Архитектура ПК, характеристики, назначение основных узлов компьютера

Компьютер - это многофункциональное электронное устройство, предназначенное для накопления, обработки и передач» информации. Под архитектурой персонального компьютера понимается его логическая организация, структура и ресурсы, т. е. средства вычислительной системы, которые могут быть выделены процессу обработки данных на определенный интервал времени.

Архитектурная схема IBM-совместимого компьютера приведена на рис. 1.2.

В основу построения большинства компьютеров положены принципы, сформулированные Джоном фон Нейманом.

1. Принцип программного управления - программа состоит из набора команд, которые выполняются процессором автоматически друг за другом в определенной последовательности.

2. Принцип однородности памяти - программы и данные хранятся в одной и той же памяти; над командами можно выполнять те же действия, что и над данными.

3. Принцип адресации - основная память структурно состоит из пронумерованных ячеек.

Компьютеры, построенные на этих принципах, имеют классическую архитектуру. Архитектура компьютера определяет принцип действия, информационные связи и взаимное соединение основных логических узлов компьютера, к которым относятся:

· центральный процессор;

· основная память;

· внешняя память;

· периферийные устройства.

Конструктивно персональные компьютеры выполнены в виде центрального системного блока, к которому через специальные разъемы присоединяются другие устройства. В состав системного блока входят все основные узлы компьютера:

· системная плата;

· блок питания;

· накопитель на жестком магнитном диске;

· накопитель на гибком магнитном диске;

· накопитель на оптическом диске;

· разъемы для дополнительных устройств.

Рис. 1.2. Архитектурная схема IBM-совместимого компьютера

На системной (материнской) плате в свою очередь размещаются:

· микропроцессор;

· математический сопроцессор;

· генератор тактовых импульсов;

· микросхемы памяти;

· контроллеры внешних устройств;

· звуковая карта и видеокарта;

· таймер.

Архитектура современных персональных компьютеров основана на магистрально-модульном принципе.

Модульный принцип позволяет пользователю самому комплектовать нужную ему конфигурацию компьютера и производить при необходимости ее модернизацию. Модульная организация системы опирается на магистральный принцип обмена информацией. Все контроллеры устройств взаимодействуют с микропроцессором и оперативной памятью через системную магистраль передачи данных (через системную шину). Она выполняется в виде печатного мостика на материнской плате.

Микропроцессор - это центральный блок персонального компьютера, предназначенный для управления работой всех блоков машины и для выполнения арифметических и логических операций над информацией.

Системная шина является основной интерфейсной системой компьютера, которая обеспечивает сопряжение и связь всех его устройств между собой. Системная шина реализует три направления передачи информации:

1) между микропроцессором и основной памятью;

2) между микропроцессором и портами ввода-вывода внешних устройств;

3) между основной памятью и портами ввода-вывода внешних устройств.

Порты ввода-вывода всех устройств через соответствующие разъемы (слоты) подключаются к шине либо непосредственно, либо через специальные контроллеры (адаптеры).

Память компьютера состоит из оперативной и внешней.

Оперативная(основная) памятьпредназначена для хранения и оперативного обмена информацией с прочими блоками компьютера.

Внешняя память используется для долговременного хранения информации, которая может быть в дальнейшем использована для решения задач.

Синхронность работы всех узлов компьютера обеспечивает генератор.

Генератор тактовых импульсов вырабатывает последовательность электрических сигналов, которые задают тактовую частоту компьютера. Промежуток времени между соседними импульсами определяет такт работы машины.

Источник питания - это блок, содержащий системы автономного и сетевого питания компьютера.

Таймер - это внутримашинные электронные часы, обеспечивающие автоматический съем текущего момента времени. Таймер подключается к автономному источнику питания и при отключении компьютера от сети продолжает работать.

Внешние устройства компьютера обеспечивают взаимодействие машины с окружающей средой: пользователями, объектами управления и другими компьютерами.

Основными функциональными характеристиками персонального компьютера являются:

1) производительность, быстродействие, тактовая частота. Производительность современных ЭВМ измеряют обычно в миллионах операций в секунду;

2) разрядность микропроцессора и кодовых шин интерфейса. Разрядность — это максимальное количество разрядов двоичного числа, над которым одновременно может выполняться машинная операция, в том числе и операция передачи информации; чем больше разрядность, тем выше производительность ПК;

3) емкость оперативной памяти. Она измеряется в Гигабайтах;

4) емкость накопителя на жестких магнитных дисках (винчестера). Емкость винчестера измеряется обычно в Гигабайтах или в Терабайтах;

5) наличие, виды и емкость кэш-памяти. Кэш-память — это буферная, недоступная для пользователя быстродействующая память. Она используемая компьютером для ускорения операций с информацией. Наличие кэш-памяти емкостью 256 Кбайт увеличивает производительность персонального компьютера примерно на 20%; (в современных процессорах кэш-память может быть трех уровней);

6) тип видеомонитора и видеоадаптера (битность - 64, 128, 256, 512; емкость 512 кбайт, 1, 2, 3 Гигабайта);

7) наличие и тип принтера;

8) наличие и тип накопителя на компакт дисках (CD-ROM, DVD-ROM;

9) наличие и тип модема (для выхода в интернет);

10) наличие и виды мультимедийных аудио/видео средств;

11) программное обеспечение и вид операционной системы;

12) возможность работы в вычислительной сети;

13) возможность работы в многозадачном режиме. Многозадачный режим позволяет выполнять вычисления одновременно по нескольким программам (многопрограммный режим) или для нескольких пользователей (многопользовательский режим);

14) надежность;

15) стоимость;

16) габариты и вес.

Тема 2. Операционные системы. Основные понятия и определения
{Источник: os-sks.narod.ru › testhelp}