Структурная схема компьютера. Процессор, оперативная память, устройство ввода-вывода, страница 4

учетверенное слово – 8 байт = 64 бита.

Для измерения больших объемов информации используются системы более крупных единиц, основанных на байте:

2¹⁰ байт = 1024 байт = 1 килобайт (Кбайт);

2²⁰ байт = 1024 Кбайт = 2¹⁰ Кбайт = 1024 Кбайт = 1 мегабайт (Мбайт);

2³⁰ байт = 1024 Мбайт = 2¹⁰ Мбайт = 1024 Мбайт = 1 гигабайт (Гбайт);

2⁴⁰ байт = 1024 Гбайт = 2¹⁰ Гбайт = 1024 Гбайт = 1 терабайт (Тбайт);

2⁵⁰ байт = 1024 Тбайт = 2¹⁰ Тбайт = 1024 Тбайт = 1 петабайт (Пбайт).

Следует заметить, что так как коэффициент перехода к более крупным единицам измерения равен не 1000, а 1024, то, например, 100 000 000 байт – это не 100 мегабайт, а приблизительно 96.

Объемы оперативной памяти современных ПК достигают 128 Мбайт и более, объем одного жесткого диска – 40 Гбайт и более.

Желательно иметь представление о том, что

1 машинописная страница содержит около 2000 символов – для ее хранения необходимо около 2000 байт;

1 авторский лист (в полиграфии) содержит около 40 000 символов – для его хранения необходимо около 40 000 байт.

Процессор ПК.

Процессор – основное устройство ПК, производящее все вычисления. Процессор состоит из ячеек, похожих на ячейки ОЗУ, но в этих ячейках данные могут не только храниться, но и изменяться в процессе вычислений. Ячейки процессора называют регистрами. Во время своей работы процессор считывает данные из ОЗУ и затем с использованием своих регистров интерпретирует эти данные как команду (или, иначе говоря, как инструкцию) и выполняет эту команду.

Команда процессора может занимать в ОЗУ до 15 байт и может быть представлена, например, в следующем виде:

Код операции определяет, какую операцию будет выполнять процессор. В данном примере операция может  выполняться с Операндом1 и Операндом2 и результат операции может быть записан на место Операнда1. Операнды, в зависимости от способа их задания в команде, могут находиться в регистре, ОЗУ или могут быть закодированы как часть команды.

Во время своей работы процессор автоматически считывает из ОЗУ и выполняет команды в том порядке, в котором они расположены в ОЗУ. Такой порядок выполнения команд называется естественным. Существуют команды, результатом выполнения которых может явиться переход на такой адрес ОЗУ, по которому расположена не следующая по естественному порядку выполнения команда, или, иначе говоря, передача управления во изменение естественного порядка выполнения команд. Такие команды называются командами передачи управления (или командами перехода).

Сразу после включения ПК процессор считывает команды из ППЗУ, а не из ОЗУ, где сразу после включения ПК нет никаких данных, и только впоследствии процессор начинает считывать команды из ОЗУ.

Быстродействие процессора характеризуется его тактовой частотой, которая для современных процессоров может достигать 2 ГГц и более.

Обмен данными внутри процессора при выполнении команд происходит в несколько раз быстрее, чем обмен (считывание и запись данных) с ОЗУ. Для уменьшения количества обращений к ОЗУ внутри процессора создают быстродействующую буферную память – так называемую кэш-память (стоимость этой памяти значительно выше по сравнению с памятью ОЗУ). Во время своей работы процессор сначала обращается к кэш-памяти и, если там нет нужных данных, то обращается к ОЗУ. Считывая блок данных из ОЗУ, процессор одновременно записывает его и в кэш-память.

Принципы работы ПК (принципы фон Неймана).

Принцип программного управления.

Управление компьютером (в том числе и персональным компьютером) осуществляется по заранее подготовленной программе (программа – это последовательность команд, или, иначе говоря, инструкций, расположенных друг за другом в оперативной памяти компьютера).