Что такое компьютер

Назначение
и устройство
компьютера
Содержание
•
•
•
•
•
•
•
Что такое компьютер
Схема устройства компьютера
Данные и программы
Команда
Общая схема компьютера
Главные устройства
Архитектура компьютера
Компьютер (англ. computer вычислитель) – устройство для
выполнения
действий
с
информацией.
По своему назначению компьютер –
это
универсальное
техническое
средство для работы с информацией.
Компьютер может:
•производить вычисления,
•редактировать тексты,
•преобразовывать графические
изображения, звуковые и видеозаписи.
По принципам устройства компьютер – это модель человека, работающего с информацией.
Четыре основных компонента информационной
функции человека:
•прием (ввод) информации;
•запоминание информации (память);
•процесс мышления (обработка информации);
•передача (вывод) информации.
устройства, выполняющие эти функции человека:
•устройства ввода;
•устройства запоминания – память;
•устройство обработки – процессор;
•устройства вывода.
Основные этапы обработки
информации
ВВОД
Преобразование
Хранение
ВЫВОД
Схема устройства компьютера
Устройства
ввода
Устройства
вывода
Средства связи
компьютера
с внешним миром
Внутренняя Внешняя
память
память
Процессор
Средства
долговременного
хранения
информации
Средства хранения
оперативной
информации и ее обработки
Основа компьютера – аппаратура
(Hardware), построенная в основном с
использованием
электронных
и
электромеханических элементов и
устройств.
Принцип действия компьютеров –
выполнение программ (Software) –
заранее
заданных,
четко
определенных последовательностей
арифметических,
логических
и
других операций.
Отдельные части компьютера – блоки,
связанные между собой с помощью
различных устройств: электрических
кабелей, разъемов, портов.
принтер
системный блок
монитор
колонки
мышь
клавиатура
Данные и программы
Информация для человека - знания, которыми он
обладает.
Информация для компьютера – данные и
программы, хранящиеся в памяти.
Информация
Декларативная
Процедурная
(я знаю, что…)
(я знаю, как…)
Данные
Программа
Данные и программы
Данные – это информация, которая обрабатывается компьютером автоматически в соответствии с программой.
Программа
–
это
описание
последовательности
действий,
которые
должен выполнить компьютер для решения
поставленной задачи обработки данных.
Принцип программного управления
компьютером:
•любая работа выполняется компьютером по программе;
•исполняемая программа находится в
оперативной памяти;
•программа
выполняется
автоматически.
Любая компьютерная программа –
последовательность отдельных команд.
Команда – описание операции, которую
должен
выполнить
компьютер.
Как
правило, у команды есть свой код (условное
обозначение), исходные данные (операнды)
и результат.
Совокупность
команд,
выполняемых
данным
компьютером,
называется
системой команд этого компьютера.
Архитектура компьютера – это общее описание
структуры и функций ЭВМ (из каких устройств
состоит компьютер и по каким правилам они
взаимодействуют между собой).
Основные
компоненты
архитектуры
–
процессор, внутренняя (основная) память,
внешняя память, устройства ввода, устройства
вывода.
Обязательный комплект ПК:
Системный
блок
(материнская
плата,
процессор, внутренняя память, блок питания,
дисковод, контроллеры внешних устройств,
вентилятор,…), клавиатура, монитор.
Дополнительно к ПК могут быть подключены:
принтер, манипулятор (мышь), модем, сканер,
…
Все устройства ПК, кроме процессора и
внутренней памяти, называют внешними
устройствами.
Каждое внешнее устройство взаимодействует с
процессором через специальный блок, который
называется контроллером (от англ. сontroller –
контролер, управляющий). Другое название –
адаптер.
Назначение контроллера – преобразование
информации, поступающей от процессора, в
соответствующие
сигналы,
управляющие
работой устройства.
Практически все модели современных ПК
имеют магистральный тип архитектуры.
Магистральный тип архитектуры
СИСТЕМНЫЙ БЛОК
процессор
внутренняя
память
Информационная магистраль (шина)
Дисковод
Клавиатура
Принтер
Контроллеры
устройств
Монитор
Информационная связь между устройствами
компьютера
осуществляется
через
информационную магистраль (общая шина).
Магистраль – кабель, состоящий из множества
проводов.
По одной группе проводов (шина данных)
передается обрабатываемая информация, по
другой (шина адреса) – адреса памяти или
внешних устройств, к которым обращается
процессор.
Управляющие сигналы (сигнал готовности к
работе, сигнал к началу работы устройства)
передаются по шине управления.
В современном ПК реализован принцип
открытой архитектуры. Он позволяет менять
состав устройств (модулей) ПК (подключать
дополнительные устройства, менять одни
модели устройств на другие, увеличивать
внутреннюю память, менять процессор … ).
Аппаратное
подключение
периферийного
устройства к магистрали осуществляется через
контроллер (адаптер). Программное управление
работой
устройства
производится
через
программу – драйвер, которая является
компонентом операционной системы (ОС).
Принципы фон Неймана
В основу построения
подавляющего
большинства компьютеров
положены следующие общие принципы,
сформулированные
в
1945г.
Американским ученым
Джоном
фон
Нейманом.
Принципы фон Неймана
1. Принцип программного управления. Из него следует, что
программа состоит из набора команд, которые выполняются
процессором автоматически друг за другом в определенной
последовательности.
2. Принцип однородности памяти. Программы и данные
хранятся в одной и той же памяти. Поэтому компьютер не
различает, что хранится в данной ячейке памяти — число,
текст или команда. Над командами можно выполнять такие
же действия, как и над данными.
3. Принцип адресности. Структурно основная память
состоит из перенумерованных ячеек; процессору в
произвольный момент времени доступна любая ячейка.
Отсюда следует возможность давать имена областям памяти,
так, чтобы к запомненным в них значениям можно было
впоследствии обращаться или менять их в процессе
выполнения программ с использованием присвоенных
имен.