Структурная схема ЭВМ

Рис.1. Блок-схема вычислителя фон Неймана

Процессор включает в себя устройство управления (УУ) и арифметико-логическое устройство (АЛУ):

УУ управляет всеми процессами обработки информации. УУ содержит генератор элементарных тактов, счетчик команд, регистр операций, регистр адресов, регистр индикатора. УУ выполняет следующие типы команд: команда загрузки и передачи данных, команда завершения, команда вызова подпрограмм, команда ввода, вывода информации, всевозможно управляющие команды. УУ содержит большое число регистров, которые часто заменимы (получается большая гибкость для программ).

АЛУ выполняет арифметические и логические действия.

Память делится на оперативнуюи внешнюю.

Оперативная память (ОП) базируется на электрических свойствах полупроводниковых материалов, внешняя память - на магнитной записи. Структурно ОП состоит из дискретных элементов, называемых ячейками памяти. Каждая ячейка имеет свой порядковый номер, который называется адресом ячейки. Общее число ячеек называется объемом памяти. ОП имеет следующие свойства: быстродествие, непостоянство, ограниченная емкость. Данные, хранящиеся во внешней памяти, обединяются в массивы, называемые файлами.

К устройствам внешней памяти относятся накопители на гибких и жестких магнитных дисках.

Существует еще один вид памяти – ПЗУ, где хранятся некоторые программы, от которых зависит готовность ЭВМ к работе.

В 40-е годы выдающийся американский математик Джон фон Нейман сформулировал ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ РАБОТЫ ЭВМ(принципы Фон Неймана).

1. Принцип произвольного доступа к основной памяти. Процессору в любой момент времени доступна любая ячейка оперативной памяти. Время доступа одинаково для всех ячеек.

2. Принцип хранимой программы. Программа решения задачи хранится в оперативной памяти наряду с обрабатываемыми данными.

3. Принцип наличия устройств ввода-вывода.

Устройства ввода-вывода - внешние (периферийные) устройства.

Шина – совокупность линий и сигналов, сгруппированных по их назначению. Все компоненты ПК подключаются к шине при помощи разъемов.

Мы рассмотрели структуру ЭВМ. Структуру и построение вычислительной системы называют архитектурой ЭВМ, а способы работы и структурирование отдельных компонентов – организацией ЭВМ.

Если ЭВМ имеет один процессор, то она называется монопроцессорной системой. ЭВМ, имеющие несколько процессоров, называются мультипроцессорной. Мультипроцессорные ЭВМ имеют несколько автономных процессоров с собственными УУ. За счет этого повышается производительность.

Особенность современных компьютеров заключается в том, что УУ и АЛУ объединены в единое целое устройство – ц е н т р а л ь н ы й п р о ц е с с о р. Кроме того, процесс выполнения программ может прерываться для выполнения неотложных действий, связанных с поступившими сигналами от внешних устройств компьютера.