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

ТЕМА 15

Компьютеры: Структурная схема компьютера. Элементная база современных компьютеров. Обеспечение быстродействия и надежности работы компьютеров. Понятие о позиционных системах счисления. Структурная схема ПК. Системная шина. Оперативная и прочая память ПК. Единицы измерения объемов памяти. Процессор ПК. Принципы работы ПК (принципы фон Неймана). Устройства ввода-вывода ПК. Принцип открытой архитектуры.

Структурная схема компьютера.

Процессор – устройство, выполняющее все вычисления, а также выполняющее управление последовательностью вычислений.

Оперативная память – место для хранения данных, используя которые, процессор может выполнять вычисления.

Устройства ввода-вывода предназначены:

1. для ввода данных (например: клавиатура, "мышь", сканер);

2. для вывода данных (например: видеомонитор, принтер);

3. для обмена данными (например: накопители на жестких и гибких дисках, накопители на магнитной ленте, модемы).

Данные могут быть выведены на носители данных, после вывода могут храниться на носителях данных (жестких и гибких дисках, магнитной ленте, Flash-накопителях) и затем эти данные могут быть введены с этих носителей.

Элементная база современных компьютеров. Обеспечение быстродействия и надежности работы компьютеров.

Для того чтобы такое сложное устройство, как современный компьютер, могло работать быстро и надежно, оно должно состоять из быстро и надежно работающих элементов.

Элементной базой основных устройств современных компьютеров являются электронные микросхемы, которые обеспечивают высокое быстродействие компьютеров.

Надежность работы электронных микросхем обеспечивается тем, что элементы этих микросхем могут принимать только два устойчивых состояния.

Надежное хранение информации на магнитных носителях достигается намагничиванием в одном из двух возможных направлений элементарных участков магнитного слоя вблизи поверхности носителя, на оптических дисках – созданием впадин и плоских участков на поверхности диска.

Эти свойства электронных и прочих элементов и являются причиной того, что наиболее удобной для представления данных в современных компьютерах является двоичная система счисления.

Понятие о позиционных системах счисления.

Системой счисления называется система записи чисел по определенным правилам с помощью символов, называемых цифрами. Существуют позиционные и непозиционные системы счисления.

Примером непозиционной системы счисления является римская система записи чисел (например: I = 1, II = 1+1=2, III = 1+1+1=3, IV = 5-1=4, V = 5, VI = 5+1=6, IX =10-1=9, XI =10+1=11). При такой системе записи значение цифры, или, иначе говоря, вклад цифры в значение числа, не зависит от позиции этой цифры.

Примером позиционной системы счисления является десятичная система счисления. При записи числа в этой системе счисления значение цифры зависит от ее положения (позиции). Позиция цифры в числе называется разрядом. При записи целого числа цифра, которая находится в крайнем правом разряде, обозначает количество единиц; цифра, которая находится на один разряд левее, обозначает количество десятков и т.д. (например: 12=1х10+2, 129=1х100+2х10+9).

Позиционная система счисления характеризуется набором цифр, с помощью которых записываются числа, а также основанием системы счисления. Основание системы счисления равно количеству цифр в этом наборе и оно определяет, во сколько раз меняется значение цифры при переходе к соседнему разряду. Для десятичной системы счисления это набор из 10 цифр 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 и основание – число 10.

При работе с компьютером наиболее интересны для представления и отображения данных двоичная, восьмеричная и шестнадцатеричная позиционные системы счисления. Ниже приведены примеры того, как выглядят одни и те же числа в разных позиционных системах счисления.