 |
Принципы действия компьютера
|
|
|
|
ЧТО ТАКОЕ КОМПЬЮТЕР?
ПК - это настольная или переносная машина, удовлетворяющая требованиям общедоступности и универсальности.
Конструктивно каждая модель ПК имеет так называемый "базовый набор" внешних устройств, т.е. такой набор компонентов, дальнейшие уменьшение которого приведет к нецелесообразности использования компьютера для конкретной работы или даже полной бессмысленности работы с ним. Этот набор можно увидеть практически везде, где используют компьютер, в него входят:
- системный блок (плюс дисковод или винчестер, вмонтированный в корпус);
- монитор;
- клавиатура.
Все вышеперечисленное составляет "базовую конфигурацию" данной модели. Различают также понятие "обязательной конфигурации" ПК, которая означает необходимый набор компонентов для работы с конкретным программным продуктом.
Компьютер - это не только аппаратура или железо. Это также и различные программы, записанные в нём и выполняемые по приказу пользователя или незаметно для него, обеспечивающие работоспособность всей системы в целом. Стоимость установленных на компьютере программ всё чаще оказывается выше стоимости самого компьютера. Своим широким распространением персональные компьютеры обязаны в первую очередь удобству использования и "дружелюбно" разработанных для них программ.
Один из важнейших элементов компьютера - микропроцессор, для краткости часто называемый процессором. Именно он проделывает все вычисления, необходимые при выполнении программы. Микропроцессоры постоянно совершенствуются, каждые один-два года появляется новая модель, но новые микропроцессоры используют тот же самый набор команд, что и старые, только постоянно расширяемый. РС - совместимые компьютеры построены на микропроцессорах, разработанных фирмой INTEL, это 8088 в первых компьютерах, 80286 - в РСАТ, в следующих моделях - 80386, 8046 и в последних - PENTIUM. Зачастую тип компьютера определяют типом микропроцессора и его быстродействием.
|
|
|
Другим важнейшим элементом компьютера является память. Она делится на оперативную, выполненную на процессорах, и долговременную. Память измеряется в байтах. В одном байте может хранится одна буква или цифра. Используются также величины: кило байт (К), мегабайт (М) и гигабайт (Г). Один килобайт равен не 1000, а 1024 байтам. Из-за того, что внутри компьютера используется двоичная система счисления, такие числа оказываются более удобными, чем круглые.
Доступ к оперативной памяти практически не отнимает времени у процессора, на этой памяти всегда меньше, чем хотелось бы. Ёмкость долговременной памяти гораздо больше, но для доступа к ней требуется довольно большое компьютерное время.
Следующий важный элемент компьютера - контроллер дисплея, или видеоадаптер. Его задача заключается в преобразовании цифровых сигналов, поступающих от микропроцессора, в видеосигнал, подаваемый на дисплей. Видеоконтроллер имеет собственную память, размер которой определяет, на сколько точек можно разбить изображение на экране и какое количество цветов можно использовать. Наиболее распространёнными в настоящее время являются видеоадаптеры VGA и SVGA.
VGA обеспечивает формирование изображения из 480 линий по 640 точек в каждой, причём одновременно можно использовать только 16 цветов (режим 640Х480Х16). «SVGA - адаптеры в зависимости от объёма установленной на них памяти могут работать в большем числе режимов, например, 800х600Х256,1024х768х256 и даже 1600х1200х16млн. Конечно, чем мельче точки, из которых состоит изображение, тем легче глазу его воспринимать”.
Существует несколько типов компьютеров, отличающихся составом и характеристиками своих компонентов, которые используются для решения различных задач.
|
|
|
Так, для решения сложных задач обработки информации требуется компьютер, который содержал бы наиболее мощное устройство для проведения вычислений. В нём, как правило, несущественно качественное представление информации, и устройство, на котором эта информация отображается, может быть весьма слабым. Обычно компьютеры, удовлетворяющие таким условиям и работающие в общей вычислительной сети офиса, называюся серверами и предназначены для обработки информации по требованиям, поступающих с других компьютеров.
С другой стороны, компьютер, предназначенный в основном для печати документов, может не иметь столь мощного устройства обработки информации, однако к нему должно быть подключено печатающее устройство часто довольно высокого качества.
В офисах используются компьютеры, стационарно располагающиеся на рабочих местах
ПРИНЦИПЫ ДЕЙСТВИЯ КОМПЬЮТЕРА
Компьютер является универсальным средство обработки информации, представленной в дискретной форме.
Пульт управления предназначен для пуска и остановки машины, задания режимов её работы, контроля и индикации состояния отдельных устройств и ЭВМ в целом. На пульте управления располагаются необходимые органы управления - кнопки, тумблеры, клавиатура, а также сигнализационные лампочки, отражающие состояние различных устройств и узлов ЭВМ.
Центральное устройство управления организует и координирует автоматическое взаимодействие всех устройств ЭВМ в процессе решения задачи. В основе автоматизации вычислительного процесса ЭВМ лежит принцип программного управления, заключающийся в том, что ЭВМ автоматически решает поставленную задачу, если в виде программы её задана последовательностью выполнения действий. Программа указывает ЭВМ то, какие операции ей необходимо выполнить, над какими данными и в какой последовательности.
«Основной задачей Центрального устройства управления является выборка из памяти кодов команд программ и их преобразование в необходимые последовательности синхронизирующих, разрешающих, устанавливающих, стробирующих и других сигналов.». С помощью этих сигналов обеспечивается согласованное взаимодействие всех устройств компьютера в процессе автоматического выполнения программы, в том числе выборка из памяти необходимых данных, их пересылка в арифметико-логическое устройство, выполнение в арифметико-логическом устройстве операций и т.д.
|
|
|
Арифметико-логическое устройство обеспечивает выполнение определённой машинной операции (арифметической, логической и др.). При этом данные, участвующие в выполнении данной операции, поступают в арифметико-логическое устройство из памяти машины.
Совокупность Центрального устройства управления и Арифметико-логического устройства называют процессором ЭВМ, поскольку именно эти устройства реализуют вычислительный процесс в соответствии с заданной программой. Процессор занимает центральное место в структуре компьютера, так как осуществляет автоматическое управление взаимодействием всех устройств, входящих в состав компьютера.
Память ЭВМ служит для хранения исходных данных, команд программ, а также промежуточных и окончательных результатов вычислений. Информация, содержащаяся в памяти компьютера, по мере необходимости выдаётся в другие устройства машины (Центральное устройство управления, Арифметико-логическое устройство, устройства вывода и др.).
Основная память тесно связана с Арифметико-логическим устройством и служит для хранения информации, используемой в ближайшей серии вычислений. Информация из основной памяти обычно извлекается определёнными порциями. Все ячейки основной памяти пронумерованы. Номера ячеек памяти являются адресами тех данных, которые хранятся в них. При считывании машинного слова из ячейки основной памяти содержимое этой ячейки при необходимости восстанавливается и может быть в дальнейшем снова получена из той же ячейки. При записи информации хранившиеся в ячейке памяти слово стирается и его место занимает новое.
Наряду с оперативной и сверхоперативной памятью в современных компьютерах используется ещё один вид внутренней памяти – постоянная память, реализуемая постоянными запоминающими устройствами.
|
|
|
Постоянные запоминающие устройства служат для хранения различных констант и постоянных программ. Информация в них записывается однократно, обычно в процессе изготовления устройства, а в дальнейшем только считывается без разрушения. В тех случаях, когда занесение информации производится в эксплуатационных условиях соответствующей настройкой, такие постоянные запоминающие устройства называются программируемые постоянные запоминающие устройства.
Внутренняя память ЭВМ (основная память, сверхоперативная память, постоянные запоминающие устройства, программируемые постоянные запоминающие устройства) непосредственно взаимодействуют с процессором и вместе с ним образуют центральную часть (ядро) компьютера.
ПЕРИФЕРИЙНЫЕ УСТРОЙСТВА
Кроме центральной части в состав компьютера входят также различные периферийные (внешние) устройства, которые по своему значению делятся на две группы:
- устройства внешней памяти, предназначенные для хранения больших массивов информации;
- устройства ввода и вывода, обеспечивающие связь компьютера с внешней средой, в том числе с пользователями, путём ввода в компьютер информации, её регистрации и отображения;
Обмен информацией между центральной частью и периферийными устройствами ЭВМ производится операциями ввода-вывода. В процессе ввода информация передаётся в центральную часть компьютера из внешней среды, в том числе от пользователя, а также из внешней памяти. В процессе вывода информация передаётся во внешнюю среду или во внешнюю память компьютера.
|
|
|
