II. Функционально-структурная организация и программное обеспечение персонального компьютера

Приведем основные понятия вычислительной техники [1,2,48].

Архитектура компьютера – это описание основных компонентов компьютера и их взаимодействия, в него входит: набор команд, разрядность машинного слова, механизмы ввода/вывода, методы адресации. Другое определение: архитектура – это внутренняя структура системы или микропроцессора, которая определяет их функциональные возможности и быстродействие.

Организация компьютера – это описание конкретной реализации архитектуры, ее воплощения “в железе”. Оно включает: число процессоров, размер оперативной памяти, быстродействие, перечень используемых сигналов управления, интерфейсов, технологий памяти, реализацию арифметических, логических и других операций.

Схема компьютера – это детальное описание его электронных компонентов, их соединений, устройств питания, охлаждения и пр.

Традиционная архитектура компьютера, предложенная фон Нейманом, показана на рис. 2.1. Она основана на следующих принципах:

· программа хранится в компьютере, · программа во время выполнения и необходимые для ее работы данные находятся в оперативной памяти (ОЗУ), · имеется арифметическо-логическое устройство (АЛУ), выполняющее арифметические и логические операции с данными, · имеется устройство управления (УУ), которое интерпретирует команды, выбираемые из памяти, и выполняет их, · устройства ввода/вывода (ВВ) используются для ввода программы и данных и для вывода результатов работы программы. Работают под управлением УУ.

Рис. 2.1. Принципиальная архитектура компьютера фон Неймана

Устройства АЛУ и УУ составляют центральный процессор (ЦП), выполняющий машинные команды, выбираемые из оперативной памяти одна за другой. УУ интерпретирует очередную команду (из набора команд процессора), затем выполняются выборка данных, их обработка и запись результатов выполнения в оперативную память, “внешнюю” память или их отправка на устройство вывода. Основными компонентами компьютера являются:

· центральный процессор и оперативная память (ядро системы),

· вторичная (“внешняя”, ВЗУ) и устройства ВВ (периферия),

· коммуникации между компонентами системы, осуществляемые посредством шин.