Билет 12

Оглавление

Коротко о главном:

Ресурсы ЭВМ — средства вычислительной системы, которые могут быть выделены процессу обработки данных на определённый интервал времени. К ресурсам ЭВМ традиционно относят объём доступной памяти, процессорное время и др.

При разработке принципов архитектуры компьютеров широко используется идея о закреплении разных операций процесса решения задачи (процесса вычислений) за разными специализированными устройствами.

К центральным (системным) устройствам ПК относятся прежде всего центральный процессор и оперативная память.

Периферийными устройствами компьютера являются:

дисплей, клавиатура, манипуляторы — мышь, джойстик, световое перо и т. п., винчестер, дисководы — для гибких дисков, компакт-дисков и т. п., принтер, плоттер, сканер, модем и пр.

Архитектура современных персональных компьютеров основана на магистрально-модульном принципе. В соответствии с этим принципом ПК состоит из отдельных заменяемых устройств и эти устройства взаимодействуют между собой (обмениваются информацией) через системную (Информационную) магистраль.

Системная магистраль предназначена для передачи данных, адресов, команд управления.

Центральные устройства подсоединены к шине непосредственно, а периферийные — через устройства сопряжения (контроллеры или адаптеры).

Устройства компьютера целесообразно характеризовать по следующим признакам: класс устройств (название), назначение, принципы работы, основные технические характеристики (пользовательские характеристики, потребительские свойства), особенности, программная поддержка.

Для того чтобы устройства работали в комплексе, нужны специальные программы управления устройством (для каждого устройства — своя). Такие программы называются драйверами.

Подробно:

Когда Чарльз Бэббидж разрабатывал аналитическую счётную машину в тридцатых годах ХIХ века, он предположил, что для успешной работы необходимы как минимум следующие устройства:

• устройство для обработки данных, в котором непосредственно осуществляются вычисления («мельница»);

• устройство для хранения данных («склад»);

• устройство для управления процессом вычислений («контора»)

Архитектура ЭВМ — это общее описание структуры и функций ЭВМ, её ресурсов.

Ресурсы ЭВМ — средства вычислительной системы, которые могут быть выделены процессу обработки данных на определённый интервал времени. К ресурсам ЭВМ традиционно относят объём доступной памяти, процессорное  время и др.

Начиная с первых ЭВМ, реализовывалась схем взаимодействия устройств компьютера, представленная на рис. 3.2.2.

Развитие ЭВМ с момента их появления происходило быстрыми темпами. Модернизировались существующие устройства и разрабатывались новые, появлялись более совершенные конструктивные решения для обеспечения взаимосвязи отдельных устройств между собой — то есть архитектура ЭВМ постоянно совершенствовалась. На смену большим ЭВМ пришли мини-ЭВМ, а затем и персональные компьютеры (ПК). Сохраняя общие принципы архитектуры, каждая новая модель компьютеров обладала определёнными отличительными признаками.

Задайте сегодня вопрос «Какие устройства входят в состав персонального компьютера?» разным людям и, скорее всего, вы получите различные ответы.

Самый краткий ответ будет такой: в состав компьютера входит системный блок, клавиатура и дисплей (монитор).

Возможно, кто-то добавит, что в состав ПК входят ещё манипулятор «мышь» и принтер, а кто-то будет утверждать, что не представляет себе ПК без джойстика, модема и сканера.

Специалист по электронике на вопрос об устройстве ПК ответит, что есть центральные (процессор, память) и периферийные устройства, которые соединены между собой и обмениваются информацией посредством информационной магистрали — системной шины (рис. 3.2.4).

Центральные устройства подсоединены к шине непосредственно, а периферийные — через устройства сопряжения (контроллеры или адаптеры). Таким образом, ПК состоит из отдельных модулей, объединяемых посредством системной магистрали. Модули можно заменять на более современные, можно также добавлять новые модули. Такой принцип организации архитектуры называется магистрально-модульным.

Инженер-конструктор вычислительной техники скорее всего уточнит, что основу компьютера составляет находящаяся в системном блоке системная (так называемая материнская) плата, на которой размещены системные (центральные) устройства компьютера — процессор и память (оперативная и постоянная), соединённые между собой системной шиной (информационной магистралью), к которой подсоединяются контроллеры (адаптеры) всех периферийных устройств, подключаемых к компьютеру (рис. 3.2.5).

При этом периферийными считаются и клавиатура, и монитор, и винчестер, и дисководы, и модем, и манипуляторы, и сканер, и видеокамера, и так далее. При этом специалист отметит, что дополнительные устройства, позволяющие пользователю компьютера слушать музыку, смотреть видеоролики и делать много других полезных вещей, подключаются через специальные платы расширения. Невозможна работа компьютера и без таких вспомогательных (с точки зрения процесса обработки информации) устройств, как блок питания, система охлаждения и пр.

Примечание. Адаптер монитора (видеоадаптер) часто также располагается на системной плате.

Но поскольку мы с вами — пользователи ПК, то нас его устройство интересует больше с точки зрения того, как организуются информационные процессы, а именно, ввод, хранение, передача, обработка, вывод информации, и какие устройства их обеспечивают.

Как правило, каждое устройство компьютера имеет определённое назначение и относится к тому или иному классу. Все устройства даже одного класса отличаются друг от друга. Например, монитор может быть большим или маленьким по размеру, цветным или монохромным, плоским или объёмным, с защитным экраном или без него, на жидких кристаллах или на светодиодах.

Повышение технических характеристик устройств — это улучшение их потребительских свойств. Среди всех свойств мы будем рассматривать только основные с точки зрения пользователя.

Кроме того, любое устройство без программной поддержки — это просто «железо». Чтобы оно работало, нужны специальные программы (для управления каждым устройством — Своя). Такие программы называются драйверами (от английского dгivе — приводить в движение, управлять).

Так как техника и технология развиваются очень быстро, то приводить точные технические характеристики для каждого конкретного устройства — значит снабжать вас устаревшей информацией, тем не менее динамика их изменения часто бывает очень красноречива.

Компьютер предназначен для обработки самой различной информации. Большинство устройств компьютера работают со всеми видами информации, но есть и специализирующиеся на конкретных видах (текстовой, числовой, графической, звуковой, управляющей).