Аппаратное обеспечение ЭВМ.

Архитектура ЭВМ включает в себя как структуру, отражающую аппаратный состав ПК, так и программно–математическое обеспечение. Основы учения об архитектуре вычислительных машин и принципы логического устройства ЭВМ были заложены Джон фон Нейманом.

Ядро ЭВМ составляют центральный процессор и память. Процессор – функциональная часть ЭВМ, выполняющая основные операции по обработке данных и управлению работой других блоков. В свою очередь процессор включает арифметико-логическое устройство (АЛУ) и устройство управления. Сопроцессор - устройство, ускоряющее работу процессора при выполнении математических вычислений. Его наличие необязательно, но для работы ряда программ (графических или расчетных) он необходим. В последних моделях компьютеров он встроен в процессор. Память (внутренняя) — это устройство для хранения информации. Она состоит из оперативного и постоянного запоминающих устройств. В оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), которое часто также называют оперативной памятью, с жесткого диска или дискет копируются (загружаются) программы, которые выполняются в данный момент. Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) постоянно хранит информацию, которая записывается туда при изготовлении компьютера. В ПЗУ хранятся:

- BIOS – базовая система ввода-вывода, контролирует и управляет подключенными к ПК устройствами. Представляет собой программу, в которую заложены основные параметры, необходимые ПК для того чтобы распознать жесткий диск. В BIOS хранятся часы и календарь. BIOS хранится на отдельной микросхеме с автономным питанием от специальной батарейки;

- тестовые программы, проверяющие при каждом включении компьютера правильность работы его блоков;

- программы для управления основными периферийными устройствами - дисководом, монитором, клавиатурой;

- информация о том, где на диске расположена операционная система.

Процессор, память и шина с разъемами для подключения периферийных устройств размещаются на единой плате, называемой материнской или основной (англ. motherboard или mainboard). Для подключения к ней различных дополнительных устройств (дисководов, мыши, принтеров и т. д.), т.е. осуществления обмена информацией между оперативной памятью и устройством, служат специальные платы – контроллеры (адаптеры, карты). Контроллеры имеют свой процессор и свою память, т.е. представляют собой специализированный процессор, они находятся на отдельных платах, которые вставляются в унифицированные разъемы (слоты) на материнской плате. К другому разъему контроллеров (порту), выходящему наружу компьютера, подключается дополнительное устройство.

Рис. 1.1. Структурная схема компьютера.

Все блоки компьютера соединяются системной магистралью, или шиной, — набором проводников, передающих электрические сигналы от одной схемы компьютера к другой. Устройства, связанные с процессором через шину, а не напрямую, называют периферийными. Шина представляет собой канал передачи данных в виде проводников на печатной плате или многожильного кабеля. На рис. 1.1. шина изображена в виде двунаправленной стрелки, чтобы указать на то, что информация по ней движется как от процессора к периферийным устройствам, так и в обратную сторону.

В современных персональных компьютерах, как правило, используется принцип открытой архитектуры. Он заключается в том, что устройства, непосредственно участвующие в обработке информации (процессор, оперативная память), соединяются с остальными устройствами единой магистралью - шиной. Преимущества открытой архитектуры: 1) возможность выбирать конфигурацию компьютера (конфигурация - состав устройств, подключенных к компьютеру); 2) можно расширить систему, подключив к ней новые устройства; 3) можно модернизировать систему, заменив любое из устройств.[2, 3, 8]