Структура ЕОМ
1. Структура ЕОМ та принцип її роботи 4
2. Фізичні властивості компонентів ЕОМ. Центральний процесор. Пам'ять, обсяг пам'яті. 13
Список літератури 21
Персональний комп'ютер (ПК) або персональна ЕОМ (ПЕОМ) - електронна обчислювальна машина, з якою може працювати користувач, який не є професійним програмістом.
Вона характеризується розвиненим (дружнім) людино-машинним інтерфейсом, малими габаритами, масою, відносно невисокою вартістю та багатофункціональністю (універсальністю) застосування.
Однією з основних переваг ПЕОМ, які забезпечили їм приголомшливий успіх, став принцип відкритої архітектури, у тому, що з проектуванні ПЕОМ регламентуються і стандартизуються лише принцип дії комп'ютера та її конфігурація (певна сукупність апаратних засобів і з'єднань з-поміж них). Побудова ПЕОМ є не єдиним нероз'ємним пристроєм, а на основі принципу відкритої архітектури (модульності побудови) забезпечує можливість їх складання з окремих вузлів та деталей, розроблених та виготовлених незалежними фірмами-виробниками. Крім того, такий комп'ютер легко розширюється та модернізується за рахунок наявності внутрішніх розширювальних роз'ємів, що дозволяють користувачеві додавати різноманітні пристрої, що задовольняють заданому стандарту, і тим самим встановлювати конфігурацію своєї ЕОМ відповідно до своїх особистих уподобань. Спеціалісти часто називають такі операції upgrade (розширити, оновити).
Мета цієї роботи розглянути функціонально-структурну організацію ЕОМ.
- Розглянути склад та призначення основних блоків комп'ютера.
- Розглянути основні характеристики компонентів ЕОМ (центрального процесора тапам'яті).
Історично комп'ютер з'явився як машина для обчислень та називався електронною обчислювальною машиною – ЕОМ. Структура такого пристрою була описана знаменитим математиком Джоном фон Нейманом у 1945 р.
Структура комп'ютера – це деяка модель, яка встановлює склад, порядок і принципи взаємодії компонентів, що входять до неї.
Структура сучасного персонального комп'ютера представлена малюнку нижче. [2]
Розглянемо принцип взаємодії основних пристроїв.
Материнська (системна) плата - найважливіший елемент ПК, на ній розміщуються пристрої безпосередньо здійснюють процес обробки інформації (обчислень), як правило це мікропроцесор, внутрішня пам'ять, системна шина, контролер клавіатури, генератор тактової частоти, контролер переривань, таймер та ін. керуючі іншими зовнішніми пристроями комп'ютера, зазвичай, перебувають у окремих платах, вставляемых в уніфіковані роз'єми (слоти) на материнській платі. Через ці роз'єми контролери пристроїв підключаються безпосередньо до системної магістралі передачі в комп'ютері — шині. Іноді ці контролери можуть розташовуватись на системній платі. Набори мікросхем, основі яких виконуються системні плати, називають чіпсетами. Материнські плати різняться на кшталт процесорів, які можуть бути встановлені на них, і назви фірм, що їх випускають. На материнських платах знаходяться спеціальні перемички - джампери, що дозволяють підлаштувати її під тип процесора та інших пристроїв, що встановлюються на ній.
Апаратно-логічні пристрої, що відповідають за спільне функціонування різних компонентів, називають інтерфейсами. Сучасний комп'ютер заповнений різними інтерфейсами, що забезпечують загальневзаємодія. Інтерфейси існують стандарти.
Сукупність інтерфейсів, реалізованих у комп'ютері, утворює те, що називають архітектурою комп'ютера. .
Для додавання до ПК нового додаткового пристрою необхідний контролер - пристрій, що апаратно узгоджує роботу системи та додаткового пристрою. Крім того, необхідний драйвер цього пристрою - програма, що дозволяє програмно зв'язати цей пристрій із системою в цілому.
Контролер повинен враховувати апаратні особливості пристрою, а драйвер повинен дозволити операційній системі, використовуючи стандартний набір командних запитів, керувати нестандартним пристроєм.
Драйвер виступає в ролі «перекладача» з мови операційної системи на мову конкретного пристрою, контролер виступає в ролі апаратного «містка» між системою загалом та додатковим пристроєм.
Центральною частиною комп'ютера є системний блок, з приєднаними до нього клавіатурою, монітором та мишею. Системний блок та монітор незалежно один від одного підключаються до джерела живлення – мережі змінного струму. У сучасних комп'ютерах дисплей та системний блок іноді монтуються в єдиному корпусі.
У системному блоці розташовуються всі основні пристрої комп'ютера:
- мікропроцесор - мозок комп'ютера, який виконує що надходять на його вхід команди: проводить обчислення і управляє роботою інших пристроїв ПК;
- оперативна пам'ять, призначена для тимчасового зберігання програм та даних;
- Контролери, призначені для незалежного від процесора управління окремими процесами в роботі ПК;
- накопичувачі на гнучких магнітних дисках, що використовуються для читання та запису на дискети;
- Накопичувач на жорсткому магнітному диску,призначений для читання та запису на жорсткий магнітний диск (вінчестер);
- дисководи для компакт-дисків, що забезпечують можливість читання даних з комп'ютерних компакт-дисків та відтворення аудіокомпакт-дисків, а також запис інформації на компакт-диск;
- блок живлення, що перетворює електроживлення мережі на постійний струм, що подається на електронні схеми комп'ютера;
- лічильник часу, який функціонує незалежно від того, включений комп'ютер чи ні;
Усі компоненти ПК щодо їх функціонального ставлення до роботи з інформацією можна умовно розділити на:
- пристрої обробки інформації (центральний процесор, спеціалізовані процесори);
- пристрої для зберігання інформації (жорсткий диск, CD-ROM, оперативна пам'ять, ін.);
- пристрої введення інформації (клавіатура, миша, мікрофон, сканер тощо);
- пристрої виведення інформації (монітор, принтер, акустична система тощо).
генератор тактових імпульсів. Він генерує послідовність електричних імпульсів; частота імпульсів, що генеруються, визначає тактову частоту машини.
Проміжок часу між сусідніми імпульсами визначає час одного такту роботи машини чи просто такт роботи машини.
Частота генератора тактових імпульсів є однією з основних характеристик персонального комп'ютера та багато в чому визначає швидкість його роботи, бо кожна операція в машині виконується за певну кількість тактів.
Системна шина. Це основна інтерфейсна система комп'ютера, що забезпечує пару та зв'язок всіх його пристроїв між собою.
Усі блоки, а точніше їх порти вводу-виводу, через відповідні уніфіковані роз'єми (стики) підключаються до шини одноманітно: безпосередньо чи через контролери (адаптери).Управління системною шиною здійснюється мікропроцесором або безпосередньо, або, що частіше, через додаткову мікросхему - контролер шини, що формує основні сигнали керування. Обмін інформацією між зовнішніми пристроями та системною шиною виконується з використанням ASCII-кодів.
Пам'ять (внутрішня - системна, що включає ОЗУ та ПЗУ та зовнішня дискова). ПЗП (від англ. ROM, ReadOnlyMemory - пам'ять тільки для читання) служить для зберігання незмінної (постійної) програмної та довідкової інформації. ОЗП (від англ. RAM, RandomAccessMemory - пам'ять з довільним доступом) призначено для оперативного запису, зберігання та зчитування інформації (програм та даних), що безпосередньо бере участь в інформаційно-обчислювальному процесі, що виконується ПК в поточний період часу. Дискова пам'ять відноситься до зовнішніх пристроїв ПК і використовується для довготривалого зберігання будь-якої інформації, яка може коли-небудь знадобитися для вирішення завдань, зокрема, зберігається все програмне забезпечення комп'ютера. Як пристрої зовнішньої пам'яті, що розміщуються в системному блоці, використовуються накопичувачі на жорстких (НЖМД) і гнучких (НГМД) магнітних дисках, накопичувачі на оптичних дисках (НОД) та ін;
таймер. Це внутрішньомашинний електронний годинник, що забезпечує при необхідності автоматичне знімання поточного моменту часу (рік, місяць, годинник, хвилини, секунди та частки секунд). Таймер підключається до автономного джерела живлення – акумулятора і при відключенні машини від мережі продовжує працювати.