Структура персонального компьютера

Персональный компьютер – универсальная техническая система. Его конфигурацию (состав оборудования) можно гибко изменять по мере необходимости. Это является следствием свойств архитектуры, которая лежит в основе его построения.

Архитектура ЭВМ – концепция структуры вычислительного устройства, определяющая проведение обработки информации и включающая методы преобразования информации в данные, а также принципы взаимодействия технических средств и программного обеспечения. Она описывает многоуровневую иерархия аппаратно-программных средств, из которых состоит ЭВМ. При этом каждый из уровней допускает многовариантное построение и применение. Архитектура подразумевает полную и детальную спецификация интерфейса между пользователем и ЭВМ.

Надо сказать, что в общем случае пользователю ЭВМ безразлично, на каких элементах выполнены электронные схемы, как реализуются команды и т.д. Важно другое: каким образом те или иные структурные особенности ЭВМ связаны с возможностями, предоставляемыми пользователю, какие альтернативы реализованы при создании машины и по каким критериям принимались решения о ее комплектовании, как связаны между собой характеристики отдельных устройств и какое влияние они оказывают на общие характеристики компьютера.

К наиболее существенным свойствам архитектуры и характеристикам ЭВМ относятся: универсальность, совместимость, развитое программное обеспечение, агрегатный принцип построения технических средств и широкая номенклатура внешних (периферийных) устройств, высокая технологичность, соответствие стандартам.

1) Универсальность обеспечивает возможность одинаково решать задачи различных классов практически для всех областей деятельности. Это достигается прежде всего:

– универсальной системой команд, содержащей кроме операций двоичной арифметики полный набор операций десятичной арифметики с операндами (т.е. элементами данных, над которыми выполняется операция);

– универсальной логической структурой, имеющей обязательные (стандартные) аппаратные и программные средства для всех моделей ЭВМ, образующих единое семейство;

– сбалансированностью входящих в нее устройств по быстродействию и потокам информации между ними.

2) Совместимость достигается аппаратно-программными средствами с целью создания единого прикладного и системного программного обеспечения для всех моделей ЭВМ общего назначения одного семейства. За счет совместимости обеспечивается одинаковость результатов выполнения программ и перенос программных средств между компьютерами. Достижение полной совместимости (абсолютной) – очень сложная задача, поэтому в большинстве случаев ограничиваются частичной совместимостью:

– совместимость «снизу – вверх», при которой программы, разработанные для менее мощной ЭВМ (младшей), должны обязательно и с тем же результатом проходить на более мощной ЭВМ (старшей);

– совместимость «сверху – вниз», при которой должна обеспечиваться совместимость по крайней мере на 4-х уровнях аппаратно-программных средств: 1) операционной системы и пакетов ее расширяющих; 2) языковых интерфейсов; 3) системы программ; 4) пользовательских средств. Этот вид совместимости обычно обеспечивается весьма ограниченно.

3) Развитие программного обеспеченияориентированного на конкретные структурные и функциональные возможности аппаратуры, позволяющие эффективно решать задачи пользователя. Для ЭВМ общего назначения ОС стала неотъемлемой частью, представляющей собой программное расширение аппаратных средств ЭВМ.

4) Агрегатный принцип построения технических средств, стандартный интерфейс ввода-вывода, позволяющий подключать различные по назначению периферийные устройства (ПУ) широкой номенклатуры; в совокупности с программным обеспечением позволяют строить конкретный вычислительный комплекс, наиболее подходящий для заданного применения с учетом требований и производительности, функциональным возможностям и набору ПУ.

5) Высокая технологичность обеспечивает возможность крупносерийного производства и высокую технико-экономическую эффективность ЭВМ общего назначения.

6) Соответствие стандартам позволяет обеспечить совместимость с мировым парком ЭВМ общего назначения в части представления информации, способов сопряжения и организации обмена данными.