производительность даже при неизменной разрядности и частоте. Сегодня самый «маломощный» из выпускаемых процессоров — Pentium-166 с технологией ММХ, ориентированной на работу с мультимедиа. А последние разработки корпорации Интел — Pentium II.

    Оперативное запоминающее устройство — ОЗУ (оперативная память, английское обозначение RAM). У 32-разрядной машины основная порция информации — 32-разрядное слово, например: 10010110 01101010 00011011 11010110. Такое слово в оперативную память записывается целиком (разумеется, в виде комбинации двух разных электрических сигналов, отображающих 1 и 0; для каждой - единицы или нуля — в ОЗУ имеется своя элементарная запоминающая ячейка), и имеется свой адрес, по которому процессор может в нужный момент извлечь именно это слово. В нашем примере все слово не случайно разбито на восьмибитовые порции - байты. В вычислительной технике байт (1 байт = 8 бит) — особо популярная и очень часто самостоятельно работающая порция информации. Поэтому в ОЗУ свой личный адрес имеет не только само слово, но и каждый его байт. Совершенно очевидно, что чем больше оперативная память, то есть, чем больше емкость ОЗУ, тем больше нужно иметь разных, неповторяющихся адресов. Так, скажем, при емкости 256 кбайт (килобайт) нужно примерно 256 тысяч адресов (если точно, то 1 кбайт = 210 байт = 1024 байт; аналогично 1 Мбайт = 210 кбайт = 1 048 576 байт), при емкости 8 Мбайт — примерно 8 миллионов адресов и т. д.

    Сам адрес тоже двоичное число, и это число-адрес должно быть тем больше, чем больше нужно разных адресов. Так, из двухразрядного числа можно получить всего 4 комбинации, то есть 4 разных адреса (00, 01, 10 и 11), из трехразрядного — 8 адресов, из четырехразрядного — 16 и т. д. Во многих современных компьютерах предусмотрен 32-разрядный адрес в ОЗУ, он позволяет иметь 4 миллиарда, а точнее 4 294 967 296 адресов, и значит, оперативную память в 4096 Мбайт = 4 Гбайт (гигабайт; 1 Гбайт = 1024 Мбайт). Это, конечно, большой резерв для мощных персональных машин будущего. Сегодня у хорошего персонального компьютера ОЗУ имеет емкость 64 Мбайт, у рядового —
    16 Мбайт и лишь у мощных серверов — до 16 Гбайт. От емкости ОЗУ во многом зависит способность компьютера выполнять сложную работу, в частности, с картинками, игровыми и мультимедиа программами.

    Кэш второго уровня. Само это устройство — кэш (официальное название — S-RAM) появилось из-за того, что процессоры удалось сделать более быстродействующими, чем оперативная память — ОЗУ (оперативное запоминающее устройство). Так, уже широко используются процессоры с тактовой частотой 300 МГц, а ОЗУ при считывании или записи пока довольствуется частотой 66 МГц. Чтобы процессор не простаивал, пока идет медленное считывание из ОЗУ или запись в него, как раз и вводится небольшая, но сравнитель но быстродействующая память — кэш. Пока процессор занят другими делами, она медленно считывает из ОЗУ заранее заказанную информацию, а затем быстро сбрасывает ее процессору. С введением кэш-памяти сократились вынужденные простои процессора, а значит, увеличилось его реальное быстродействие. То, что на схеме показана кэш-память второго уровня, заставляет думать, что есть кэш-память первого уровня. И это действительно так: она сформирована на самом кристалле процессора, то есть находится в его корпусе. Из ОЗУ информация поступает в кэш второго уровня, затем, с возрастающей скоростью, — в кэш первого уровня и, наконец, еще быстрее — в процессор.

    Контроллер. Это сложная управляющая микросхема, иногда в нее входит даже собственный микропроцессор. В компьютере несколько контроллеров, они в основном управляют устройствами ввода и вывода информации - монитором, принтером, внутренним жестким диском, проигрывателем CD ROM, дисководом, клавиатурой и т. д. Основной системный контроллер управляет всем комплексом, в частности движением данных, адресов и команд управления по шинам — по линиям, соединяющим основные блоки машины. Назначение большинства контроллеров на схеме поясняют расположенные возле них рисунки.

    Иллюстрацией большой и сложной работы, которую берут на себя контроллеры, может служить, как ее часто называют, видеокарта и ее основа — обеспечивающий работу монитора видеоконтроллер с собственным процессором и собственной оперативной памятью. Он получает лишь «шифрограммы» — наборы многоразрядных чисел, по ним сам формирует нормальный видеосигнал, который и создает цветную картинку на экране.

    Шина. В компьютере в основном происходит параллельная обработка и передача информации. Это значит, что у 32-разрядного числа все его 32 бита одновременно обрабатываются в процессоре, одновременно записываются в память или считываются из нее. И путешествует такое число в машине по соединительной 32-проводной линии - по шине данных. Аналогично существует 32-проводная шина адресов (в компьютерах, где емкость ОЗУ выбрана без большого запаса, используют 20- или 25-разрядные адресные шины) и обычно 8- или 10-проводная шина команд управления. На основных участках эти три шины объединены в одну сложную систему, и ее работа доверена диспетчеру высочайшей квалификации - системному контроллеру. Имеется и несколько шин, так сказать, местного значения, ими управляют соответствующие контроллеры.

    Порт. Слово это здесь употребляется примерно в том же смысле, что и у моряков, оно обозначает устройство для входа в компьютер или/и для выхода из него. Порты — многоконтактные разъемы, профессионалы говорят «многопиновые», от английского pin — булавка, контактный штырек. Кстати, многопиновые разъемы широко используются и внутри системного блока (внутри компьютерного корпуса), например для включения микросхем памяти. С помощью разъемов и плоского многопроводного кабеля соединяются раздельные монтажные панели или, как их называют радисты, монтажные платы.

    Системная (материнская) плата. Она названа так потому, что при сборке компьютера на ней монтируются все остальные элементы. Это своего рода слоеный пирог, в нем от четырех до восьми спресованных изоляционных панелей, на каждой из которых сформирован свой сложный узор токопроводящих линий. К этим линиям определенным образом непосредственно (пайка при производстве платы) или через разъемы (при сборке компьютера) подключаются микросхемы и целые блоки, устанавливаемые на системной плате. Таким образом формируется системная плата «в сборе», основа сложнейшей электронной системы - персонального компьютера. Каждая материнская плата имеет собственное кодовое обозначение. Современные материнские платы поддерживают технологию ММХ.

    Завершим наше путешествие по персональному компьютеру несколькими короткими пояснениями (или, лучше сказать, несколькими намеками) касательно апгрейда - совершенствования машины, которое, как правило, учитывается создателями ее архитектуры и конструкции.

    В имеющейся у вас конфигурации компьютера достаточно просто заменить внешнее устройство - монитор, мышь, принтер и т. п. Для этого надо знать «стыковочные» характеристики этого устройства и компьютерных портов. Что касается «начинки» системного блока, то начнем с простого — с установки проигрывателя компакт-дисков, на которых теперь записывают не только музыку, но и компьютерные программы, игры и мультимедиа. Интерфейс (система связи, система включения в общую схему компьютера) имеющегося в машине внутреннего жесткого магнитного диска (винчестера) предусматривает подключение дополнительного внешнего диска. Вместо него без особых проблем можно подключить устройство для воспроизведения CD ROM. Часто для него удается найти и место в корпусе.

    Еще две сравнительно доступные и отработанные процедуры - расширение ОЗУ путем включения дополнительных стандартных блоков памяти. Иногда для этого достаточно разъемов, уже имеющихся на системной (материнской) плате, иногда же их приходится дополнять или менять. Возможна и замена процессора, но весьма ограниченная. Можно, например, заменить Pentium фирмы Интел на аналогичные процессоры других фирм — AMD, Crix, IBM. Можно заменить имеющийся процессор на процессор с более высокой тактовой частотой, например на Pentium-MMX или Pentium, если это позволяет материнская плата. Необходимые при ряде замен изменения в схеме, как правило, предусмотрены — на системной плате имеются соответствующие переключатели.

    Наше упрощенное или, прямо скажем, поверхностное описание нескольких возможностей апгрейда не должно создавать иллюзий — дело это требует профессионализма. Точно также не должен вводить в заблуждение наш, по необходимости, короткий рассказ, позволяющий, видимо, подумать, что компьютер - довольно простая машина, собранная из нескольких блоков, как из кубиков. В компьютере, в его микросхемах — десятки миллионов деталей (больше, чем песчинок в песчаной «кучке» высотой с трехэтажный дом), каждая из которых — совершенный физический прибор. И все это невообразимое множество деталей великолепно стыкуется, четко и надежно взаимодействует годами, демонстрируя высочайший уровень современных технологий и, конечно же, удивительную мощь человеческого интеллекта.

    Блок-схема компьютера — TutorialsMate

    Блок-схема компьютера отображает структурное представление компьютерной системы. Блок-схема дает вам краткий обзор рабочего процесса компьютера от ввода данных до получения желаемых результатов.

    Следующая диаграмма представляет собой блок-схему компьютерной системы:

    Компьютерная система представляет собой комбинацию трех компонентов:

    Блок ввода

    • ЦП ( Центральный процессор )

    Блок вывода


    Блок ввода

    Блок ввода состоит из устройств ввода, таких как мышь, клавиатура, сканер, джойстик и т. д.Эти устройства используются для ввода информации или инструкций в компьютерную систему. Как и другие электронные машины, компьютер принимает входные данные в виде необработанных данных (двоичных данных) и выполняет необходимую обработку, выдавая обработанные данные. Таким образом, блок ввода — это средство коммуникации, которое организованно передает данные от нас на компьютер для обработки.

    Блок ввода выполняет следующие основные функции:


    Блок ввода преобразует введенные данные или инструкции в двоичную форму для дальнейшей обработки.
    Блок ввода передает данные в основную память компьютера.

    Центральный процессор

    ЦП или центральный процессор известен как мозг компьютерной системы. Это электронное аппаратное устройство, которое обрабатывает все операции (например, арифметические и логические операции) компьютера. Другими словами, все основные вычисления, операции или сравнения выполняются внутри процессора. Он также отвечает за управление операциями нескольких других подразделений.

    На приведенной выше диаграмме блок управления (CU) и арифметико-логический блок (ALU) вместе называются центральным процессором (CPU) .

    Давайте последовательно обсудим все детали, показанные на приведенной выше диаграмме:


    Блок управления

    Как следует из названия, блок управления ЦП контролирует все действия и операции компьютера. Он также отвечает за управление вводом/выводом, памятью и другими устройствами, подключенными к ЦП.

    Блок управления действует как диспетчер, который определяет последовательность выполнения компьютерных программ и инструкций. Он извлекает инструкции из памяти, декодирует инструкции, интерпретирует инструкции и понимает последовательность задач, которые необходимо выполнить соответствующим образом. Далее он передает инструкции другим частям компьютерной системы для их выполнения. Короче говоря, блок управления определяет последовательность операций для выполнения заданных инструкций.


    Блок арифметики и логики

    Данные, вводимые через устройства ввода, сохраняются в первичном запоминающем устройстве. Арифметико-логическое устройство (АЛУ) выполняет арифметические и логические операции.

    Арифметический блок управляет простыми операциями, такими как сложение , вычитание, деление и умножение .


    С другой стороны, логическая единица управляет логическими операциями, такими как И, ИЛИ, равно, больше и меньше и т. д.Помимо этого, логический блок также отвечает за выполнение ряда других операций, таких как сравнение, выбор, сопоставление и объединение данных.

    Информация или данные передаются в АЛУ из блока памяти только тогда, когда это требуется. После завершения операций результат либо возвращается в блок хранения для дальнейшей обработки, либо сохраняется.


    Блок памяти

    Блок памяти является важной частью компьютерной системы, которая используется для хранения данных и инструкций до и после обработки.Блок памяти передает информацию другим блокам компьютерной системы, когда это необходимо.

    Есть два типа блоков памяти:



    Основная память

    Основная память не может хранить большое количество данных. Данные, хранящиеся в основной памяти, являются временными. Данные будут потеряны, если они будут отключены от источника питания. В основной памяти обычно хранятся входные данные и немедленные результаты вычислений. Первичная память также известна как основная память или временная память . Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) является примером основной памяти.


    Вторичная память

    Использование основной памяти не позволяет постоянно хранить данные для доступа в будущем. Следовательно, существуют некоторые другие варианты постоянного хранения данных для будущего использования, которые известны как вторичная память или вспомогательное хранилище или постоянное хранилище . Данные, хранящиеся во вторичной памяти, безопасны даже при сбое питания или отсутствии питания. Жесткий диск обычно считается вторичной памятью.


    Примечание : Основная память — это единственная память, напрямую доступная ЦП. Вторичная память не имеет прямого доступа к ЦП. Данные, полученные из вторичного блока, сначала загружаются в ОЗУ, а затем передаются в блок обработки. Использование различных блоков памяти полностью зависит от размера данных.

    Центральный процессор выполняет следующие основные функции:


    ЦП управляет всеми компонентами, программным обеспечением и обработкой данных компьютерной системы.
    ЦП получает данные от устройств ввода, обрабатывает данные и отправляет выходные данные на устройства вывода.
    ЦП обрабатывает все операции, включая все арифметические и логические операции.

    Блок вывода

    Блок вывода состоит из устройств, которые используются для отображения результатов или вывода обработки. Выходные данные сначала сохраняются в памяти, а затем отображаются в удобочитаемой форме через устройства вывода. Некоторыми из широко используемых устройств вывода являются монитор, принтер и проектор.

    Блок вывода выполняет следующие основные функции:



    Блок вывода принимает данные или информацию в двоичной форме из основной памяти компьютерной системы.
    Блок вывода преобразует двоичные данные в удобочитаемую форму для лучшего понимания.

    Резюме

    Набор данных или инструкция вводится через устройства ввода в виде необработанных данных или двоичных данных.
    Инструкция обрабатывается с помощью центрального процессора, комбинации блока управления и арифметико-логического блока.
    Компьютерная система производит вывод с помощью устройств вывода, которые преобразуют извлеченные двоичные данные в удобочитаемую форму.
    На протяжении всего процесса данные сохраняются в блоке памяти, первичном или вторичном, в зависимости от размера данных.
    Что читают другие:

    Блок-схема компьютера — Учебное пособие и примеры

    Знание

    Знай все о блок-схеме компьютера

    Блок-схема компьютера и его компонентов

    Диаграмма, иллюстрирующая основные компоненты компьютерной системы, известна как блок-схема компьютера .Основное определение компьютерной системы заключается в том, что она берет некоторые данные, затем обрабатывает их, а затем выдает окончательный результат, что и показано на блок-схеме.

    Основными компонентами компьютерной системы являются центральный процессор (ЦП) . Центральный процессор состоит из еще двух частей: арифметико-логического блока (ALU) и блока управления (CU). Для обработки данных для вывода компьютеру требуется некоторое пространство для хранения данных, и отсюда блок хранения берет на себя инициативу.Компоненты кратко описаны ниже.

    Блок ввода

    Блок ввода — это платформа, с которой необработанные данные передаются в компьютерную систему. Вход может быть в любой форме. Например, ввод с помощью мыши, ввод с помощью кнопки, ввод с клавиатуры и т. д. Все вводимые данные передаются из блока ввода в блок хранения компьютера.

    Центральный процессор (ЦП)

    ЦП является основным компонентом, который обрабатывает входные данные, передаваемые в компьютер.Его также называют сердцем или мозгом компьютера, без процессора у вас просто бесполезный рабочий стол. ЦП состоит из двух компонентов: арифметико-логического блока (ALU) и блока управления (CU).

    EdrawMax

    Универсальное программное обеспечение для построения диаграмм

    Легко создавайте более 280 типов диаграмм

    Простое начало построения диаграмм с помощью различных шаблонов и символов

    • Превосходная совместимость файлов: Импорт и экспорт чертежей в файлы различных форматов, например Visio
    • Кроссплатформенная поддержка (Windows, Mac, Linux, Web)
    Арифметико-логическое устройство (ALU)

    Все мы знаем, что компьютер понимает язык двоичных чисел, то есть 0 и 1.Арифметико-логическое устройство (ALU) — это цифровая схема, которая принимает эти 0 и 1, выполняет над ними необходимые арифметические операции и асинхронно выдает результаты в виде вывода.

    Устройство управления

    Блок управления (CU) подобен регулировщику дорожного движения. Он контролирует инструкции, входящие и исходящие из ЦП. CU достаточно умен, чтобы чувствовать, когда центральному процессору ЦП нужны данные, а когда нет. Если данные требуются, он извлекает их из модуля хранения и передает в ЦП.CU преобразует данные в сигналы и передает их в центральный процессор.

    Единица хранения — первичная и вторичная единицы

    Необработанные данные из блока ввода сохраняются в блоке хранения. Это место, где хранятся данные, которые должны быть обработаны, и обработанные данные. Единица хранения далее подразделяется на две части.

    • Основное хранилище
    • Вторичное хранилище
    Основное хранилище

    Это хранилище также известно как основная память компьютерной системы.Эта часть запоминающего устройства содержит данные, программы и инструкции, которые используются в данный момент. Эта часть памяти находится на материнской плате. Основное хранилище содержит ПЗУ и ОЗУ компьютерной системы.

    Вторичное хранилище

    Это энергонезависимое и постоянное устройство хранения данных. Это место, где данные хранятся в течение короткого или длительного времени. Вторичное хранилище поддерживает основное хранилище. Это устройство также известно как жесткий диск компьютера.Он в основном используется в качестве резервного устройства.

    Выходной блок

    Блок вывода — это место, через которое компьютерная система выводит данные. Блок вывода всегда аппаратный. Экран компьютера, динамики, принтер и т. д. являются устройствами вывода, поскольку с этих устройств пользователи получают обработанные данные.

    Источник: www.tutorialandexample.com

    Как компьютер выполняет блок инструкций по блоку?

    Для пошагового понимания того, как компьютер обрабатывает информацию и выводит ее, мы должны увидеть блок-схему компьютерной системы.

    Компьютер обрабатывает информацию следующим образом.

    • В блоке ввода передаются пользовательские данные, затем они преобразуются в машиночитаемый вид, после чего эти данные сохраняются в блоке памяти компьютера.
    • Из памяти эти данные передаются в ЦП вычислительной системы, а в ЦП АЛУ выполняет над ними все необходимые арифметические операции с центральным процессором.
    • Теперь обработанные данные хранятся в основной памяти компьютера, а затем память сама решает, когда эти данные выводить.
    • Из основной памяти эти данные передаются на блок вывода компьютерной системы и достаются пользователю.
    • Все это перемещение данных по всей компьютерной системе контролируется блоком управления ЦП.

    Как нарисовать блок-схему компьютерной системы?

    Каждый человек, который изучает информатику или является профессиональным компьютерным ученым, должен знать, как нарисовать блок-схему компьютерной системы . В этом разделе мы нарисуем блок-схему компьютерной системы вручную и с помощью компьютерного программного обеспечения.

    Рисование руками

    Возьмите бумагу и карандаш и приступайте к работе.

    • Сначала нарисуйте большой и широкий прямоугольник в вертикальной форме.
    • Создайте три блока внутри основного прямоугольника и назовите их как блок управления в блоке выше, арифметико-логический блок в блоке между ними и основную память в блоке ниже.
    • Под основным прямоугольным ящиком можно нарисовать небольшой ящик для вспомогательного хранения, но это необязательно.
    • Сделайте поле для блока ввода с левой стороны основного прямоугольника.
    • Подсоедините блок управления к блоку ввода, блоку вывода, вспомогательному блоку и основной памяти пунктирной линией, и направление должно быть к только что упомянутым блокам.
    • Теперь подключите вспомогательное хранилище к основной памяти жирной линией, входящей и выходящей из основной памяти.
    • Подключите блок ввода к основной памяти жирной линией, направленной к основной памяти.Подсоедините основную память к устройству вывода жирной линией, направление должно быть к устройству вывода.
    • Соедините основную память с АЛУ жирной линией, так как информация поступает и выходит из АЛУ.

    Ваш окончательный результат должен выглядеть так.

    Рисование с помощью программы EdrawMax

    Следуй этим шагам:

    • Загрузите и установите EdrawMax или посетите EdrawMax Online для немедленного использования
    • Найдите шаблоны блок-схем в Сообществе шаблонов EdrawMax и используйте шаблон предварительного проектирования, не начиная с нуля.Кроме того, вы можете открыть пустую страницу чертежа и рисовать с помощью встроенных символов.
    • С левой стороны есть вертикальная полоса библиотеки, оттуда перетащите форму блока в основной проект. Вы можете использовать зеленые маркеры выбора, чтобы настроить размер и форму окна.
    • Дважды щелкните поле, чтобы написать в нем, и снова перетащите еще три поля в основное поле, следуя второму шагу.
    • Используйте опцию соединителя на панели выше, чтобы соединить коробки, соединитель предоставляет вам все виды линий, пунктирные и жирные.
    • Поместите соединительную линию в поле, откуда вы хотите направить его к другому окну, а затем просто перетащите линию к окну.
    • Нажмите на опцию распределения и выберите, как бы вы определили конкретный блок диаграммы по цвету или шаблону.
    • Выберите, хотите ли вы сохранить или экспортировать окончательный результат в виде файла PDF, PNG, JPG, Visio, Word, Excel или PowerPoint.

    Связанные статьи

    Блок-схема компьютера с описанием


    Блок-схема компьютера дает вам графическое представление компьютера и того, как он работает внутри. Или можно сказать, что в Блок-схема компьютера, мы увидим, как работает компьютер от подачи данных до получения результата.

    Вот блок-схема компьютерной системы:

    На приведенной выше схеме оба блока управления (блок управления или CU) и арифметико-логический блок (ALU) вместе называются Центральный процессор (ЦП) .

    Давайте опишем все части, включенные в приведенную выше диаграмму, одну за другой.

    Блок процессора (CPU)

    Это мозг компьютерной системы.

    Все основные расчеты и сравнения выполняются внутри ЦП, и он также отвечает за активацию и управление работу другого блока.


    Этот блок состоит из двух основных компонентов: арифметико-логического блока (ALU) и блока управления (CU).

    Арифметико-логическое устройство (АЛУ)

    Здесь арифметико-логическое устройство выполняет все арифметические операции, такие как сложение, вычитание, умножение и деление.Он также использует логическую операцию для сравнения.

    Блок управления (CU)

    А блок управления ЦП контролирует всю работу компьютера. Он также контролирует все устройства, такие как как память, устройства ввода/вывода, подключенные к ЦП.

    CU извлекает инструкции из памяти, декодирует инструкцию, интерпретирует инструкцию, чтобы узнать, какой должна быть задача выполняется и отправляет соответствующие управляющие сигналы другим компонентам для выполнения необходимых шагов для выполнения инструкции.

    Блок ввода/вывода

    Блок ввода-вывода состоит из устройств, используемых для передачи информации между внешним миром и памятью компьютера.

    Информация, подаваемая через блок ввода, сохраняется в памяти компьютера для обработки, а окончательный результат сохраняется в памяти могут быть записаны или отображены на выходном носителе.



    Блок памяти

    Блок памяти

    является важным компонентом цифрового компьютера. Здесь хранятся все данные, промежуточные и окончательные результаты.

    Данные, считанные из оперативной памяти или блока ввода, переносятся в памяти компьютера, где они доступны для обработки.

    Этот блок памяти используется для хранения инструкций, подлежащих выполнению, и данных, подлежащих обработке.

    Дисковый накопитель

    Данные и инструкции поступают в компьютерную систему через устройство ввода должны быть сохранены внутри компьютера до фактического начала обработки.

    Два типа единиц хранения: первичная и вторичная единицы хранения.

    Основная единица хранения

    Первичная память имеет прямую связь с устройством ввода и вывода. В нем хранятся входные данные, результат расчета.



    Вторичный блок хранения

    Первичное хранилище не может постоянно хранить данные для использования в будущем. Поэтому требуются некоторые другие типы технологий хранения для постоянного хранения данных в течение длительного времени это называется вторичной или вспомогательной памятью.

    Онлайн-тест по основам работы с компьютером


    « Предыдущий урок Следующее руководство »



    Блок-схема компьютера и описание его различных компонентов

    Компьютер может обрабатывать данные, изображения, звук и графику.Они могут решать очень сложные задачи быстро и точно. Компьютер, показанный на рис., выполняет в основном пять основных компьютерных операций или функций, независимо от их размера и производителя. Это

    1) принимает данные или инструкции путем ввода,
    2) сохраняет данные,
    3) может обрабатывать данные в соответствии с требованиями пользователя,
    4) выдает результаты в форме вывода и
    5) контролирует все операции внутри компьютера.

    Ниже мы обсудим каждую из этих операций с компьютером

         

    1.Ввод: Это процесс ввода данных и программ в компьютерную систему. Вы должны знать, что компьютер — это электронная машина, как и любая другая машина, которая принимает в качестве входных данных необработанные данные и выполняет некоторую обработку, выдавая обработанные данные. Таким образом, блок ввода организованно передает данные от нас на компьютер для обработки.

    2. Хранение: Процесс постоянного сохранения данных и инструкций называется хранением. Данные должны быть загружены в систему до того, как начнется фактическая обработка.Это связано с тем, что скорость обработки центрального процессора (ЦП) настолько высока, что данные должны предоставляться ЦП с той же скоростью. Поэтому данные сначала сохраняются в блоке хранения для более быстрого доступа и обработки. Эта единица хранения или первичная память компьютерной системы предназначена для выполнения вышеуказанных функций. Он обеспечивает место для хранения данных и инструкций.

    Блок памяти выполняет следующие основные функции:

    • Здесь хранятся все данные и инструкции до и после обработки.

    • Здесь же хранятся промежуточные результаты обработки.

    3. Обработка: Задача выполнения таких операций, как арифметические и логические, называется обработкой. Центральный процессор (ЦП) берет данные и инструкции из устройства хранения и выполняет всевозможные вычисления на основе предоставленных инструкций и типа предоставленных данных. Затем он отправляется обратно в хранилище.

    4. Результат: Это процесс получения результатов из данных для получения полезной информации.Точно так же вывод, произведенный компьютером после обработки, также должен храниться где-то внутри компьютера, прежде чем он будет передан вам в удобочитаемой форме. Опять же, вывод также сохраняется внутри компьютера для дальнейшей обработки.

    5. Управление: Способ выполнения инструкций и выполнения вышеуказанных операций. Управление всеми операциями, такими как ввод, обработка и вывод, осуществляется блоком управления. Он заботится о пошаговой обработке всех операций внутри компьютера.

    Функциональные блоки

    Для выполнения операций, упомянутых в предыдущем разделе, компьютер распределяет задачу между своими различными функциональными блоками. Компьютерная система разделена на три отдельных блока для своей работы. Это

    Арифметико-логическое устройство (ALU)  


    Логическое устройство . После ввода данных через устройство ввода они сохраняются в основном запоминающем устройстве. Фактическая обработка данных и инструкции выполняются арифметико-логическим блоком.Основными операциями, выполняемыми АЛУ, являются сложение, вычитание, умножение, деление, логика и сравнение. Данные передаются в АЛУ из запоминающего устройства по мере необходимости. После обработки вывод возвращается обратно в блок хранения для дальнейшей обработки или сохранения.

    Блок управления (CU) 

    Следующим компонентом компьютера является блок управления, который действует как супервизор, следя за тем, чтобы все делалось надлежащим образом. Блок управления отвечает за координацию различных операций с использованием сигнала времени.Блок управления определяет последовательность выполнения компьютерных программ и инструкций. Такие вещи, как обработка программ, хранящихся в основной памяти, интерпретация инструкций и выдача сигналов другим блокам компьютера для их выполнения. Он также действует как оператор коммутатора, когда несколько пользователей одновременно получают доступ к компьютеру. Таким образом, он координирует действия периферийного оборудования компьютера, поскольку они выполняют ввод и вывод.

    Центральный процессор (CPU)


    ALU и CU компьютерной системы вместе известны как центральный процессор.Вы можете назвать ЦП мозгом любой компьютерной системы. Это похоже на мозг, который принимает все основные решения, производит всевозможные вычисления и управляет различными частями компьютерных функций, активируя и контролируя операции.

    Блок-схема компьютерной системы

    Компьютер — это электронное устройство, способное выполнять математические операции с огромной скоростью. Компьютер выполняет эти математические операции над некоторой информацией или данными. Эти данные предоставляются компьютеру либо пользователем, использующим устройства ввода, либо данными, которые компьютер генерирует для своей собственной работы.Для обработки данных компьютер состоит из различных функциональных блоков, выполняющих определенную задачу.

    Функциональные блоки компьютера составляют блок-схему компьютера. Компьютер распределяет свою задачу между этими основными функциональными блоками, представленными на блок-схеме компьютера.

    Блок-схема компьютерной системы

    Основными компонентами блок-схемы компьютера являются

    1.Блок ввода

    2. Блок вывода

    3. Центральный процессор (ЦП)

    a. Блок управления (БУ)

    б. Арифметико-логическое устройство (АЛУ)

    c. Регистр процессора

    4. Блок памяти

    a. Основная память

    b. Вторичная память 

    Блок ввода

    Блок ввода требуется компьютеру для получения данных и информации, а затем их использования для решения задач. Ввод данных и информации в компьютер осуществляется пользователем или «нами».Мы обеспечиваем ввод данных и информации с помощью устройств ввода. Блок ввода состоит из различных устройств ввода. Клавиатура и мышь — это устройства ввода, которые используются с 1970-х годов. Другими часто используемыми устройствами ввода являются сканер, микрофон, джойстик, камера и т. д.

    Компьютер может обрабатывать инструкции в ЦП, эти инструкции предоставляются ЦП прикладными программами, работающими на мониторе. Для взаимодействия пользователя с этими прикладными программами требуются устройства ввода.Когда пользователь предоставляет данные прикладной программе через устройства ввода, в этом случае ЦП останавливает инструкции, данные прикладной программой, и начинает получать входные сигналы. Когда ЦП получает входные сигналы, он использует данные этих входных сигналов, когда перезапускает обработку инструкции из прикладной программы.

    Основными функциями блока ввода являются 

    1. Получение данных от пользователя с помощью устройств ввода
    2. Преобразование данных из электрических сигналов в машинный язык, понятный компьютеру
    3. Сигнал ЦП для получения данных от устройства ввода
    4. Подача преобразованных данных в ЦП через блок памяти для дальнейшей обработки

     

    Блок вывода

    Блок вывода компьютера обеспечивает результаты вычислений и информацию для внешнего мира.Блок вывода обычно выполняет процесс, обратный блоку ввода, и преобразует информацию, оцифрованную на машинном языке, в электронные импульсы, которые считываются устройствами вывода. Наиболее часто используемые устройства вывода — это блок визуального отображения (VDU), также известный как монитор. Другими распространенными устройствами вывода являются проектор, наушники, динамик и т. д.

     

    Центральный процессор (ЦП)

    единый блок, известный как центральный процессор (ЦП) .Центральный процессор считается мозгом компьютера и выполняет все операции обработки.

    Основными функциями ЦП являются –

    1. Чтение инструкций из памяти
    2. Управление последовательностью инструкций
    3. Связь с периферийными устройствами
    4. Управление потоком данных и инструкций от одного компонента к другому.
    5. Выполняет вычисления, требуемые прикладной программой.

    Давайте подробно рассмотрим каждый компонент ЦП –

    Арифметико-логическое устройство (АЛУ)

    Арифметико-логическое устройство (АЛУ) является основным компонентом центрального процессора (ЦП) компьютера.Арифметико-логическое устройство (АЛУ) — это часть центрального процессора (ЦП), которая выполняет все вычисления, требуемые центральным процессором.

    АЛУ выполняет все операции, связанные с арифметическими и логическими операциями. Арифметико-логическое устройство (ALU) может выполнять сравнения с помощью логических операторов и, следовательно, способно принимать решения на основе сравнений. Кроме того, большинство операций, выполняемых в АЛУ, носят логический характер.

    Когда необходимо выполнить некоторые вычисления, блок управления (CU) передает данные из блока памяти в арифметико-логическое устройство (ALU). И как только вычисления завершены и результаты сгенерированы АЛУ, CU передает эти данные вычислений обратно в блок памяти.

    От конструкции арифметико-логического блока (АЛУ) зависит, насколько мощным является центральный процессор (ЦП). ALU может сделать процессор более мощным, но в то же время он будет потреблять больше энергии и выделять больше тепла.Следовательно, чем быстрее процессор, тем больше энергии он потребляет и больше тепла рассеивает.

    Арифметико-логическое устройство выполняет следующие операции: –

    1. Логические операции – Основными логическими операциями являются И, ИЛИ и НЕ. Другие логические операции, такие как NAND, NOR, XOR, XNOR и т. д., состоят из комбинаций основных логических операций.
    2. Арифметические операции – Основными арифметическими операциями являются сложение, вычитание, умножение и деление.Это четыре основных арифметических действия, с помощью которых можно получить другие операции. Арифметические операции обычно выполняются над двоичными и десятичными данными.
    3. Операции побитового сдвига – Эта операция относится к сдвигу битов в двоичном представлении числа либо влево, либо вправо. Сдвиг влево представлен оператором <<, а сдвиг вправо представлен оператором >>. Эти операторы помогают выполнять множество математических операций.Они также известны как побитовые операции.

    Блок управления (CU)

    Блок управления (CU) — еще один важный компонент центрального процессора (ЦП) компьютера. Блок управления также называют центральной нервной системой компьютера, поскольку он управляет и синхронизирует другие функциональные блоки компьютера. CU управляет всеми операциями ЦП, включая операции АЛУ и перемещение данных внутри ЦП.

    Их блок управления (CU) играет важную роль в центральном процессоре (CPU) и имеет много обязанностей –

    1. Блок управления инструктирует блок ввода, где хранить данные, когда блок ввода получает их от пользователей через некоторые устройства ввода.
    2. Во время выполнения программы блок управления (CU) извлекает по одной инструкции из памяти, а затем выполняет инструкцию в АЛУ, поэтому блок управления также помогает контролировать поток данных и инструкций из памяти в АЛУ .
    3. Результат выполнения АЛУ выдает после передачи расчета в УУ, который направляет его обратно в память, а также в блок вывода для вывода результата на экран. Блок управления (CU) управляет потоком результатов от ALU к блоку памяти и блоку вывода.

    Регистр процессора

    Регистр процессора можно рассматривать как рабочую память ЦП. Помните, что регистр процессора не является частью блока памяти. Регистры — это высокоскоростные временные хранилища в ЦП.

     

    Вопрос, который я нашел очень запутанным в блок-схеме компьютера. – ОБЯЗАТЕЛЬНО ПРОЧИТАЙТЕ (рекомендуется)

    Как центральный процессор (ЦП) взаимодействует с памятью? Находится ли блок памяти или какая-либо часть блока памяти внутри центрального процессора (ЦП) или снаружи центрального процессора (ЦП)?

    Почему я сделал это небольшое обсуждение, так это потому, что я нашел много сайтов, предоставляющих неверную информацию о том, является ли модуль памяти частью центрального процессора или нет.

    В приведенной выше цитате процессор регистрирует как основной компонент центрального процессора (ЦП), регистр процессора также является единственным основным компонентом памяти ЦП. Давайте еще раз посмотрим, что цитирует Википедия о регистрах процессора.

    Итак, становится совершенно ясно, что регистр процессора не принадлежит основной памяти (или первичной памяти). Итак, почему ЦП не использует основную память (или первичную память) для своих операций ?

    ЦП очень быстро выполняют инструкции, а ЦП с тактовой частотой 2 ГГц может выполнять два миллиарда циклов (или два миллиарда инструкций, если каждая инструкция занимает один цикл) в секунду.

    Принимая во внимание, что основная память (или первичная память), такая как динамическая или статическая RAM, медленнее, чем ЦП, для ее загрузки в ЦП требуется до 60-70 наносекунд на инструкцию. В результате ЦП будет бездействовать в течение многих своих циклов.

    Итак, современные компьютеры используют иерархию памяти ( кэшей ), чтобы часто используемая информация была доступна ЦП, не обращаясь в память.

    ВЕСЬ смысл приведенного выше обсуждения вопроса заключается в том, что – основная память (или первичная память), которая является частью модуля памяти, не находится внутри центрального процессора (ЦП).Блок управления связывается с блоком памяти для запроса данных из блока памяти в ЦП, но это не делает блок памяти частью центрального процессора (ЦП).

    Блок памяти (или блок памяти)

    Блок памяти отвечает за хранение данных и информации для других функциональных блоков компьютера. Блок памяти компьютера хранит данные и информацию, которые он получает от блока ввода, прежде чем они будут обработаны центральным процессором (ЦП).Блок памяти также упоминается как блок памяти.

    1. Блок памяти выполняет различные задачи, такие как –
    2. блок памяти сохраняет данные, полученные от блока ввода.
    3. Предоставляет данные и информацию ЦП для дальнейшей обработки.
    4. Содержит любые данные или инструкции, сгенерированные ЦП при промежуточной обработке.
    5. Содержит окончательный результат, полученный после обработки данных в ЦП.
    6. В конце выдает результаты обработки данных на устройства вывода.
    7. Он также сохраняет данные и информацию для последующего использования.

    Блок памяти подразделяется на две категории – 

    Первичная память (или Основная память)

    Первичная память является самым быстрым блоком памяти. Время, затрачиваемое этими запоминающими устройствами на получение и отправку данных для обработки, очень минимально. Первичная память также находится рядом с блоком управления и арифметико-логическим блоком.

    Эта память обычно используется для хранения программы, которая в данный момент выполняется в ЦП, данные принимаются блоком ввода, а промежуточные и окончательные результаты программы сохраняются и отправляются из памяти в ЦП и обратно и вперед.

    Основная память является временной и энергозависимой по своей природе. Это означает, что если компьютер выключен, данные будут потеряны безвозвратно. Поэтому он не хранит данные в течение длительного периода времени. Чтобы сохранить данные от потери, первичная память передает данные во вторичную память компьютера. Вторичная память может хранить данные в течение длительного периода времени.

    Основная память стоит дорого, потому что технология, позволяющая ЦП использовать ее с максимальной эффективностью, обходится дорого.Следовательно, у компьютеров очень ограничена основная память по сравнению со вторичной памятью.

    Вторичная память (или Вспомогательная память)

    Емкость вторичной памяти может варьироваться от нескольких гигабайт до терабайт, они действуют как архив для компьютерной системы. Во вторичной памяти могут храниться прикладные программы, документы, видео, аудио, базы данных и т. д. Отправка и получение данных и информации сравнительно медленнее, чем в первичной памяти.

    Центральный процессор (ЦП) — это место, где происходит выполнение программы.И еще до того, как ЦП начнет выполнение программы, он должен запросить во вторичной памяти загрузить необходимые инструкции и информацию, связанную с программой, которая находится во вторичной памяти, для загрузки в первичную память, после чего начинается выполнение программы.

    Если центральный процессор не может получить требуемую информацию из вторичной памяти, он выдает пользователю сообщение об ошибке «файл не найден». Кроме того, результаты, полученные при выполнении программы, сохраняются во вторичной памяти.

    Вторичная память дешевле основной памяти. Они нелетучи по своей природе. В отличие от первичной памяти, если некоторые данные сохраняются во вторичной памяти, если не теряются при выключении компьютерных систем, они по своей природе являются постоянными.

    Типичными примерами вторичной памяти являются жесткий диск, компакт-диск, гибкий диск, флэш-накопитель, твердотельный накопитель и т. д. 

    Кроме того, прочтите основную структуру компьютера.

    Что такое блок-схема компьютерной системы? – идвотер.ком

    Что такое блок-схема компьютерной системы?

    Блок-схема — это схема системы, в которой основные части или функции представлены блоками, соединенными линиями, показывающими отношения между блоками. Они широко используются в инженерии при разработке аппаратного обеспечения, электронного проектирования, разработки программного обеспечения и технологических схем.

    Что такое компьютерная диаграмма?

    Обновлено: 13.11.2018 от Computer Hope. Название рисунка или иллюстрации, показывающей, как что-то устроено или функционирует.Например, многие сетевые администраторы создают, поддерживают или используют схемы своей сети, чтобы помочь им выявлять проблемы и контролировать ресурсы.

    Как описать блок-схему?

    Блок-схема — это графическое представление системы, обеспечивающее функциональное представление системы. Блок-схемы дают нам лучшее понимание функций системы и помогают создавать в ней взаимосвязи. Они используются для описания аппаратных и программных систем, а также для представления процессов.

    Что такое цифровой компьютер объяснить его блок-схему?

    Цифровой компьютер считается вычислительным устройством, способным выполнять арифметические операции с огромной скоростью. Он определяется как устройство, которое работает с информацией/данными.

    Каковы три основных компонента блок-схемы?

    Основные элементы блок-схемы. Основными элементами блок-схемы являются блок, точка суммирования и точка взлета.

    Что такое компоненты компьютера?

    5 частей компьютера

    • Материнская плата.
    • Центральный процессор (ЦП)
    • Графический процессор (GPU), также известный как видеокарта.
    • Оперативная память (ОЗУ), также известная как энергозависимая память.
    • Хранилище: твердотельный накопитель (SSD) или жесткий диск (HDD)

    Что такое цифровой компьютер объясните на примере?

    Определение цифрового компьютера является наиболее часто используемым типом компьютера и используется для обработки информации с количествами с использованием цифр, обычно с использованием двоичной системы счисления.Примером цифрового компьютера является MacBook. Большинство компьютеров цифровые.

    Из чего состоит блок-схема компьютера?

    Что такое базовая блок-схема компьютерной системы 1 Устройства ввода компьютерной системы. 2 Устройства вывода компьютерных систем. 3 Центральный процессор (ЦП) компьютерной системы. 4 Блок управления. 5 Арифметико-логический блок. 6 Блок памяти компьютера. 7 Кэш-память компьютерной системы.

    Какие компоненты компьютерной системы?

    Блок-схема компьютерной системы :: Компьютерная система состоит в основном из трех типов: центрального процессора (ЦП), устройств ввода и устройств вывода.Центральный процессор (CPU) снова состоит из ALU (арифметико-логического блока) и блока управления.

    Какой центральный процессор компьютера?

    Центральный процессор (ЦП) отвечает за обработку всех инструкций, которые пользователь дает компьютерной системе. Рис. Блок-схема компьютера. Данные вводятся с помощью устройств ввода, таких как клавиатура, мышь и т. д.

    Что является мозгом компьютерной системы?

    Давайте опишем все части, включенные в приведенную выше диаграмму, одну за другой.Это мозг компьютерной системы. Все основные расчеты и сравнения выполняются внутри ЦП, и он также отвечает за активацию и управление работой других блоков.

    Блок-схема системы персонального компьютера

    Блок-схема различных компонентов системы персонального компьютера Для правильной работы компьютеру необходимо как аппаратное, так и программное обеспечение. Аппаратное обеспечение (H/W) состоит из механических и электронных устройств, которые мы можем увидеть и потрогать.Программное обеспечение (S/W) состоит из программ, операционных систем и данных, которые находятся в памяти и на запоминающих устройствах. ♦ Блок ввода принимает данные и инструкции извне через различные устройства ввода, такие как клавиатуры, мыши и т. д. ♦ Процессор (CPU) выполняет арифметические и логические операции, а также контролирует всю работу компьютерной системы. ♦ Блок вывода (O/P) передает результаты обработки во внешний мир через различные устройства вывода, такие как монитор, принтер и т. д.♦ Блок хранения хранит информацию на таких устройствах хранения, как жесткий диск, гибкий диск и т. д.

    Блок-схема компьютера, показывающая взаимодействие различных компонентов, показана на рисунке.



    Блок-схема персонального компьютера


    Системный блок

    Он включает в себя ЦП, устройства хранения, такие как ОЗУ (оперативное запоминающее устройство), ПЗУ (постоянное запоминающее устройство), жесткий диск, дисковод для компакт-дисков, дисковод для гибких дисков и т. д.

    ЦП Центральный процессор компьютера выполняет все арифметические операции, принимает логические решения и координирует действия всех других блоков компьютера. Таким образом, ЦП по праву называют сердцем и нервным центром компьютера. Для выполнения этих действий ЦП имеет следующие подблоки. 1) Арифметико-логическое устройство (АЛУ)

    АЛУ

    Арифметико-логическое устройство (АЛУ) выполняет все арифметические и логические операции.Таким образом, когда необходимо сложить два числа, они отправляются из памяти в АЛУ, где происходит сложение, а результат помещается обратно в память. Точно так же выполняются и другие арифметические операции, такие как вычитание, умножение, деление и т. д.

    Для логических операций также сравниваемые числа (равны ли они, меньше ли одно другого, больше ли одно другого и т. д.) отправляются из памяти в АЛУ, где происходит сравнение и результат возвращается в память.Результатом логической операции является либо Истина, либо Ложь. Таким образом, если мы сравним числа 5 и 7 как 5 > 7?, результат будет ложным. Если мы проверим отношение 5 < 7, результат будет True. Такие логические операции обеспечивают возможность принятия решений компьютером.

    Блок управления Блок управления является наиболее важной частью ЦП, поскольку он контролирует и координирует деятельность всех других блоков, таких как АЛУ, блок памяти, блоки ввода и вывода. Этот блок интерпретирует инструкции и передает данные из основной памяти в АЛУ для обработки.Под управлением программы блок управления выполняет четыре основные операции. 1. Выборка: Получение следующей инструкции программы из памяти компьютера. 2. Декодирование: выяснение того, что программа говорит компьютеру делать. 3. Выполнить: выполнение запрошенного действия, например, сложение двух чисел, определение того, какое из них больше и т. д. 4. Обратная запись: запись результатов во внутренний регистр (место временного хранения) или в память.

    Четыре этапа образуют «машинный цикл» или цикл обработки и состоят из двух фаз.- Цикл инструкций (выборка и декодирование) и цикл выполнения (выполнение и обратная запись). Современные микропроцессоры могут выполнять эти четыре шага миллионы раз в секунду.

    Блок памяти Блок памяти хранит все инструкции и данные, которые необходимы во время обработки. Она также известна как первичная память, основная память или память с промежуточным доступом.

    Основная память или первичная память компьютера изготовлена ​​из полупроводников. Он используется для хранения данных и инструкций, необходимых непосредственно центральному процессору, для хранения промежуточных результатов обработки.Память можно рассматривать как «клетки». Каждая из этих ячеек далее разбивается на более мелкие части, известные как «биты». Бит — это двоичная цифра, равная 0 или 1. 

    Мера памяти Группа из 8 битов называется байтом. Один байт может хранить один символ. Наименьшей адресуемой единицей памяти является байт. Более крупными единицами являются килобайты (КБ), мегабайты (МБ), гигабайты (ГБ) и т. д. 1 МБ = 2 10 КБ = 1024 x 1024 байт 1 ГБ = 2 10 МБ = 1024 x 1024 x 1024 байт.Память обычно организована в виде слов фиксированной длины. Каждое слово имеет одинаковое количество битов, называемое длиной слова. Небольшие машины могут иметь размер слова 1 или 2 байта. Большие машины имеют размер слова 4 или более байтов. Адреса памяти — это последовательные числа, начинающиеся с адреса 0, 1, 2,   Таким образом, по адресу 0 мы находим первое слово, по адресу 1 — второе слово и так далее.

    Память с 4096 ячейками, каждая из которых имеет 16 бит, называется 16-битной памятью на 4096 слов или 4К 16-битной памятью (4К = 4 x 2’° = 4 x 1024 = 4096).

    Оперативная память (ОЗУ) Память для чтения и записи компьютера называется оперативной памятью. Пользователи могут либо читать из него, либо записывать в него информацию. Доступ к нему можно получить случайным образом. Однако это энергозависимая память, поскольку ее содержимое будет стерто при отключении питания. Оперативная память далее подразделяется на статическую и динамическую ОЗУ.

    Статические RAM хранят информацию, пока питание включено. Динамические ОЗУ теряют информацию за очень короткое время (в течение миллисекунд).) даже при включенном питании. Поэтому им нужна схема обновления, чтобы периодически обновлять свое содержимое.

    Статические и динамические RAM используют технологию MOS (металлооксид-полупроводник). В настоящее время используется технология CMOS (Complementary MOS).

    Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) Мы можем только читать из этой памяти, но не можем записывать в нее новые данные. Содержимое ПЗУ определяется производителем во время изготовления. Обычно они используются для хранения фиксированных программ, таких как монитор, сборка, отладка 111.программы и т. д. Они энергонезависимы. То есть они сохраняют информацию, даже если отключается питание. выключенный.

    Существуют различные типы ПЗУ.

    1. Программируемое постоянное запоминающее устройство (PROM)

    Они могут быть запрограммированы (записаны в них данные) пользователем, но только один раз могут быть записаны.

    2. Стираемое программируемое постоянное запоминающее устройство (EPROM)

    В этом случае записанные данные могут быть стерты и в них могут быть записаны новые данные. Сохраненные данные стираются путем воздействия на них ультрафиолетового излучения высокой интенсивности в течение примерно 20 минут.

    3. Электрически стираемое ППЗУ (ЭСППЗУ)

    Содержимое такого чипа можно стирать и перепрограммировать на самой плате побайтно. Intel 2815A представляет собой EEPROM размером 16 КБ (2 КБ x 8). Он также используется в качестве резервной копии оперативной памяти, содержимое которой может быть потеряно при сбое питания. Когда питание возвращается, память EEPROM может использоваться для замены потерянного содержимого RAM.

    Вторичные устройства хранения Первичная память стоит дорого, потому что каждый бит представлен высокоскоростным устройством, таким как полупроводник, который стоит дорого.часто необходимо хранить большие объемы данных (миллионы, миллиарды или триллионы байт). Поэтому для компьютерных систем используются более медленные и менее дорогие устройства хранения. Они называются вторичными запоминающими устройствами. В качестве вторичных запоминающих устройств используются магнитные ленты, дискеты, жесткие диски, оптические диски и т. д. Хотя и диски, и ленты широко используются, существует тенденция к использованию дисков для хранения активных файлов и магнитных лент для резервного и архивного хранения. Данные хранятся в них в тех же двоичных кодах, что и в основной памяти, и становятся доступными для основной памяти по мере необходимости, в момент обработки.

    Данные, хранящиеся в основной памяти, являются энергозависимыми, и их содержимое будет утеряно при отключении питания. Вторичные запоминающие устройства дешевле, а также хранящиеся в них данные не являются энергозависимыми.

    Характеристики вторичных запоминающих устройств  
    Энергонезависимый:

    Данные, записанные на вторичных запоминающих устройствах, таких как магнитный диск, магнитная лента, компакт-диски (CD-ROM) и т. д., являются постоянными и неизменяемыми. То есть однажды записанные данные не теряются из-за сбоя питания, как в случае с оперативной памятью (ОЗУ), используемой в основной памяти компьютера.

    Огромная вместимость:

    На этих устройствах можно хранить очень большие объемы данных. Так, например, CD-ROM может хранить 650 мегабайт (МБ) или более данных на одном диске. Магнитные ленты, жесткие диски и т. д. также могут хранить очень большие объемы данных. Организации, использующие большие базы данных, нуждаются во вторичном хранилище. Их также можно использовать для хранения исторических данных или архивных данных.

    Экономичность:

    Стоимость вторичных запоминающих устройств, таких как дискета, жесткий диск, компакт-диск и т. д.сокращается в результате применения методов массового производства при их изготовлении. Это очень дешевые устройства хранения данных.

    Модульная расширяемость:

    Нет ограничений на объем записываемых данных, так как вторичное хранилище легко расширяется.

    Leave a comment