Главная arrow Микрокомпьютер arrow Архитектура ЭВМ
Как начинался компьютер
Компьютерная революция
Двоичный код
Разработки военных лет
Интегральные микросхемы
Микрокомпьютер
Персоны
Сеть
Язык компьютера
Развитие ПО
Гибкие системы
Средства разработки
Информатика
Вычислительная наука
Операционные системы
Искусственный интеллект
Предыстория
Поиск
Знания и рассуждения
Логика
Робототехника
 

 
Архитектура ЭВМ Печать
 
Схематические изображения, представленные на этих двух картинках, помогают понять внутреннее устройство и принципы действия типового персонального компьютера, однако, по существу, данные элементы характерны для любой вычислительной системы. Например, клавиатура - самое распространенное устройство для ввода в машину данных и программ, телевизионный дисплей и принтер - стандартные устройства вывода информации. Большинство систем содержат также устройства, аналогичные накопителю на магнитных дисках, в котором записывается информация, предназначенная для длительного хранения, и размещается дополнительное программное обеспечение, не умещающееся в оперативной памяти компьютера. Все эти внешние устройства подключаются к системному блоку компьютера.

Основная системная плата содержит центральное процессорное устройство (ЦПУ) - микропроцессор, управляющий работой всех компонентов компьютера. Каждая инструкция сначала анализируется центральным (а иногда и вспомогательным) процессором, после чего исполняется. Важной частью системной платы является кварцевый генератор тактовых импульсов, своеобразные «часы» системы, координирующие и синхронизирующие работу множества электрических цепей компьютера. При включении машины под действием электрического тока кварцевый кристалл, имеющий строго определенные размеры, начинает вибрировать с постоянной частотой, достигающей в ряде случаев миллионов колебаний в секунду. При каждом колебании кристалл генерирует импульс напряжения. Эти регулярно повторяющиеся импульсы вместе с другими сигналами задают темп работы устройств и обеспечивают синхронное срабатывание различных электронных элементов.

На системной плате имеются также порты для связи с устройствами ввода-вывода, а также микросхемы двух типов внутренней памяти: постоянного запоминающего устройства (ПЗУ), служащего лишь для считывания данных, или оперативного запоминающего устройства (ОЗУ), используемого как для считывания, так и для записи информации. (Эта память называется также запоминающим устройством с произвольной выборкой, ЗУПВ, но на практике чаще используется термин ОЗУ.) ПЗУ содержит инструкции, которые не подлежат изменению. ОЗУ хранит программы и данные только до тех пор, пока не отключается питание. Пользователь может свободно стирать и записывать данные в ОЗУ, но при отключении питания вся хранящаяся там информация пропадает.

Каждая микросхема памяти содержит информацию в форме двоичных разрядов (битов), закодированных в виде электрических зарядов. Эта заряды хранятся в определенных ячейках, т. е. распределены в микросхемах по определенным адресам. Адрес также выражается в двоичном виде. Центральный процессор генерирует последовательность электрических импульсов, определяющих конкретный адрес в памяти; информация, найденная по этому адресу (она также закодирована в виде импульсов), поступает в процессор для обработки. Коды адресов передаются по параллельным проводящим линиям, образующим в совокупности адресную шину. Информация передается в центральный процессор по параллельным линиям шины данных. Дешифратор адреса и специальный набор переключателей (на них зафиксированы некоторые важные адреса) помогают направлять электрические импульсы по назначению.
 
 
Главная роль в персональном компьютере принадлежит его системному блоку. Все остальные компоненты подключаются к системному блоку через порты ввода-вывода. Так называемый модем дает компьютеру возможность передавать и принимать информацию по телефонным линиям связи.
 
Два основных компонента компьютера - это блок питания, преобразующий переменный ток в постоянный определенного напряжения, и генератор тактовых импульсов. Некоторые генераторы вырабатывают импульсы нескольких частот, координируя работу элементов с различным быстродействием.