Архитектура персонального компьютера. Структура вычислительных систем

Функциональная схема ЭВМ

Принцип фон Неймана

• Арифметико-логическое устройство
• Устройство управления
• Запоминающее устройство
• Внешнее устройство для ввода/вывода информации

Схема ПК

Функциональная схема ПК

Материнская плата

Системная шина

Обеспечивает три направления передачи информации:

1. Между микропроцессором и основной памятью
2. Между микропроцессором и портами ввода-вывода внешних устройств
3. Между основной памятью и портами ввода-вывода внешних устройств (в режиме прямого доступа к памяти)

Процессор

Устройство, предназначенное для выполнения команд.

Состав микропроцессора

• Устройство управления
• Арифметико-логическое устройство
• Микропроцессорная память
• Интерфейсная система микропроцессора

Запоминающие устройства. Внутренняя память

По функциональному назначению характеризуется:

• Быстродействием, т.е. скоростью чтения-записи информации.
• Емкостью – объемом информации, который можно одновременно хранить в ЗУ.
• Энергонезависимостью – способностью сохранять информацию при выключении питания.

Внутренняя память

• Постоянная (программы настройки, тестирования и первоначальной загрузки компьютера (BIOS), а также программы вычисления стандартных функций)
• Оперативная
• Сверхоперативная

Внешние запоминающие устройства

Используется для хранения больших объемов информации и характеризуется высокой емкостью, энергонезависимостью, но относительно низким быстродействием.

Внешние устройства:

• Внешние запоминающие устройства, или внешняя память ПК.
• Диалоговые средства пользователя.
• Устройства ввода информации.
• Устройства вывода информации.
• Средства связи и телекоммуникации.

Устройства ввода-информации

• Клавиатура
• Манипуляторы
• Сканеры
• Ручные
• Настольные
• Графические планшеты (диджитайзеры)

Устройства вывода информации

• Принтеры
• Матричные
• Струйные
• Лазерные
• Термические
• Плоттеры (графопостроители)

Устройства связи и телекоммуникации

Используются для связи с приборами и другими средствами автоматизации (согласователи интерфейсов, адаптеры, цифро-аналоговые и аналогово-цифровые преобразователи и др.) и для подключения ПК к каналам связи, к другим ЭВМ и вычислительным сетям (сетевые интерфейсные платы, модемы и др.)

Средства мультимедиа

• Используются для создания виртуальной реальности, интерактивного режима, когда пользователь становится не пассивным наблюдателем событий, а их активным участником.

​

• Устройства речевого ввода-вывода.

Программы

Программы - это упорядоченные последовательности команд. 

Команда - это элементарная инструкция, предписывающая компьютеру выполнить ту или иную операцию.

Программное обеспечение

Совокупность программ обработки данных и необходимых для их эксплуатации документов.

• Системное ПО
• Прикладное ПО
• Инструментальное ПО

Уровни программного обеспечения

Базовое программное обеспечение

Оно отвечает за взаимодействие с базовыми аппаратными средствами. Как правило, базовые программные средства непосредственно входят в состав базового оборудования и хранятся в постоянном запоминающем устройстве (ПЗУ). Программы и данные записываются («прошиваются») в микросхемы ПЗУ на этапе производства и не могут быть изменены в процессе эксплуатации.

​

Структура программного обеспечения ПК

Системное программное обеспечение

• Операционная система
• Драйвера
• Средства обеспечения пользовательского интерфейса
• Служебное ПО (утилиты)
• Программы-оболочки
• Средства контроля и диагностики

Инструментальное ПО

• Языки программирования
• Трансляторы, интерпретаторы (обеспечивают автоматический перевод с алгоритмических языков в машинные коды)

Прикладное ПО

Предназначено для решения пользовательских задач.

Пакеты прикладных программ – комплекс взаимосвязанных программ для решения задач определенного класса в конкретной предметной области.

Условная классификация прикладного ПО

• Пакеты программ текстовой обработки
• Табличные процессоры
• Пакеты программ графики
• Системы управления базами данных

​