Модель работы компьютера

Конфигурации компьютера.

В общем случае под конфигурацией компьютера понимается совокупность характеристик компьютерных комплектующих, входящих в состав системного блока.

Самая важная информация о составе компьютера - это тип и частота работы (размер) жёсткого диска ("винчестер", HDD), тип и модель видеокарты, наличие привода для дисков (CDROM, DVDROM, DVDRW, Blueray), информация о оперативной памяти.

Дополнительные характеристики: мощность блока питания.

материнская плата (motherboard, MB), тип кулера (вентилятора) имеет меньшее значение.

Основные характеристики материнской платы

Сокет,Форм-фактор, Максимальная частота шины, МГц, Тип памяти, Максимальная частота памяти, Мгц, Максимальный объем памяти, Гб, BIOS, Восстановление BIOS

Основные характеристики ЦП:Многоядерность процессора, Техпроцесс процесора, Тактовая частота процессора, Объём кэш-памяти,Сокет процессора

Основные характеристики оперативной памяти:Типы оперативной памяти, Обьем оперативной памяти, Частота оперативной памяти, Тайминги оперативной памяти, Напряжение, Производитель ОЗУ.

Основными характеристиками жестких дисков являются:

Интерфейс (interface)

Ёмкость Физический размер (форм-фактор) (dimension).

Время произвольного доступа (randomaccesstime)

Скорость вращения шпинделя (англ. spindlespeed)

Надёжность (reliability)

Количество операций ввода-вывода в секунду

Потребление энергии

Уровень шума

Сопротивляемость ударам (G-shockrating)

Скорость передачи данных (TransferRate)

Объём буфера

Компоненты архитектуры компьютера

Архитектура вычислительной машины (англ. сomputerarchitecture) – концептуальная структура вычислительной машины, определяющая проведение обработки информации и включающая методы преобразования информации в данные и принципы взаимодействия технических средств и программного обеспечения.

Архитектура персонального компьютера есть компоновка его основных частей, таких как процессор, внутренняя память (ОЗУ), видеосистема, внешняя память (дисковая система), устройства ввода-вывода и другие периферийные устройства.

Модель работы компьютера

Компьютер списали с человека. Только человек постарался передать компьютеру не свои физические, а свои интеллектуальные способности, т.е. возможность работы с информацией.

По своему назначению компьютер — это универсальное техническое средство для работы с информацией.

По принципам своего устройства компьютер — это модель человека, работающего с информацией

Имеются четыре основных компонента информационной функции человека:

● прием (ввод) информации;

● запоминание информации (память);

● процесс мышления (обработка информации);

● передача (вывод) информации.

Компьютер включает в себя устройства, выполняющие эти функции мыслящего человека:

● устройства ввода,

● устройства запоминания (память),

● устройство обработки (процессор),

● устройства вывода.

Работая с информацией, человек пользуется не только теми знаниями, которые помнит, но и книгами, справочниками и другими внешними источниками. У компьютера тоже есть два вида памяти: оперативная (внутренняя) и долговременная (внешняя) память.

Конструктивно эти части могут быть объединены в одном корпусе размером с книгу или же каждая часть может состоять из нескольких достаточно громоздких устройств.

Схема устройства компьютера:

Схема устройства компьютера впервые была предложена в 1946 году американским ученым Джоном фон Нейманом. Дж. фон Нейман сформулировал основные принципы работы ЭВМ, которые во многом сохранились и в современных компьютерах.

Принципы фон-Неймана:

1. Принцип программного управления. Программа состоит из набора команд, которые выполняются процессором автоматически друг за другом в определённой последовательности.

2. Принцип адресности. Основная память состоит из перенумерованных ячеек; процессору времени доступна любая ячейка.

3. Принцип однородности памяти. Программы и данные хранятся в одной и той же памяти. Поэтому компьютер не различает, что хранится в данной ячейке памяти — число, текст или команда. Над командами можно выполнять такие же действия, как и над данными.

Таким образом, компьютер представляет собой совокупность устройств и программ, управляющих работой этих устройств.

4 Аппаратная реализация логической модели функционирования компьютера

1.Описание устройство обмена информации через Северный мост.

Для согласования быстродействия на системной плате устанавливаются специальные микросхемы (чипсеты), включающие в себя контроллер оперативной памяти (так называемый северный мост) и контроллер периферийных устройств (южный мост) - рис.

Северный мост обеспечивает обмен информацией между процессором и оперативной памятью по системной шине.

К северному мосту подключается шина PCI (PeripherialComponentInterconnectbus - шина взаимодействия периферийных устройств), которая обеспечивает обмен информацией с контроллерами периферийных устройств. Контроллеры периферийных устройств (звуковая плата, сетевая плата, SCSI-контроллер, внутренний модем) устанавливаются в слоты расширения системной платы. Южный мост обеспечивает обмен информацией между северным мостом и портами для подключения периферийного оборудования.

Устройства хранения информации (жесткие диски, CD-ROM, DVD-ROM) подключаются к южному мосту по шине UDMA (UltraDirectMemoryAccess - прямое подключение к памяти).

Мышь и внешний модем подключаются к южному мосту с помощью последовательных портов, которые передают электрические импульсы, несущие информацию в машинном коде, последовательно один за другим. Обозначаются последовательные порты как СОМ1 и COM2, а аппаратно реализуются с помощью 25-контактного и 9-контактного разъемов, которые выведены на заднюю панель системного блока.

Принтер подключается к параллельному порту, который обеспечивает более высокую скорость передачи информации, чем последовательные порты, так как передает одновременно 8 электрических импульсов, несущих информацию в машинном коде. Обозначается параллельный порт как LPT, а аппаратно реализуется в виде 25-контактного разъема на задней панели системного блока.

Для подключения сканеров и цифровых камер обычно используется порт USB (UniversalSerialBus - универсальная последовательная шина), который обеспечивает высокоскоростное подключение к компьютеру сразу нескольких периферийных устройств.

2.Описание устройства обмен информации через южный мост

Рассмотрим устройство работу функции южного мостаматеринской платы. Функцией южного моста является передача необходимых данных и сигналов управления устройству, подключенному к южному мосту от процессора, оперативной памяти или видеокарты. Обратно устройства южного моста могут передавать данные и сигналы своего состояния устройствам северного моста.

Таким образом, если сравнить чипсет материнской платы с железной дорогой, южный мост является второй узловой станцией от которой наши поезда–информационные потоки достигают конечной станции назначения— на одно из устройств ввода–вывода. Либо станцией, которая формирует эшелоны, в нашем случае, данные и сигналы состояния, для движения до первой станции—северного моста. А северный мост, как узловой центр, доставит эти сигналы конечному необходимомму устройству.