Структурная схема компьютера. Основные устройства компьютера и их назначение - davaiknam.ru o_O
Главная
Поиск по ключевым словам:
страница 1
Похожие работы
Название работы Кол-во страниц Размер
Назначение и устройство компьютера 1 67.07kb.
«Назначение и устройство компьютера» 1 78.58kb.
«Волшебный компьютер» (35 часов) 1 148.32kb.
Архитектура компьютера 7 713.22kb.
Классификация микропроцессоров по области применения 1 31.09kb.
Конспект урока внешняя и внутренняя память компьютера. Ключник Татьяна... 1 73.26kb.
Типовая структурная схема регулятора 1 8.22kb.
Билет №1. Bios это программа, которая выполняет первоначальный запуск... 4 764.5kb.
Основы логики и логические основы компьютера. Логические основы устройства... 1 86.8kb.
Задания олимпиады по информатике, школьный тур, 5-7 класс. (10) 1 41.9kb.
Задания олимпиады по информатике, школьный тур, 5-7 класс. (10) 1 42.3kb.
Рабочая программа наименование дисциплины : Программирование сетевых... 1 124.77kb.
Направления изучения представлений о справедливости 1 202.17kb.

Структурная схема компьютера. Основные устройства компьютера и их назначение - страница №1/1

Структурная схема компьютера. Основные устройства компьютера и их назначение.

 

Компьютер состоит из нескольких устройств - модулей, соединенных между собой внутренней магистралью или шиной. Такой принцип построения компьютера называют магистрально - модульным. Рассмотрим рисунок:рис1


В центре рисунка обозначена внутренняя магистраль. Упрощенно ее можно представить как систему проводников (проводов и других соединений), предназначенных для передачи информации между различными устройствами. Внутреннюю магистраль зачастую называют внутренней или системной шиной. Каждая стрелка на рисунке обозначает направление передачи информации от одного устройства к другому. Например, процессор может получать информацию по внутренней магистрали от какого-либо устройства и передавать информацию по магистрали любому устройству.

Рассмотрим каждый модуль в отдельности.



I. Процессор - это центральная часть ЭВМ, предназначенная для организации работы машины по заданной программе и построенная на одной или нескольких интегральных схемах. Процессоры выполняют две основные функции: обработка данных и управление вычислительной машиной. Процессор - представляет собой большую интегральную схему (БИС), состоящую из нескольких тысяч электронных компонентов (транзисторов, резисторов и т.д.), которые монтируются чаще всего на кристалле кремния. Различают однокристальные и многокристальные процессоры. Однокристальными или микропроцессорами называют те из них, которые содержат лишь 1 кристалл. Соответственно многокристальные - это те, которые содержат 2 и более кристаллов в зависимости от конструкции.

Основными параметрами любого процессора являются: степень интеграции, разрядность, тактовая частота и адресное пространство.



Степень интеграции - это величина, показывающая, какое количество элементов располагается на кристаллах процессора. Современные процессоры имеют очень большую степень интеграции (несколько миллионов элементов на кристалле). Чем больше степень интеграции, тем выше сложность процессора, а следовательно, выше его функциональные возможности, тем ближе расположены внутренние компоненты процессора друг к другу, следовательно, повышается его быстродействие и т. д.

Под разрядностью понимают количество информации, обрабатываемое процессором за единицу времени. Поскольку количество информации измеряемся в битах, то и, говоря о разрядности, употребляют эту величину. Существуют 8-, 16-, 32-, 64- разрядные процессоры. Чем большее число бит за единицу времени может обработать процессор, тем выше его быстродействие.

Чтобы ввести понятие тактовой частоты, необходимо рассмотреть вопрос об алгоритме работы процессора. Итак, в упрощенном виде процессор работает по следующей схеме:


  • из определенной ячейки памяти, называемой системным регистром (точное название IP — указатель команд) извлекается адрес команды, которую необходимо выполнить;

  • процессор обращается по выбранному адресу и считывает команду;

  • если команда требует для выполнения дополнительных параметров или данных, они считываются из памяти;

  • выполняется считанная команда, а в регистр состояния процессора помещается адрес следующей команды.

Все эти действия называют тактом работы процессора. Тактовой частотой называют количество тактов, выполняемых процессором за единицу времени. Поскольку частоту принято измерять в герцах, то и тактовую частоту процессора измеряют в этой величине. Чаще используются производные величины – КГц, МГц и ГГц.

Адресное пространство процессора - это величина указывающая, к какому количеству ячеек памяти может обращаться процессор. Проще говоря, это количество памяти, доступное процессору для работы (“видимое” процессором). Наибольшее распространение в наше время получили ЭВМ на базе процессоров фирмы INTEL, о них в дальнейшем и поговорим.

Первый процессор, предназначенный для персональных ЭВМ, вышел под маркой i8086 в июне 1978 года. Его характеристики: разрядность 16 бит, тактовая частота 4 - 8 Мгц, адресное пространство 1 Мб. Таким образом, говоря об этой модели процессора и его адресном пространстве, указывают, что он может адресовать примерно 1000000 ячеек памяти. Эта модель собиралась из 29000 транзисторов. Следующий процессор этой серии марки i80286 (февраль 1982 г.) обладал следующими параметрами: разрядность 16 бит, тактовая частота - до 20 МГц, адресное пространство 16 Мб, т.е. он мог адресовать уже 16000000 ячеек. Процессоры 286 серии строились на базе 134000 транзисторов.



Параметры этих и других процессоров фирмы INTEL можно узнать из таблицы.

Процессор

Разрядность

Тактовая частота

Адресное пространство

Кол-во транзисторов

i80386

16 - 32 бита

до 40 Мгц

16 Мб - 4 Гб

275000

i486

32 бита

до 120 Мгц

4 Гб

1185000 – 1600000

Pentium

64 бита

до 233 Мгц

4 Гб

3100000

Pentium II

64 бита

до 450 Мгц

4 Гб

Нет данных

Pentium III

64 бита

до 1,4 Ггц

4 ГБ

Нет данных

Pentium 4

64 бита

2,4 Ггц

4 Гб

Нет данных

Для определения параметров современных процессоров Intel, таких как I5, I7 или Xeon, а так же не менее распространенных продуктов компании AMD, можно посоветовать обратиться к официальным сайтам данных компаний (www.intel.com, www.amd.com)
II. ОЗУ - оперативное запоминающее устройство (оперативная память), предназначено для хранения программ и данных в процессе работы ЭВМ. Информация в ОЗУ хранится до тех пор, пока не будет получена команда от процессора о ее стирании или пока компьютер не будет выключен (т. е. эта память энергозависима).

Важной характеристикой оперативной памяти является ее быстродействие. Эта величина обозначает скорость, с которой информация может быть помещена в ОЗУ или считана из него. Быстродействие оперативной памяти принято измерять в наносекундах (нс).

ОЗУ (по-английски RAM - Random Access Memory - память с произвольным доступом) состоит из отдельных ячеек памяти. Каждая ячейка может хранить 1 байт информации. Все ячейки памяти нумеруются от 0 до некоторого максимального числа, называемого емкостью памяти.

В компьютерах совместимых с IBM до недавнего времени была принята следующая организация оперативной памяти:

Память от 0 до 640 Кб называют основной, так как именно она используется для выполнения большинством программ. Свыше 640 Кб и до 1 Мб располагается так называемая верхняя память, используемая ЭВМ для «своих нужд», здесь находятся специализированные программы и данные, необходимые для обеспечения нормальной работоспособности компьютера. Лишь используя специальное программное обеспечение, можно часть программ из основной памяти перенести в верхнюю, сохранив при этом их работоспособность. Для большинства современных IBM-совместимых компьютеров минимально допустимый объем памяти равен 1 Мб ( т. е. основная плюс верхняя память). В компьютер на практике устанавливается ОЗУ больше, чем 1 Мб. Так если в машине находится всего 8 Мб оперативной памяти, то 7 из них будут являться расширенным ОЗУ.



III. ПЗУ (английская аббревиатура ROM) - постоянное запоминающее устройство, предназначено для хранения информации, требуемой для работы ЭВМ все время.

Информация в ПЗУ заносится при изготовлении и никогда не изменяется, т.е. такая память является энергонезависимой. Т.о., процессор может получать данные из ПЗУ, но не может их туда поместить. Необходимо отметить, что существуют и так называемые ППЗУ - полупостоянные запоминающие устройства, позволяющие при необходимости стереть записанную ранее информацию и заменить ее новой.



IV. Устройства ввода. Под устройством ввода понимают любое аппаратное средство, позволяющее ввести информацию в ЭВМ. Наиболее распространенным устройством этого типа является клавиатура компьютера. Перечислим также некоторые другие устройства ввода: «мышь», манипулятор типа «джойстик», сканер, «световое перо», дигитайзер, устройство для чтения компакт дисков CD-ROM и т.д.

V. Устройства вывода. Полученные в процессе обработки информации результаты необходимо вывести, то есть сообщить их пользователю. Для этого используются устройства вывода информации. К ним относятся: монитор, принтер, графопостроитель, и т.п. Все подобные устройства могут лишь выводить информацию из компьютера.

Если компьютер оборудовать только устройствами ввода и устройствами вывода, даже самыми совершенными, то у него будет один, но существенный недостаток - отсутствие возможности запомнить на неограниченный срок однажды введенные программу и данные, ведь при выключении питания содержимое ОЗУ будет потерянно и после очередного включения ЭВМ программу пришлось бы вводить снова.



VI.Устройства, позволяющие производить как ввод, так и вывод информации, называют устройствами ввода - вывода (УВВ). Как правило, подобные устройства используют магнитный метод записи информации, напоминающий тот, который используется в обычных бытовых магнитофонах. К УВВ относят: накопитель на гибких магнитных дисках или floppy disk drive, накопитель на жестких магнитных дисках или hard disk drive, магнитооптические дисководы, стримеры (накопители на магнитной ленте) и др.

Для характеристики устройств вода вывода используется четыре понятия:

1) Емкость УВВ - это понятие обозначает максимальное количество информации способное храниться на данном устройстве. Т.к. емкость определяет количество информации, то и измеряется она тоже в байтах и производных (Кб, Мб и т.д.) единицах. Для гибких дисков существуют следующие значения этой величины 5,25” – 360Кб и 1,2Мб; 3,5” – 720Кб, 1,44Мб и 2,88Мб. Емкость жестких дисков может колебаться в интервале примерно от 20Мб до 15 – 20Гб в зависимости от типа интерфейса.

2) Время доступа к УВВ - это интервал времени с момента обращения к устройству внешней памяти (с целью запоминания или извлечения информации) до момента начала передачи информации. Эта величина измеряется в секундах.

3) Скорость передачи данных - это объем информации, передаваемой между ОЗУ и УВВ за единицу времени. Эта величина измеряется в битах в секунду (бит/с).

4) Интерфейс УВВ – совокупность линий и шин, управляющих сигналов, электронных схем и правил обмена информацией между УВВ и другими устройствами компьютера. Наиболее распространены следующие типы интерфейсов УВВ: FM, MFM, RLL, IDE, SCSI, а так же их модификации.



 





Лекарство: вещество, которое, будучи введено в крысу, дает научный отчет или статью.
ещё >>