Функциональная схема компьютера

Изобретение компьютера
С давних времен люди стремились облегчить свой труд. С этой целью создавались различные машины и механизмы, усиливающие физические возможности человека. Компьютер был изобретен в середине XX века для усиления возможностей интеллектуальной работы человека, т.е. работы с информацией.

В «голове
Записи в тетради, на кассете и др.
Внутренняя (оперативная) память
Внешняя (долговременная) память

Отличие компьютера от человека
«ум компьютера» ≠ ум человека
Отличие в том, что работа компьютера строго подчинена заложенной в него программой, человек же сам управляет своими действиями.

Компьютер ( от англ. Computer – вычислитель) – это программируемое электронное устройство, предназначенное для накопления, обработки и передачи информации.

Архитектура ЭВМ
Под архитектурой ЭВМ понимают описание устройства и принципов работы компьютера, достаточное для пользователя и программиста.
Архитектура не включает в себя конструктивных подробностей устройства машины, электронных схем. Эти сведения нужны конструкторам, специалистам по наладке и ремонту ЭВМ.

В основу архитектуры современных компьютеров положен магистрально – модульный принцип и принцип Джона фон Неймана.

Магистрально – модульный принцип построения компьютера
Компьютер не является неделимым, цельным объектом. Он состоит из некоторого количества устройств – модулей. Связаны все модули компьютера между собой через набор электронных линий – магистраль. Магистраль обеспечивает обмен данными между устройствами компьютера.

Принципы фон Неймана
Схема устройства
компьютера впервые
была предложена в 1946 году американским ученым Джоном фон Нейманом. Дж. фон Нейман сформулировал основные принципы работы ЭВМ, которые во многом сохранились и в современных компьютерах.

Магистрально – модульный принцип построения компьютера
2. Джон фон Нейман изучив конструкцию первых ЭВМ, пришёл к идее нового типа логической организации ЭВМ, а именно:
наличие устройства ввода – вывода информации;
адресуемая память;
процессор, состоящий из устройства управления и арифметико – логического устройства;
Данные и программы хранятся вместе.

Магистрально – модульный принцип построения компьютера
Для связи основных устройств компьютера между собой используется специальная информационная магистраль, обычно называемая инженерами шиной.
Шина – это кабель, состоящий из множества проводов.

Магистрально – модульное устройство компьютера
Шина состоит из трёх частей:
Шина данных
Шина адреса
Шина управления
магистраль

Шина данных – передаёт данные между различными устройствами.
Разрядность шины данных определяется разрядностью процессора. Может быть 8,16,32, 64 бита.

Шина адреса – передаёт адрес устройства к которому обращается процессор. Сигналы передаются в одном направлении (однонаправленная шина).
Разрядность шины адреса определяется объёмом адресуемой памяти. Может быть 16, 20, 24, 32, 36 битов.

Шина управления – передаются сигналы, определяющие характер обмена информацией по магистрали. Сигналы управления показывают, какую операцию – считывание или запись информации из памяти – нужно производить. Синхронизируют обмен информацией между устройствами и так далее.

ИНТЕРФЕЙС —
1. Система связей и взаимодействия устройств компьютера.
2. Средства взаимодействия пользователей с операционной системой компьютера, или пользовательской программой.
Для согласования интерфейсов все внешние устройства подключаются к шине через свой порт.

Порт устройства - микросхема:
- содержащая один или несколько регистров ввода-вывода;
- позволяющая подключать периферийные устройства компьютера к внешним шинам процессора.

Порты бывают последовательные и параллельные.
К последовательным портам подсоединяются медленно действующие или удалённые устройства(мышь, модем),
А к параллельным - более «быстрые» (сканер, принтер)