Архитектура персонального компьютера

ЛЕКЦИЯ

Еще при создании первых ЭВМ знаменитый математик Джон Фон Нейман описал, как должен быть устроен компьютер, чтобы он был универсальным и эффективным устройством для обработки информации:

1. арифметико – логическое устройство, выполняющее арифметические и логические операции;

2. устройство управления, которое организует процесс выполнения программ;

3. запоминающее устройство, или память для хранения программ и данных;

4. внешнее устройство для ввода – вывода.

Современные компьютеры отличаются от схемы приведенной выше.

Конструктивно ПК выполнено в виде центрального системного блока, к которому через разъемы подключаются внешние устройства: дополнительные устройства памяти, клавиатура, дисплей, принтер и так далее.

Связь между устройствами компьютера отражается функциональной схемой (рисунок 1).

Системный блок обычно включает в себя системную плату, блок питания, накопитель на дисках, разъемы для дополнительных устройств и платы расширения с контролерами – адаптерами внешних устройств.

На системной плате (материнской) размещаются: генератор тактовых импульсов; блоки (микросхемы) внутренней памяти; адаптеры клавиатуры, дисковых накопителей; контролер прерываний; таймер и другое.

Процессор – является основным устройством для выполнения команд.

Сопроцессор – дополняет возможности центрального процессора и расширяет набор команд.

Генератор тактовых импульсов – генерирует последовательность электрических импульсов.

Рисунок 1.

Промежуток между соседними импульсами определяет время одного такта работы машины или просто такт работы машины. Частота генератора тактовых импульсов является одной из основных характеристик ПК и во многом определяет скорость его работы, потому что каждая операция в ПК выполняется за определенное количество тактов.

Порт ввода–вывода – аппаратура сопряжения, позволяющая подключить к микропроцессору другое устройство ПК.

Системная шина – это основная интерфейсная (обеспечивающая взаимодействие) система компьютера, обеспечивающая сопряжение и связь всех его устройств между собой.

Системная шина обеспечивает 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;

Все блоки, а точнее, их порты ввода-вывода, через соответствующие унифицированные разъемы (стыки) подключаться к шине единообразно: непосредственно или через контролеры адаптеры.