Основні відомості про будову ЕОМ

Електронна обчислювальна машина — це пристрій, що виконує операції введення інформації, оброблення їїза певною програмою, виведення одержаних результатів у формі придатній для сприйняття людиною.

За кожну з названих операцій відповідають спеціальні блоки електронної обчислювальної машини (ЕОМ): при­стрій введення, центральний процесор (ЦП), пристрій виве­дення. Всі ці блоки складаються з окремих дрібніших пристроїв. Зокрема, в ЦП можуть входити арифметико-логічний пристрій (АЛП), оперативний запам'ятовуючий пристрій (ОЗП) у вигляді регістрів і внутрішньої кеш-пам'яті та керуючий пристрій (КП).

Оперативний запам'ятовуючий пристрій («пам'ять») — блок ЕОМ, призначений для розміщення програм, а та­кож тимчасового зберігання деяких вхідних даних і проміжних результатів. ОЗП здатний записувати (зчитува­ти) елементи програм І даних у довільне місце пам'яті (з довільного місця пам'яті), має високу швидкодію. Довільне місце означає можливість звернутися до заданої адреси (до конкретної ділянки пам'яті)без перегляду по­передніх даних.

Керуючий пристрій координує роботу всіх агрегатні У певній послідовності він вибирає і ОЗП команду за ко­мандою Кожна команда використовується за потреби з указа­них комірок ОЗП передаються в АЛП (або навпаки) даних, АЛП настроюється на виконання, вказаної командою (в машині можуть брати участь також пристрої введення-виведення), дасться команда на вико­нання цієї дії Цей процес буде продовжуватися доти, до­ки не виникне одна з наступних ситуацій:

• вичерпано вхідні дані,

• з одного з вхідних пристроїв надійшла команда на припинення роботи,

• вимкнено живлення ЕОМ.

Якість ЕОМ характеризується багатьма показниками. Це — набір інструкцій (команд), які ЕОМ здатні розуміти і виконувати, швидкість роботи ЦП;

кількість пристроїв введення-виведення (периферійних пристроїв), які можна приєднати до неї, спо­живання електроенергії та ін. Найважливішім показником є швидкодія — кількість операцій, яку ЦП здатні виконати за одиницю часу На практиці користувача більше цікавить продуктивність Е0М — показник ефективної швидкодії, тобто здатності не просто швидко функціону­вати. а розв'язувані поставлені задачі.

Описаний принцип побудови ЕОМ носить назву архітектури фон Неймана — американського вченого Дж фон Неймана (1903—1957), який її запропонував Архітектуру ЕОМ визначають такі принципи:

1 Принцип програмного керування. Забезпечує автома­тизацію процесу обчислень на ЕОМ для розв‘язання кож­ної задачі складається програма, що визначає послідовність дій ЕОМ.

2. Принцип програми, що зберігається в пам'яті ЕОМ. Згідно з цим принципом, сформульованим Дж. фон Нейманом, команди програми подаються, як ідані, у вигляді чисел й обробляються так само, як і числа. Це прискорює процес їх виконання.

3. Універсальністьалгоритмів при розв’язанні задач на ЕОМ.

Алгоритм — це система формальних правил, які чітко й однозначно визначають процес виконання заданої роботи ..

Розглянемо склад ПК і призначення його основних блоків:

Мікропроцесор. Він є центральним блоком ПК, при­значеним для керування роботою всіх блоків комп'ютера і виконання арифметичних та логічних операцій над інформацією. До нього входять логічні блоки (КП, АЛП), мікропроцесорна пам'ять (МПП) — складова частина, що забезпечує короткочасне зберігання, запис та видачу інформації, використовувану в обчисленнях у найближчі такти роботи комп'ютера

Інтерфейсна система МП реалізує зв'язок з іншими пристроями ПК (через системну шину).

Генератор тактових імпульсів. Генерує послідовність електричних імпульсів, частота яких визначає тактову ча­стоту комп'ютера. Проміжок часу між імпульсами стано­вить такт.

Рис. 2.2. Структурна схема ПК

Системна шина. Це основна інтерфейсна система ПК, що забезпечує взаємозв'язок усіх його пристроїв. Містить шину даних, шину адреси, шину керування та шину жив­лення, забезпечуючи три напрямки передачі інформації:

1) між МП й оперативною пам'яттю;

2) між МП і портами введення-виведення зовнішніх (відносно процесора та шини) пристроїв;

3) між основною пам'яттю і портами введення-виве­дення зовнішніх пристроїв(у режимі прямого доступу допам'яті).

Усі блоки, а точніше їхні порти введення-виведення, через відповідні уніфіковані рознімні з'єднання підключа­ються до шини безпосередньо або через пристрої сполу­чення — контролери (адаптери). У сучасних ПК керуван­ня шиною здійснюється контролером шини.

Основна пам'ять. Складається з ОЗП і ПЗП, призначеними для зберігання програми те­стування ПК, програми початкового його завантаження, системи введення-виведення (BIOS). ОЗП слу­жить для операційного запису, зберігання та зчитування інформації (програм і даних), безпосередньо бере участь в інформаційно-обчислювальному процесі,, виконуваному ПК у поточний період часу. Головними достоїнствами ОЗП є його висока швидкодія і можливість звернення до кожного елемента пам'яті окремо (прямий адресний доступ до комірки). Але в ньому неможливо зберігати інформацію після вимкнення живлення ПК (енергозалежність). Ємність ОЗП сучасного ПК може становити 16, 32, 64. 128 Мбайт і більше.

Зовнішня пам'ять, її утворюють зовнішні (відносно МП та системної плати) пристрої ПК, використовується для довготривалого зберігання інформації. Зокрема, в зовнішній пам'яті зберігається все програмне забезпечення комп'ютера. Вона містить різноманітні запам'ятовуючі npистрої. Найпоширеніші — НЖМД (вінчестер) і НГМД (дискета), призначення яких — зберігання великих об’ємів інформації, запис і видача інформації за запитом в ОЗП. Різняться НЖМД та НГМД лише конструктивно, обсягом інформації, що збирається, і часом пошуку, запису та зчитування її. Ємність сучасних НЖМД — від 2—4 до 40—75 Гбайт і більше (1 Гбайт = 1024 Мбайт).

Як пристрої зовнішньої пам'яті застосовують також за­пам'ятовуючі пристрої на касетній магнітній стрічці, накопичувачі на оптичних дисках (CD-ROM — Compact Disk Read Only Memory — компакт-диск з пам'яттю, що тільки читається) та ін. (див. с. 48—50).

Джерело живлення. Це блок. який містить системи ав­тономного й мережного енергоживлення ПК.

Таймер. Це внутрішній електронний годинник, що за­безпечує автоматичне зняття поточного моменту часу (рік, місяць, години, хвилини, секунди та частки секунд). Підключається до автономного джерела живлення — аку­мулятора і при вимкненні ПК продовжує працювати.

Зовнішні пристрої. Зовнішні пристрої забезпечують взаємодію ПК знавколишнім середовищем: користувачами, об'єктами уп­равління та іншими ЕОМ. Вони дуже різноманітні і мо­жуть бути класифіковані за рядом ознак. Так, за призна­ченням можна виділити такі їхні види:

• пристрої введення інформації;

• пристрої виведення інформації;

• засоби зв'язку і телекомунікації.

Пристрої введення інформації;

• клавіатура — пристрійдля ручного введення число­вої. текстової і керуючої інформаціїв ПК;

• графічні планшети (дігітайзери) — пристрої для ручного введення графічної інформації, зображень переміщенням по планшету спеціального покажчика (пера) з одночасним автоматичним прочитуванням координат його місцезнаходження та введення цих координат у ПК;

• сканери (читаючі автомати) —пристрої для автома­тичного прочитування з паперових носіїв і введення в ПК машинописних текстів, графіків, малюнків,

креслень;

• маніпулятори (пристрої вказівки — джойстик, миша, трекбол, світлове перо та ін.) ~ пристрої для введення графічної інформації на екран монітора, керуван­ня рухом курсора по екрану з подальшим кодуван­ням координат курсора та введенням їх у ПК;

• сенсорні екрани — пристрої для введення окремих елементів зображення, програм або команд з поліек­рана дисплея у ПК.

• мікрофон

Пристрої виведення інформації:

1. Монітор (дисплей) — пристрій для відображення інформації, що вводиться в ПК і виводиться з нього.

2. принтери — друкувальні пристрої дляреєстраціїінформації на паперовому носію;

3. графопобудовники (плотери) — пристрої для виведен­ня графічної інформації (графіків, креслень, ри­сунків) ї ПК на паперовий носій.

БІЛЕТ 3.1 --------------------------------------------------------------------------