Структура ЭВМ

Презентация по Информатике Структура ЭВМ.

Тема 3: ЭВМ. Состав и структура

Тема урока:

Структура вычислительной машины.

СЭ-11 АО

Литература

Ю.М. Келим. Вычислительная техника. Москва 2006 г. Стр. 51 - 57.

Структура ЭВМ

Структура вычислительной машины - это совокупность её функциональных элементов и связей между ними.

Элементами могут быть самые различные устройства - от основных логических узлов компьютера до простейших схем.

Структура компьютера графически представляется в виде структурных схем, с помощью которых можно дать описание компьютера на любом уровне детализации.

Классическая структура - Структура фон Неймана.

Структура ЭВМ

Вычислительная машина - устройство для программируемой обработки данных. Она позволяет проводить без участия человека сложные последовательности вычислительных операций.

Обычно вычислительные машины состоят из устройств:

- системный блок (для размещения основных элементов компьютера)

- клавиатура (для ввода символов в компьютер)

- монитор (для отображения текстовой и графической информации)

Структура ЭВМ

Классическая структура вычислительной машины.

Структура ЭВМ

Входное устройство служит для ввода в машину всей информации для решения задач.

Вся вводимая информация попадает в запоминающее устройство или память ЭВМ, где она храниться до момента, когда понадобиться.

Выходное устройство выводит полученные результаты пользователю в виде ему понятном.

Корпус вычислительной машины

Корпус является не только "упаковочным ящиком", но и функциональным элементом, защищающим комплектующие ВМ от внешнего воздействия, и служит основой для последующего расширения системы.

Материнская плата

Это самостоятельный элемент, который управляет внутренними связями и взаимодействует через прерывания с другими внешними устройствами.

Процессор

Стержень материнской платы — процессор, точнее главный процессор (Central Processing Unit, CPU) .

CPU регулирует, управляет и контролирует рабочий процесс.

Оперативная память

Элементы памяти составляют основу внутреннего функционирования любой вычислительной системы, так как с их помощью данные хранятся и могут быть вновь прочитаны при дальнейшей обработке.

Контроллеры

1. Для каждого внешнего устройства в компьютере имеется электронная схема, которая им управляет. Эта схема называется контроллером, или адаптером. Некоторые контроллеры (контроллер дисков) могут управлять сразу несколькими устройствами .

2. Все контроллеры и адаптеры взаимодействуют с CPU и оперативной памятью через системную магистраль передачи данных, которую обычно называют шиной.

Системная магистраль

В распоряжении системы есть несколько линий, которые связывают элементы между собой. Эти линии обмена данными называют шиной ( Bus )

Шина представляет собой совокупность линий (проводов) по которым передается информация.

Системная магистраль

Шины по функциональному назначению делятся на три категории:

- Шина данных. По этой шине происходит обмен данными между CPU , картами расширения, установленными в слоты, и памятью.

- Адресная шина. Служит для передачи адресов памяти.

- Шина управления (системная шина). Управляет обменом данными, определяет какие данные, куда необходимо доставить.

Системная магистраль

К шинам через специальные разъемы (слоты расширения) подключаются карты расширения. (Графический адаптер, звуковые карты и т.д.).

В системе может насчитываться 5 – 8 таких слотов. Все они внешне отличаются друг от друга в соответствие с типом шины. Наиболее распространены в PC шины PCI (для высокоскоростных устройств) и шины ISA (для клавиатуры, мыши, звуковой карты и т.д.).

Устройства хранения данных

Время доступа к информации для этих запоминающих устройств составляет миллисекунды, а для элементов оперативной памяти — наносекунды.

Все приводы PC не могут самостоятельно управлять обменом данных. В качестве посредника между приводом и PC используется специальный контроллер.

Устройства хранения данных

Дисководы ( Floppy Disk Drive , FDD ) являются старейшими периферийными устройствами PC . В качестве носителя информации в них применяются дискеты ( Floppy ) диаметрами 3,5" и размерами 5,25". Дискета представляет собой гибкий лавсановый диск, на который нанесено магнитное покрытие.

Устройства хранения данных

Винчестеры

По сравнению с дискетами винчестеры имеют два важнейших достоинства и один незначительный недостаток:

- Емкость винчестеров едва ли можно сравнивать с емкостью дискет. Так, для того чтобы сохранить данные объемом 420 Мб, потребуется около 290 дискет 3,5" HD

- Время доступа для винчестеров на порядок меньше, чем для приводов дискет

- Винчестеры предназначены для стационарной установки в ВМ.

Устройства хранения данных

Приводы CD - ROM , DVD-ROM

Пришедшие из области аудиоаппаратуры, были модифицированы для применения в ВМ и уверенно вошли в стандартную комплектацию современных компьютеров.

Вопросы:

• Дать определение структуры вычислительной машины.
• Состав вычислительной машины.
• В чем заключается классическая структура вычислительной машины.
• Назначение входного устройства.
• Назначение материнской платы.
• Назначение центрального (главного) процессора.
• Что называется контроллером и его назначение.
• Как делятся шины по функциональному назначению.
• Устройства хранения данных, назначение, особенности.