СТРУКТУРНАЯ СХЕМА КОМПЬЮТЕРА.

Структуру вычислительной системы составляют аппаратное и программное обеспечение.

Аппаратное обеспечение – это оборудование, входящее в состав компьютера.

Программное обеспечение – это совокупность всех программ и документации.

Внешняя архитектура компьютера – это устройства, видимые человеком. Стандартная внешняя архитектура компьютера следующая: системный блок и периферийное оборудование: монитор, клавиатура, мышь. Кроме того к компьютеру могут быть подключены: сетевое оборудование, принтер, сканер и др.

Внутренняя архитектура – это устройства, обеспечивающие процесс накопления, обработки, хранения передачи информации внутри машины. Большинство из них расположены в системном блоке.

Магистраль или шина данных – это проводники, связующие между собой все устройства компьютера. По магистрали передаются управляющие сигналы и данные.

Ядро компьютера образуют процессор и основная память (ОП).

Основными составляющими процессора являются устройство управления и арифметико-логическое устройство.

Устройство управления предназначается для автоматического выполнения программ путем принудительной координации всех остальных устройств компьютера. Вызываемые из ОЗУ команды дешифрируются устройством управления: определяется код операции, которую необходимо выполнить следующей, и адреса операндов, принимающих участие в данной операции.

МАГИСТРАЛЬ

Все команды программы выполняются последовательно, команда за командой, в том порядке, как они записаны в памяти компьютера (естественный порядок следования команд). Этот порядок характерен для линейных программ, т.е. программ, не содержащих разветвлений. Для организации ветвлений используются команды, нарушающие естественный порядок следования команд. Отдельные признаки результатов r(r = 0, r < 0, r > 0 и др.) устройство управления использует для изменения порядка выполнения команд программы.

АЛУ выполняет арифметические и логические операции над данными. Основной частью АЛУ является операционный автомат, в состав которого входят сумматоры, счетчики, регистры, логические преобразователи и др. Оно каждый раз перенастраивается на выполнение очередной операции. Результаты выполнения отдельных операций сохраняются для последующего использования на одном из регистров АЛУ или записываются в память. Результаты, полученные после выполнения всей программы вычислений, передаются на устройства вывода информации. В качестве могут использоваться экран дисплея, принтер, графопостроитель и др.

Современные компьютера имеют достаточно развитые системы машинных операций. Любая операция в компьютера выполняется по определенной микропрограмме, реализуемой в схемах АЛУ соответствующей последовательностью сигналов управления (микрокоманд). Каждая отдельная микрокоманда - это простейшее элементарное преобразование данных типа алгебраического сложения, сдвига, перезаписи информации и т.п.

Основная память делится на внутреннюю и внешнюю.

Внешняя память предназначена для постоянного хранения информации:

· гибкие диски (дискеты 3,5 дюйма и объемом 1,44 Мбт);

· жесткие диски (на июнь 2010 г., достигает 3000 Гб (3 Терабайта)

· (мобильный жесткий диск MicroDrive до 5Гбт. Microdrive (правильная транскрипция «майкродрайв», в обиходе обычно произносится «микродрайв») — один из носителей данных, применяющихся в цифровых фотоаппаратах и других портативных устройствах. Имеет корпус и разъём подключения, аналогичный CompactFlash. Однако Microdrive не является флеш-картой, а представляет собой миниатюрный жёсткий диск. Стоимость мегабайта на носителях Microdrive на момент выхода на рынок была меньше, чем у CompactFlash, однако надёжность хранения информации и быстродействие ниже. В связи с быстрым падением цен на флеш-накопители в 2006-2007 гг., практически вытеснен с рынка.

· оптические диски: DVD-диски (объем 4,7Гб-17 Гбт), CD- диски (CD ROM – диски для чтения, CD RW – диски для чтения и записи объем 650 -700 Мб),

· Blu-Ray (BD-RE с 2000 года) объемом 24 Гбт (Однослойный диск Blu-ray (BD) может хранить 23,3/25/27 или 33 ГБ, двухслойный диск может вместить 46,6/50/54 или 66 ГБ. Также в разработке находятся диски вместимостью 100 ГБ и 200 ГБ с использованием четырёх и восьми слоёв соответственно. Корпорация TDK уже анонсировала прототип четырёхслойного диска объёмом 100 ГБ)

· флеш память (1 – 32 Гб) Многие фирмы уже заявили о выпуске SSD-накопителей объёмом 256 Гб и более. Например в ноябре 2009 года компания OCZ предложила SSD-накопитель ёмкостью 1 Тб и 1,5 млн циклов перезаписи.

Внутренняя память предназначена для временного хранения информации:

· оперативная память (ОЗУ, RAM, объем: 2 Гбт - 6 Гбт) (2048 Мбт)

· постоянная память (ПЗУ, ROM, BIOS, 2 Мбт),

· память устройств (видеопамять монитора 512 Мбт- 3 Гбт, клавиатуры 8 кбт, буферна пямять принтеров 8-128 кбт).

По современным меркам, для самых требовательных игр уже давно не достаточно 128 bit шины-видеокарты, и по этому более-менее приемлемым показателем, является 256-bit. Но понятное дело, что чем больше ширина шины, тем лучше. Так же, имеет значение пропорциональность количества памяти её типу. 512 MB 128 bit DDR2 будет работать медленнее и гораздо менее эффективно, чем 256 MB 128 bit GDDR3 и т.п. По понятным причинам, 256 MB 256 Bit GDDR3 лучше, чем 256 Mb 128 Bit GDDR3 и т.п. Так, например, на период 2008—2009, чтобы играть комфортно в наиболее современные игры (по тем меркам), необходимо 512 MB 256 bit GDDR3 (и более) и 2 ГБ (и более)RAM DDR2(3). Сейчас (период 2010 года), чтобы играть комфортно в наиболее современные игры, необходимо 768 MB 320 bit GDDR4 (и более) и 3 ГБ (и более)RAM DDR3.

Процессор может обращаться только к той информации, которая хранится во внутренней памяти. При отключении питания, информация которая хранилась во внутренней памяти (кроме в ПЗУ) стирается.

ОЗУ является основным типом внутренней памяти. Производительность компьютера напрямую зависит от объема ОЗУ и скорости доступа к ячейкам памяти. Объем ОЗУ современных ПК достигает до 4Гбт.Время доступа к ячейкам до 50 Нс.

ПЗУ предназначается для хранения системных программ и данных, связанных с жизнеобеспечением компьютеров. Содержимое ПЗУ часто называют BIOS(базовая система ввода-вывода)

Внешние устройства предназначены в основном для ввода вывода информации. С помощью клавиатуры пользователи вводят в компьютер программы решаемых задач и данные к ним. Введенная информация полностью или частично сначала запоминается в оперативном запоминающем устройстве (ОЗУ), а затем переносится во внешнее запоминающее устройство (ВЗУ), предназначенное для длительного хранения информации, где преобразуется в специальный программный объект - файл.

“Файл - идентифицированная совокупность экземпляров полностью описанного в конкретной программе типа данных, находящихся вне программы во внешней памяти и доступных программе посредством специальных операций (ГОСТ 20866 - 85)”.

При использовании файла в вычислительном процессе его содержимое переносится в ОЗУ а затем обрабатывается процессором