64598

Структурная схема ЭВМ

Доклад

Информатика, кибернетика и программирование

ЭВМ персональный компьютер ПК это универсальная вычислительная диалоговая система реализованная на базе микропроцессорных средств компактных внешних запоминающих устройств способная выполнять последовательность операций над информацией определенной программы.

Русский

2014-07-08

75.87 KB

4 чел.

Структурная  схема ЭВМ. 

Вычислительной называется техническая система способная выполнять действия посредством арифметических и логических операций.

ЭВМ (персональный компьютер (ПК)) – это универсальная вычислительная диалоговая система, реализованная на базе микропроцессорных средств, компактных внешних запоминающих устройств, способная выполнять последовательность операций над информацией определенной программы. В основе функционирования любой ЭВМ лежит архитектура.

Архитектура – это наиболее общие принципы построения ЭВМ, реализующие программное управление работой и взаимодействием основных ее функциональных узлов. В основе архитектуры современных ЭВМ лежат принципы, предложенные американским ученым и теоретиком вычислительной техники Джоном фон Нейманом.

ЭВМ состоит из системного блока, к которому подключаются монитор и клавиатура. В системном блоке находятся основные компоненты ЭВМ:

ВЗУ – внешние запоминающие устройства (жесткий диск, приводы CD/DVD/Blu-Ray, флэш-память); некоторые ВЗУ располагаются внутри системного блока и подключаются к контроллерам ВЗУ, а некоторые – снаружи системного блока и подключаются к портам ввода-вывода.

Структура ЭВМ

ВК – видеокарта (видеоадаптер, видеоконтроллер) формирует изображение и передает его на монитор;

ИП – источник питания обеспечивает питание всех блоков ЭВМ по системной шине;

КВЗУ – контроллеры внешних запоминающих устройств управляют обменом информацией с ВЗУ;

КК – контроллер клавиатуры содержит буфер, в который помещаются вводимые символы, и обеспечивает передачу этих символов другим компонентам;

КПВВ – контроллеры портов ввода-вывода управляют обменом информацией с периферийными устройствами;

МП – микропроцессор выполняет команды программы, управляет взаимодействием всех компонент ЭВМ;

ОЗУ – оперативное запоминающее устройство хранит исходные данные и результаты обработки информации во время функционирования ЭВМ;

ПЗУ – постоянное запоминающее устройство хранит программы, выполняемые во время загрузки ЭВМ;

ПУ – периферийные устройства различного назначения: принтеры, сканнеры, манипуляторы «мышь» и др.;

СА – сетевой адаптер (карта) обеспечивает обмен информацией с локальными и глобальными компьютерными сетями.

К устройствам ввода информации относят клавиатуру и такие ПУ, как сканнеры, манипуляторы типа «мышь», джойстики, а к устройствам вывода информации – монитор и такие ПУ, как принтеры.

Современную архитектуру ЭВМ определяют следующие принципы.

1. Принцип программного управления. Обеспечивает автоматизацию процесса вычислений на ЭВМ. Согласно этому принципу, для решения каждой задачи составляется программа, которая определяет последовательность действий ЭВМ.

2. Принцип программы, сохраняемой в памяти. Согласно этому принципу, команды программы подаются, как и данные, в виде чисел и обрабатываются так же, как и числа, а сама программа перед выполнением загружается в ОЗУ, что ускоряет процесс ее выполнения.

3. Принцип произвольного доступа к памяти. В соответствии с этим принципом, элементы программ и данных могут записываться в произвольное место ОЗУ, что позволяет обратиться по любому заданному адресу (к конкретному участку памяти) без просмотра предыдущих.

Составные части ЭВМ образуют аппаратное обеспечение ЭВМ (hardware). Рассмотрим эти компоненты ЭВМ.

Микропроцессор (МП) – центральный блок ЭВМ, управляющий работой всех компонент ЭВМ и выполняющий операции над информацией. Операции производятся в регистрах, составляющих микропроцессорную память.

Микропроцессор состоит из следующих блоков:

АЛУ – арифметико-логическое устройство;

ДБ – другие блоки (математический сопроцессор, модуль предсказания ветвлений);

ДК – дешифратор команд;

ИМП – интерфейс микропроцессора;

Кэш L1 – кэш-память первого уровня;

Кэш L2 – кэш-память второго уровня;

МПП – микропроцессорная память;

РОН – регистры общего назначения;

РС – регистры смещений;

РФ – регистр флагов;

СР – сегментные регистры;

УС – устройство синхронизации;

УУ – устройство управления.

Рассмотрим назначение этих блоков МП.

Устройство управления (УУ) выполняет команды, поступающие в МП в следующей последовательности:

1) выборка из регистра-счетчика адреса ячейки ОЗУ, где хранится очередная команда программы;

2) выборка из ячеек ОЗУ кода очередной команды и приема считанной команды в регистр команд;

3) расшифровка кода команды дешифратором команды (ДК);

4) формирование полных адресов операндов;

5) выборка операндов из ОЗУ или МПП и выполнение заданной команды обработки этих операндов;

6) запись результатов команды в память;

7) формирование адреса следующей команды программы.

Тактовая частота определяет количество элементарных операций (тактов), выполняемых МП за единицу времени. Тактовая частота современных МП измеряется в ГГц (1 Гц соответствует выполнению одной операции за одну секунду, 1 ГГц = 109 Гц). Чем больше тактовая частота, тем больше команд может выполнить МП, и тем больше его производительность. Первые МП, использовавшиеся в персональных компьютерах, работали на частоте 4,77 МГц (1 МГц = 106 Гц). В настоящее время рабочие частоты современных МП превосходят 2 ГГц (2011 г.).

Разрядность процессора показывает, сколько бит данных МП может принять и обработать в своих регистрах за один такт. Разрядность процессора определяется разрядностью внутренней шины, то есть количеством проводников в шине, по которым передаются команды. Современные МП семейства Intel имеют 64 разряда.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

54931. Национальное богатство, отраслевая и секторальная структура национальной экономики 19.19 KB
  Ведущей отраслью хозяйства страны является промышленность, так как она дает больше 50% совокупного общественного продукта, в ней сконцентрировано половина основных фондов страны и она объединяет большую часть трудовых ресурсов.
54932. Назначение и устройство токарно-винторезного станка ТВ-6 230.5 KB
  Цели урока: Образовательная расширение представлений учащихся об устройстве и назначении токарно-винторезного станка ТВ-6; Воспитательная приветь качества аккуратности и собранности при выполнении трудовых операциях на токарно-винторезном станке; Развивающая развить навыки при работе на токарно-винторезном станке.
54933. Производственная структура предприятия. Структура основного производства 54.5 KB
  В зависимости от методов обработки изделий на предприятиях появляются соответствующие подразделения а в аппарате управления соответствующие функции и звенья. Каждое предприятие состоит из производств цехов участков хозяйств органов управления и организаций по обслуживанию работников предприятия. Четкая классификация и установление взаимосвязей между ними позволяют обоснованно организовать ход производства и рационально сформировать структуру предприятия.
54934. Введение. Встречаем старых друзей 480.5 KB
  The problem of learning languages is very important today. Foreign languages are socially demanded especially at the present time when the progress in science and technology has led to an explosion of knowledge and has contributed to an overflow of information. The total knowledge of mankind is known to double every seven years. Foreign languages are needed as the main and most efficient means of information exchange of the people of our planet.
54935. Основы потребительского поведения 63.5 KB
  Данная востребованность связана с тем что все мы в конечном итоге являемся потребителями и должны иметь представление о своих правах. Цель: Уяснение сущности и специфики потребительского поведения; Сформировать знания умения и навыки по данной теме необходимые ученику в жизни; Развить культуру экономического мышления; Задачи: Образовательные: Изучение потребительского поведения; Дать учащимся общие представления об особенностях существующей рыночной ситуации; Познакомить с потребительскими правами и услугами; Познакомить с...
54936. Напряжение. Расчет работы в электрическом поле 63.5 KB
  Цель урока: Обеспечить усвоение понятия напряжение его условного обозначения единицы в СИ понимание энергетического смысла напряжения формирование умения выделять существенные признаки понятия напряжение. Задачи Обучающие: продолжить формирование понятий напряжение работа; продолжить формирование умений и навыков решать разноуровневые задачи.
54937. Создание и форматирование списков 45.5 KB
  Цели урока: Контроль знаний и умений по темам Редактирование и форматирование текста. Задачи урока: Обучающие: сформировать представление о списках их видах; сформировать представление о создании и форматировании списков; совершенствовать культуру оформления документов; учащиеся должны знать понятия: список виды списков; учащиеся должны уметь: создавать и форматировать списки. Тип урока: комбинированный урок.
54938. ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ РАСТЕНИЙ 109.5 KB
  Задачи урока: познакомиться с процессом поглощения веществ из почвы минеральным или почвенным питанием растения ролью корневых волосков в этом процессе.
54939. Издержки производства и прибыль 24 KB
  Тип урока: обобщение и систематизация знаний Цели урока: Создать условия для: обобщения и систематизации ЗУН по теме Издержки производства деятельности учащихся по самостоятельному применению знаний и...