Конспект по чолі 2.
Що таке комп'ютер?
Комп'ютер є програмований електронний пристрій,здатний обробляти дані і виконувати обчислення, а також виконуватиінші завдання маніпулювання символами.
Існує два основних класи комп'ютерів: цифрові комп'ютери, що обробляють дані у вигляді двійкових кодів; аналогові комп'ютери, що обробляють безупинно мінливі фізичнівеличини (електрична напруга, час і т.д.), які єаналогами обчислюваних величин.
Основу комп'ютерів утворює апаратура (HardWare) .. Принцип діїкомп'ютерів полягає у виконанні програм (SoftWare).
Будь-яка комп'ютерна програма являє собою послідовністьокремих команд.
Сукупність команд, що виконуються комп'ютером, називаєтьсясистемою команд цього комп'ютера.
Як влаштований комп'ютер?
Різноманітність сучасних комп'ютерів дуже велика. Але їх структуризасновані на загальних логічних принципах, що дозволяють виділити в будь-якомукомп'ютері наступні головні пристрої:пам'ять (запам'ятовуючий пристрій, ЗУ), що складається з перенумеровані осередків;процесор, що включає в себе пристрій керування (УУ) та арифметико -логічний пристрій (АЛП);пристрій введення;пристрій виводу.
Ці пристрої з'єднані каналами зв'язку, по яких передаєтьсяінформація.
Основні пристрої комп'ютера і зв'язки між ними представлені насхемою:
| Регістр являє собою сукупність тригерів, пов'язаних один з |
| іншому певним чином загальною системою управління. |
На яких засадах побудовані комп'ютери?
В основу побудови переважної більшості комп'ютерів покладенонаступні загальні принципи, сформульовані в 1945 р. американським вченим
Джоном фон Нейманом.
1. Принцип програмного управління. З нього випливає, що програмаскладається з набору команд, які виконуються процесором автоматичноодин за одним у певній послідовності.
2. Принцип однорідності пам'яті. Наприклад, програма в процесі своговиконання також може піддаватися переробці. Команди однієї програмиможуть бути отримані як результати виконання іншої програми. На цьомупринципі грунтуються методи трансляції - перекладу тексту програми з мовипрограмування високого рівня на мову конкретної машини.
3. Принцип адресності. Структурно основна пам'ять складається зперенумеровані осередків; процесору в довільний момент часу доступнабудь-яка осередок.
Що таке команда?
Команда - це опис елементарної операції, яку має виконатикомп'ютер. У загальному випадку, команда містить наступну інформацію: код виконуваної операції; вказівки з визначення операндів (або їх адрес); вказівки з розміщення одержуваного результату.
Залежно від кількості операндів, команди бувають: одноадресних; двоадресного; трехадресние ; змінно-адресні.
Що таке архітектура і структура комп'ютера?
При розгляді комп'ютерних пристроїв прийнято розрізняти їхархітектуру та структуру:
Архітектура комп'ютера називається його опис на деякому загальномурівні, що включає опис призначених для користувача можливостей програмування,системи команд, системи адресації, організації пам'яті і т.д. Архітектуравизначає принципи дії, інформаційні зв'язки і взаємне підключеннялогічних основних вузлів комп'ютера: процесора, оперативного ЗУ, зовнішніх
ЗУ і периферійних пристроїв. Спільність архітектури різних комп'ютерівзабезпечує їх сумісність з точки зору користувача.
Структура комп'ютера - це сукупність його функціональних елементів ізв'язків між ними. Елементами можуть бути самі різні пристрої - відосновних логічних вузлів комп'ютера до найпростіших схем. Структуракомп'ютера графічно представляється у вигляді структурних схем, за допомогоюяких можна дати опис комп'ютера на будь-якому рівні деталізації.
Найбільш поширені такі архітектурні рішення:
. Класична архітектура
Це однопроцесорний комп'ютер. До цього типу архітектури належить іархітектура персонального комп'ютера із загальною шиною. Всі функціональніблоки тут пов'язані між собою загальною шиною, що називається також системноїмагістраллю.
Фізично магістраль є многопроводную лінію з гніздамидля підключення електронних схем. Сукупність проводів магістралірозділяється на окремі групи: шину адреси, шину даних і шинууправління.
Периферійні пристрої (принтер та ін) підключаються до апаратурикомп'ютера через спеціальні контролери - пристрої управлінняпериферійними пристроями.
Контролер - пристрій, який пов'язує периферійне устаткуванняабо канали зв'язку з центральним процесором, звільняючи процесор відбезпосереднього управління функціонуванням даного обладнання.
Що таке центральний процесор?
Центральний процесор (CPU, від англ. Central Processing Unit) - цеосновний робочий компонент комп'ютера, який виконує арифметичні ілогічні операції, задані програмою, управляє обчислювальнимпроцесом і координує роботу всіх пристроїв комп'ютера.
Сучасні процесори виконуються у вигляді мікропроцесорів. Фізичномікропроцесор являє собою інтегральну схему - тонку пластинкукристалічного кремнію прямокутної форми площею всього кількаквадратних міліметрів, на якій розміщені схеми, що реалізують всі функціїпроцесора.
Як влаштована пам'ять.
Пам'ять комп'ютера побудована з двійкових запам'ятовуючих елементів - бітів, об'єднаних у групи по 8 бітів, які називаються байтами.
(Одиниці виміру пам'яті збігаються з одиницями вимірювання інформації).
Всі байти пронумеровані. Номер байта називається його адресою. Розрізняють два основних види пам'яті - внутрішню і зовнішню.
Які пристрої утворюють внутрішню пам'ять?
До складу внутрішньої пам'яті входять оперативна пам'ять, кеш-пам'ять іспеціальна пам'ять.
1. Оперативна пам'ять
Оперативна пам'ять: (ОЗУ, англ. RAM, Random Access Memory - пам'ять здовільним доступом) - це швидке запам'ятовуючий пристрій не дужевеликого об'єму, безпосередньо пов'язане з процесором і призначенедля запису, зчитування й зберігання виконуваних програм і даних,оброблюваних цими програмами.
Оперативна пам'ять використовується тільки для тимчасового зберігання даних іпрограм, тому що, коли машина вимикається, все, що знаходилося в ОЗУ,пропадає. Доступ до елементів оперативної пам'яті прямій - це означає, щокожен байт пам'яті має свій індивідуальний адресу.
2. Кеш-пам'ять
Кеш (англ. cache), або сверхоператівная пам'ять - дуже швидке ЗУневеликого обсягу, що використовується при обміні даними міжмікропроцесором і оперативною пам'яттю для компенсації різниці у швидкостіобробки інформації процесором і дещо менш швидкодіючоїоперативною пам'яттю.
Кеш-пам'ять реалізується на мікросхемах статичної пам'яті SRAM
Сучасні мікропроцесори мають вбудовану кеш-пам'ять, так званийкеш першого рівня розміром 8, 16 або 32 Кбайт. Крім того, на системнійплаті комп'ютера може бути встановлений кеш другого рівня ємністю 256, 512
Кбайт і вище.
3. Спеціальна пам'ять
До пристроїв спеціальної пам'яті відносяться постійна пам'ять (ROM),Перепрограмміруємая постійна пам'ять (Flash Memory), пам'ять CMOS RAM,що живиться від батарейки, відеопам'ять і деякі інші види пам'яті.
Які пристрої утворюють зовнішню пам'ять?
Зовнішня пам'ять (ВЗП) призначена для тривалого зберігання програм іданих, і цілісність її вмісту не залежить від того, включений абовимкнений комп'ютер. На відміну від оперативної пам'яті, зовнішня пам'ять немає прямого зв'язку з процесором. Інформація від ВЗП до процесора і навпакициркулює приблизно за такою ланцюжку:
ВЗП (ПЗУ (КЕШ (Процесор
До складу зовнішньої пам'яті комп'ютера входять:
. накопичувачі на жорстких магнітних дисках;
. накопичувачі на гнучких магнітних дисках;
. накопичувачі на компакт-дисках;
. накопичувачі на магніто-оптичних компакт-дисках;
. накопичувачі на магнітній стрічці (стримери) та ін
З'єднання пристроїв комп'ютера між собою.
Для того, щоб з'єднати один з одним різні пристроїкомп'ютера, вони повинні мати однаковий інтерфейс (англ. interface від inter
- Між, і face - обличчя).
| Інтерфейс - це засіб сполучення двох пристроїв, в якому усі |
| фізичні та логічні параметри узгоджуються між собою. |
Якщо інтерфейс є загальноприйнятим, наприклад, затвердженим на рівні міжнародних угод, то він називається стандартним.
Кожен з функціональних елементів (пам'ять, монітор або іншепристрій) пов'язаний з шиною певного типу - адресної, що управляє абошиною даних.
Для узгодження інтерфейсів периферійні пристрої підключаються дошині не безпосередньо, а через свої контролери (адаптери) і порти приблизно потакою схемою:
Контролер або адаптер (Порт (Шина
Контролери та адаптери являють собою набори електронних ланцюгів,якими забезпечуються пристрої комп'ютера з метою сумісності їхінтерфейсів. Контролери, крім цього, здійснюють безпосереднєуправління периферійними пристроями за запитами мікропроцесора.
| Порти пристроїв являють собою якісь електронні схеми, які містять |
| один або кілька регістрів вводу-виводу і дозволяють підключати |
| периферійні пристрої комп'ютера до зовнішніх шин мікропроцесора. |
Порт також називають пристрої стандартного інтерфейсу: послідовний, паралельний і ігровий порти (або інтерфейси).
| Послідовний порт обмінюється даними з процесором побайтно, а з |
| зовнішніми пристроями - побітне. Паралельний порт одержує і посилає |
| дані побайтно. |
До послідовного порту зазвичай приєднують повільно діючі або досить віддалені пристрої, такі, як миша і модем. До паралельному порту під'єднують більш "швидкі" пристрою - принтер і сканер. Через ігровий порт під'єднується джойстик. Клавіатура і монітор підключаються до своїх спеціалізованим портів, які є просто роз'єми.
Пристрої введення та виведення.
Пристрої введення: клавіатура, сканер, сенсорний монітор, факс, модем,миша, джойстик, трекбол, дигітайзерів
Трекбол - невелика коробка з кулькою, вбудованим у верхню частинукорпусу. Користувач рукою обертає кульку і переміщує, відповідно,курсор. На відміну від миші, трекбол не вимагає вільного простору близькокомп'ютера, його можна вмонтувати в корпус машини.
Дігітайзери - пристрій для перетворення готових зображень
(креслень, карт) в цифрову форму. Являє собою плоску панель --планшет, розташовується на столі, і спеціальний інструмент - перо, за допомогоюякого вказується позиція на планшеті. При переміщенні пера по планшетуфіксуються його координати в близько розташованих точках, які потімперетворюються на комп'ютері в необхідні одиниці виміру.
Пристрої виводу: монітор, принтер, факс, модем, плоттер.
