Состав и назначение основных элементов ПК:

Основными блоками по Нейману являются следующие устройства:

На рисунке – тонкие стрелки указывают направление потоков информации, жирные – управляющих сигналов от процессора к остальным узлам.

• Арифметико-логическое устройство (АЛУ), выполняющее арифметические и логические операции;
• Устройство управления (УУ), которое организует процесс выполнения программ;
• Запоминающее устройство (ЗУ), или память для хранения программ и данных;
• Устройства для ввода-вывода информации.

Это компьютеры классической архитектуры с общей шиной (или системной магистралью). Магистраль включает в себя:

• шину адреса (передача адресов оперативной памяти);
• шину данных (передача данных из оперативной памяти в АЛУ);
• шину управления (передача управляющих сигналов от УУ).

Персональный компьютер (ПК) – комплекс взаимосвязанных устройств, каждому из которых поручена определенная функция – это системный блок, монитор (дисплей), клавиатура, мышь, соединенные кабелями или беспроводной связью.

В системном блоке расположены основные компоненты ПК:

• материнская (системная) плата;
• процессор;
• память;
• адаптеры (контроллеры) внешних устройств;
• дисководы для гибких и оптических дисков;
• дисководы на жестком магнитном диске («винчестеры»);
• органы управления (выключатели, кнопка сброса, индикаторы питания и режимов работы).

Каждый из функциональных элементов (память, монитор или другое устройство) связан с шиной определенного типа – адресной, управляющей или шиной данных. Для согласования интерфейсов периферийные устройства подключаются к шине через контроллеры и порты.

Контроллер – специализированное устройство (или плата), управляющее работой некоторого периферийного устройства и обеспечивающее его связь с системной платой. Например, контроллер клавиатуры или жёсткого диска.

Адаптер – устройство, обеспечивающее согласование параметров входных и выходных сигналов в системе. Например, видеоадаптер, преобразующий цифровое изображение для отображения на аналоговом мониторе; адаптеры последовательного и параллельного портов.

Порты устройств – электронные схемы, содержащие один или несколько регистров ввода-вывода и позволяющие подключать периферийные устройства компьютера к внешним шинам процессора.

Последовательный порт обменивается данными с процессором побайтно, а с внешними устройства побитно.

Параллельный порт получает и посылает данные побайтно.

К последовательному порту подключают медленно действующие или достаточно удаленные устройства (мышь, модем). К параллельному порту подсоединяют более быстрые устройства (принтер, сканер).

На материнской плате расположены главные компоненты компьютерной системы:

• центральный микропроцессор, совмещающий в современных ПК АЛУ и УУ;
• оперативная память;
• микросхемы поддержки;
• центральная магистраль или шина;
• контроллер шины и несколько гнезд-разъемов (слотов).

Они служат для подключения к материнской плате других устройств.

Существуют следующие системные шины:

• 16-разрядная шина ISA, работающая с тактовой частотой 8 МГц;
• шины MCA с тактовой частотой до 10 МГц, разрядность шины 16 и 32 (шина несовместима с шиной ISA , поэтому практически не используется);
• шина EISA работает с тактовой частотой 8-10 МГц (применялась в высокопроизводительных серверах и профессиональных рабочих станциях), являлась очень дорогим решением.

Для увеличения производительности используют локальные шины, связывающие процессор непосредственно с контроллерами периферийных устройств. Наиболее известные – VL-bus, PCI и PCI-Express. Для ускорения работы с графическими и видеоданными шина PCI дополнена портом AGP.

Высокоскоростные последовательные шины USB – служит для одновременного подключения большого количества внешних устройств – до 127, и IEEE-1394 (FireWire) – используется для соединения с внешними проигрывателями дисков DVD и CD-ROM, с цифровыми видео- и фотокамерами, с жесткими дисками.

Основные характеристики процессора – тактовая частота – количество элементарных операций, выполняемых процессором, в секунду и разрядность – количество двоичных разрядов, обрабатываемых за один такт, и количество разрядов, используемых для адресации оперативной памяти.

Понятие вычислительной системы

Вычислительная машина (ВС) – комплекс устройств для автоматической обработки данных при решении математических и информационных задач. Управление системой, обработка данных осуществляется по алгоритмам, которые вводятся в ВС в виде программ. Программы и данные хранятся в памяти ВС.

Разделяются:

• по типу решаемых задач – на специализированные и универсальные;
• по способу представления данных – на аналоговые и цифровые;
• по вычислительным возможностям – на мэйнфреймы (IBM ES-9000), машины среднего звена (IBM AS-400, RS-6000), персональные компьютеры;
• по исполнению на настольные, блокнотные (notebook) и пр.