Базовые электронные элементы компьютера.
Системная плата – основа компьютера. На ней находятся основные электронные элементы: процессор, память, BIOS, набор микросхем
На материнской плате расположены: Наборы больших однокристальных электронных микросхем – чипов (центральный процессор, другие процессоры, интегрированные контроллеры устройств и их интерфейсы)
Микросхемы оперативной памяти и разъемы их плат
Микросхемы электронной логики
Простые радиоэлементы (транзисторы, конденсаторы, сопротивления и др.)
Разъемы системной шины (стандартов ISA, EISA, VESA, PCI и др.)
Слоты для подключения плат расширений (видеокарт или видеоадаптеров, звуковых карт, сетевых карт, интерфейсов периферийных устройств IDE, EIDE, SCSI…)
Разъемы портов ввода/вывода (COM, LPT)
Многоуровневая компьютерная организация.
Многоуровневая компьютерная организация
Языки, уровни и виртуальные машины
Для эффективной работы человека с компьютером необходимо разработать какой-либо язык, на котором человеку было удобно задавать команды для выполнения компьютеру.
Данную проблему можно решить двумя способами. Оба способа подразумевают разработку новых команд, более удобных для человека, чем встроенные машинные команды.
Новые команды в совокупности формируют язык, который обозначим как Я1. Встроенные машинные команды тоже формируют язык, котороый обозначим как Я0.
Компьютер может выполнять только программы, написанные на его машинном языке Я0. Два способа решения проблемы различаются тем, каким образом компьютер будет выполнять программы, написанные на языке Я1, так как компьютеру доступен только машинный язык Я0.
Трансляция
Первый способ выполнения программы, написанной на языке Я 1, подразумевает замену каждой команды эквивалентным набором команд на языке Я 0. В этом случае компьютер выполняет новую программу, написанную на языке Я 0, вместо старой программы, написанной на Я 1.
Интерпретация
Второй способ означает создание программы на языке Я0, получающей в качестве входных данных программы, написанные на языке Я1. При этом каждая команда языка Я1 обрабатывается поочередно, после чего сразу выполняется эквивалентный ей набор команд языка Я0. Эта технология не требует составления новой программы на Я0.
Развитие многоуровневых машин.
40-е годы – только 2 уровня: уровень архитектуры набора команд, на котором осуществляется программирование, и цифровой логический уровень
1951 М.Уилкс выдвинул идею трехуровневого компьютера.
К 70 годам эта идея стала преобладающей.
60-е годы – создание первых операционных систем.
Конец 70-х и наши дни – частичное устранение микропрограммирования
Устройство центрального процессора.
Центральный процессор - это центральное устройство компьютера, которое выполняет операции по обработке данных и управляет периферийными устройствами компьютера. У компьютеров четвёртого поколения и старше функции центрального процессора выполняет микропроцессор на основе СБИС, содержащей несколько миллионов элементов, конструктивно созданный на полупроводниковом кристалле путём применения сложной микроэлектронной технологии.
В состав центрального процессора входят:
устройство управления (УУ);
арифметико-логическое устройство (АЛУ);
запоминающее устройство (ЗУ) на основе регистров процессорной памяти и кэш-памяти процессора;
генератор тактовой частоты (ГТЧ).
Устройство управления организует процесс выполнения программ и координирует взаимодействие всех устройств ЭВМ во время её работы.
Арифметико-логическое устройство выполняет арифметические и логические операции над данными: сложение, вычитание, умножение, деление, сравнение и др.
Запоминающее устройство - это внутренняя память процессора. Регистры служит промежуточной быстрой памятью, используя которые, процессор выполняет расчёты и сохраняет промежуточные результаты. Для ускорения работы с оперативной памятью используется кэш-память, в которую с опережением подкачиваются команды и данные из оперативной памяти, необходимые процессору для последующих операций.
Генератор тактовой частоты генерирует электрические импульсы, синхронизирующие работу всех узлов компьютера. В ритме ГТЧ работает центральный процессор.
К основным характеристикам процессора относятся:
Быстродействие
Тактовая частота
Разрядность процессора