Основные блоки, входящие в состав компьютера

Структуры компьютеров основаны на общих логических принципах, позволяющих выделить в любом компьютере следующие главные устройства (схема фон Неймана):

· процессор, включающий в себя устройство управления (УУ) и арифметико-логическое устройство (АЛУ);

• память (запоминающее устройство, ЗУ), состоящую из перенумерованных ячеек;
• система ввода;
• система вывода.

Эти устройства соединены каналами связи, по которым передается информация.

Под интерфейсом в общем случае понимается совокупность средств, связывающих два (или более) устройства, и алгоритмов, опре­деляющих порядок передачи информации между ними.

Пользовательский интерфейс– совокупность средств взаимо­действия между компьютером и пользователем.

Центральный процессор

Обработка информации происходит в процессоре – основным элементе любого компьютера.

Центральный процессор (CPU,от англ.Central Processing Unit) —это основной рабочий компонент компьютера, который выполняет арифметические и логические операции, заданные программой, управляет вычислительным процессом и координирует работу всех устройств компьютера.

Подчеркнем, что работа процессора происходит под управлением программы.

Функции процессора:

· обработка данных по заданной программе путем выполнения арифметических и логических операций;

• программное управление работой устройств компьютера.

Современные процессоры выполняются в виде микропроцессоров. Физически микропроцессор представляет собой интегральную схему — тонкую пластинку кристаллического кремния прямоугольной формы площадью всего несколько квадратных миллиметров, на которой размещены схемы, реализующие все функции процессора.

В вычислительной системе может быть несколько параллельно работающих процессоров; такие системы называются многопроцессорными.

Память компьютера

Хранением информации в ПК занимаются несколько разнотипных устройств.

Функции памяти:

· приём информации из других устройств;

• запоминание информации;
• выдача информации по запросу в другие устройства машины.

Различают два основных вида памяти — внутреннюю и внешнюю.

Внутренняя память

В состав внутренней памяти входят оперативная память, кэш-память и специальная память.

Оперативная память (ОЗУ, англ. RAM, Random Access Memory — память с про­извольным доступом) —это быстрое запоминающее устройство не очень большого объёма, непосредственно связанное с хранением выполняемых в данный момент программ и данных, обрабатываемых этими программами.

Оперативная память используется только для временного хранения данных и программ, так как, когда машина выключается, все, что находилось в ОЗУ, пропадает.

В ОЗУ при включенном компьютере хранятся операционная система и те программы, которые выполняются в данный момент.

Кэш (англ. cache), или сверхоперативная память —очень быстрое ЗУ не­большого объёма, которое используется при обмене данными между микропроцессором и оперативной памятью для компенсации разницы в скорости обработки информации процессором и несколько менее быстродействующей оперативной памятью.

Кэш-памятью управляет специальный контроллер, который, анализируя выполняемую программу, пытается предвидеть, какие данные и команды вероятнее всего понадобятся в ближайшее время процессору, и подкачивает их в кэш-память.

К устройствам специальной памяти относятся постоянная память ПЗУ (ROM), ППЗУ перепрограммируемая постоянная память (Flash Memory), память CMOS RAM, питаемая от батарейки, видеопамять(VRAM)и некоторые другие виды памяти.

Постоянная память (ПЗУ, англ. ROM, Read Only Memory — память только для чтения) —энергонезависимая память, используется для хранения данных о конфигурации компьютераы, которые никогда (или почти никогда) не потребуют изменения. Комплект программ, находящихся в ПЗУ, образует базовую систему ввода-вывода (BIOS– Basic Input-Output System). Основное назначение программ этого пакета состоит в том, чтобы проверить состав и работоспособность компьютерной системы и обеспечить взаимодействие с клавиатурой, монитором, жестким диском и дисководом гибких дисков. Программы, входящие в BIOS, позволяют наблюдать на экране диагностические сообщения, сопровождающие запуск компьютера, а также вмешиваться в ход запуска с помощью клавиатуры.

Внешняя память

ВНЕШНЯЯ ПАМЯТЬ (ВЗУ)– это энергонезависимая память, реализованная в виде внешних, относительно материнской платы, устройств с разными принципами хранения информации и типами носителя, предназначенных для долговременного хранения информации.

В частности, во внешней памяти хранится все программное обеспечение компьютера. Устройства внешней памяти могут размещаться как в системном блоке компьютера, так и в отдельных корпусах. В отличие от оперативной памяти, внешняя память не имеет прямой связи с процессором. Физически внешняя память реализована в виде накопителей.

Накопители – это запоминающие устройства, предназначенные для продолжительного (что не зависит от электропитания) хранения больших объемов информации. Емкость накопителей в сотни раз превышает емкость оперативной памяти или вообще неограниченная, когда речь идет о накопителях со сменными носителями. Накопитель можно рассматривать как совокупность носителя и соответствующего привода. Различают накопители с сменными и постоянными носителями.

Привод – это объединение механизма чтения-записи с соответствующими электронными схемами управления. Его конструкция определяется принципом действия и видом носителя.

Стример и стримерная библиотека

Носитель – это физическая среда хранения информации.

В состав внешней памяти компьютера входят:

· накопители на жёстких магнитных дисках (HDD);

• накопители на гибких магнитных дисках (FDD);
• накопители на оптических компакт-дисках (СD, DVD, Blu-Ray и т.п.);
• накопители на магнито-оптических компакт-дисках (MO);
• накопители на магнитной ленте (стримеры)

· полупроводниковыефлэш-память, флэш-карты

· голографическиемногоцелевые диск (HVD),

· Universal Media Disc (UMD) — оптический накопитель до 1,8 Гб

· SSD диски ­− твердотельные накопители (без движ. частей, до 1 Тб)

· и др.

Устройства ввода и вывода

Устройства ввода информации

Цель функции вводав компьютере – преобразование поступающей извне информации (образов, звуков, нажатий клавиш, положений указателя, напряжений термопар и т.д.) в двоичные числа.

§ Клавиатура (механические (под каждой клавишей расположена пружина) и пленочные).

§ Сканер —устройство для ввода в компьютер графических изображений. Создает оцифрованное изображение документа и помещает его в память компьютера.

Ручные сканеры, которые прокатывают по поверхности документа рукой, и планшетные сканеры.

§ Цифровые фотокамеры, веб-камеры

§ Микрофон

§ Манипуляторы (мышь, джойстик, трекбол, сенсорная панель, тачпойнт, тачпад и др.) – это специальные устройства, которые используются для управления курсором.

трекболы

§ Световое перо – устройство, напоминающее обычное перо, на кончике которого имеется светочувствительный детектор. Если прикоснуться таким пером к экрану дисплея, то в этом месте появится система прямоугольных координат с началом в точке прикосновения. Перемещение пера по экрану вызовет появление рисунка

§ Дигитайзер — устройство для преобразования готовых изображений (чертежей, карт) в циф­ро­вую форму.

§