Συσκευή εξόδου

Επιχειρήσεων

αξιομνημόνευτος

συσκευή

Αριθμητικό-λογικό

συσκευή

Εικόνα 1.1 Απλοποιημένη δομή υπολογιστή

Μια αριθμητική-λογική μονάδα έχει σχεδιαστεί για να εκτελεί αριθμητικές και λογικές πράξεις σε λέξεις μηχανής, δηλ. κωδικούς που βρίσκονται στη μνήμη και εισάγουν την ALU για επεξεργασία. Επιπλέον, εκτελεί διάφορες λειτουργίες υπολογιστικής διαχείρισης.

Η μνήμη τυχαίας πρόσβασης, ή η μνήμη τυχαίας πρόσβασης, αποθηκεύει κώδικες για λέξεις μηχανής (εντολές και δεδομένα) στα «κελιά» της. Αυτά τα κελιά είναι αριθμημένα και καλείται ο αριθμός κελιού διεύθυνση. [Η μνήμη του υπολογιστή περιέχει συνήθως μόνο οδηγίες και δεδομένα.] Το μηχάνημα χρησιμοποιεί πληροφορίες που είναι αποθηκευμένες στη μνήμη RAM για να οργανώσει τη διαδικασία υπολογισμού. Οι πληροφορίες εισέρχονται στη μνήμη RAM από μια συσκευή εισόδου ή από εξωτερική μνήμη(δεν φαίνεται στο σχήμα). Η εξωτερική μνήμη σάς επιτρέπει να αποθηκεύετε μεγάλες ποσότητες πληροφοριών, αλλά είναι πιο αργή από τη μνήμη RAM. Κατά τη διάρκεια ολόκληρης της διαδικασίας επεξεργασίας, οι πληροφορίες εισέρχονται στο ALU μόνο από τη μνήμη RAM και τα αποτελέσματα της εκτέλεσης του προγράμματος εξάγονται στη συσκευή εξόδου μόνο μετά την ολοκλήρωση της επεξεργασίας. Με τον ίδιο τρόπο, οι πληροφορίες από την εξωτερική μνήμη (ERAM), πριν λάβουν μέρος στην επεξεργασία, πρέπει πρώτα να ξαναγραφτούν στη μνήμη RAM.

Η συσκευή ελέγχου (CU) χρησιμοποιείται για τον αυτόματο έλεγχο της υπολογιστικής διαδικασίας. παράγει σήματα ελέγχου σε όλες τις συσκευές υπολογιστών, μετατρέποντας τις εντολές του προγράμματος σε σήματα ελέγχου. Όπως έχει ήδη σημειωθεί, εάν ο κόμβος ελέγχου συνδυάζεται με μια ALU, τότε μια τέτοια συνδυασμένη συσκευή ονομάζεται συχνά κεντρική μονάδα επεξεργασίας (CPU ή απλά επεξεργαστής). Επικοινωνεί με την κύρια μνήμη (RAM), η οποία αποτελείται από RAM και μνήμη μόνο για ανάγνωση για την αποθήκευση προγραμμάτων I/O, και διάφορες συσκευές εισόδου και εξόδου (ή περιφερειακά) μέσω ενός διαύλου (συχνά αποκαλούμενος «κοινός δίαυλος» ή CO) , βλέπε Εικόνα 1.2. Αυτός ο κοινός δίαυλος αποτελείται από πολλά «υπολεωφορεία»: διεύθυνση, δεδομένα και έλεγχος. Συχνά θα τα λέμε απλά ελαστικά. Επιπλέον, σε προσωπικές μηχανές, για εξοικονόμηση χώρου στην πλακέτα συστήματος (δηλαδή, η πλακέτα στην οποία βρίσκονται ο επεξεργαστής, η μνήμη και οι υποδοχές σύνδεσης περιφερειακών συσκευών), οι δίαυλοι διευθύνσεων και δεδομένων γίνονται μερικές φορές με τη μορφή ενός χρονικά διαχωρισμένου λεωφορείο; τότε η διεύθυνση και τα δεδομένα μεταδίδονται μόνο ένα προς ένα.

Εικόνα 1.2 Κεντρικό μέρος του μηχανήματος

Εκτός από τη CPU και το OP, ο υπολογιστής περιέχει πολλές άλλες συσκευές σχεδιασμένες να επικοινωνούν με τον έξω κόσμο (άνθρωποι, αντικείμενα ελέγχου κ.λπ.). Όπως αναφέρθηκε ήδη, αυτές οι συσκευές ονομάζονται περιφερειακές (ή εξωτερικές) και συνδέονται με το λειτουργικό σύστημα χρησιμοποιώντας ελεγκτές, προσαρμογείς, γέφυρες διαύλου κ.λπ.

Σε έναν προσωπικό υπολογιστή (και πιο πρόσφατα σε άλλους τύπους υπολογιστών), η κύρια μνήμη αποτελείται από δύο μέρη - μνήμη μόνο για ανάγνωση (ROM) και μνήμη τυχαίας πρόσβασης (RAM). Το πρόγραμμα αποθηκεύεται σε μια πολύ μικρή για τα σύγχρονα πρότυπα [φτάνει αρκετά megabyte] μόνιμη μνήμη bootstrapονομάζεται BIOS (Basic Input-Output System). Αυτές οι πληροφορίες είναι «ενσωματωμένες» στη μνήμη, δηλ. αποθηκεύεται μόνιμα. Η μνήμη RAM δεν περιέχει πληροφορίες όταν ο υπολογιστής είναι ενεργοποιημένος. Όταν είναι ενεργοποιημένο, αποστέλλεται ένα σήμα σε όλα τα μπλοκ για να τα ορίσετε στην αρχική κατάσταση «μηδέν». τότε αρχίζουν να σχηματίζονται παλμοί ρολογιού και ο υπολογιστής αρχίζει να λειτουργεί.

Για να κατανοήσετε πώς λειτουργεί ένας υπολογιστής, πρέπει να γνωρίζετε από ποια στοιχεία αποτελείται, δηλ. τι είναι μια σκανδάλη, μετρητής, καταχωρητής, λογικό κύκλωμα κ.λπ. Μπορείτε να μάθετε περισσότερα για το πώς λειτουργούν όλα αυτά τα στοιχεία στις επόμενες ενότητες του βιβλίου. Εδώ θα δώσουμε μόνο μια βασική ιδέα αυτών των στοιχείων. Δώσει το έναυσμα γιαείναι ένα ηλεκτρονικό κύκλωμα που μπορεί να βρίσκεται σε μία από τις δύο σταθερές καταστάσεις «0» και «1». Μπορούν να χρησιμοποιηθούν εξωτερικά σήματα για την εναλλαγή της σκανδάλης από τη μια κατάσταση στην άλλη. Κανω ΕΓΓΡΑΦΗ– πρόκειται για πολλές σκανδάλες που συνδέονται με συγκεκριμένο τρόπο, π.χ. Μπορείτε να γράψετε μια δυαδική λέξη σε έναν καταχωρητή, να τη διαβάσετε, να την μετατοπίσετε, να την αντιστρέψετε. Μετρητήςσας επιτρέπει να προσδιορίσετε τον αριθμό των σημάτων που λαμβάνει. Είναι επίσης χτισμένο με βάση τις σκανδάλες. Λογικό κύκλωμαυλοποιεί μια συγκεκριμένη λογική συνάρτηση, δηλ. παράγει ένα σήμα εξόδου για ορισμένους συνδυασμούς σημάτων στις εισόδους του.

Τώρα ας συνεχίσουμε να εξετάζουμε τη λειτουργία ενός απλού υπολογιστή. Τα περιεχόμενα του μετρητή προγράμματος (SchK, καλείται επίσης IP - δείκτης εντολών) του επεξεργαστή μεταδίδονται μέσω του διαύλου διευθύνσεων στον καταχωρητή διευθύνσεων (PrA) της κύριας μνήμης (Εικόνα 1.3). Όταν ο υπολογιστής είναι ενεργοποιημένος, ο μετρητής προγράμματος περιέχει πάντα την ίδια διεύθυνση εκκίνησης. Έτσι, ζητούνται τα περιεχόμενα του κελιού μνήμης με αυτήν την αρχική διεύθυνση που ανήκει στο BIOS. Συνήθως, αυτό το κελί περιέχει τον κώδικα για μια εντολή άνευ όρων μετάβασης, η οποία χρησιμοποιείται για την αλλαγή των περιεχομένων του μετρητή προγράμματος. Τα περιεχόμενα του κελιού, δηλ. Ο κωδικός αυτής της εντολής μεταδίδεται στον καταχωρητή εντολών (RgK) του επεξεργαστή μέσω του διαύλου δεδομένων OSH. Τα περιεχόμενα του κελιού μνήμης φτάνουν στο PgK, αφού το «αίτημα» στη μνήμη γίνεται από τον μετρητή προγράμματος; Αυτή είναι μια υποχρεωτική απαίτηση για κάθε παραδοσιακό υπολογιστή.

Ο καταχωρητής PgK του επεξεργαστή, με τη σειρά του, αποτελείται από πολλούς καταχωρητές - τον καταχωρητή κωδικού λειτουργίας (OpCOP) και τους καταχωρητές διευθύνσεων επεξεργαστή (PgAP). Μέρος της λέξης (τα περιεχόμενα του κελιού OP στο οποίο έγινε πρόσβαση), το οποίο βρίσκεται στον καταχωρητή κωδικού λειτουργίας, μεταφέρεται στη μονάδα ελέγχου (CU), η οποία παράγει μια ακολουθία σημάτων ελέγχου.

Όταν εκτελείται μια εντολή άνευ όρων άλματος, το δεύτερο μέρος «διεύθυνσης» της λέξης, που καταλήγει σε έναν από τους καταχωρητές διευθύνσεων του επεξεργαστή, μεταφέρεται ξανά στον μετρητή προγράμματος υπό τον έλεγχο σημάτων από τη μονάδα ελέγχου. Αυτή η εντολή είναι unicast - δηλ. Το τμήμα "διεύθυνσή" του περιέχει μόνο μία διεύθυνση. Αυτό ολοκληρώνει την εκτέλεσή του. Η μονάδα ελέγχου παράγει ένα σήμα σχετικά με το τέλος της εκτέλεσης της εντολής και τα περιεχόμενα του CC μεταφέρονται ξανά στη μνήμη RgA, δηλ. ζητείται η επόμενη εντολή.

R

RgKOP RgAP

Εικόνα 1.3 Μεταφορά εντολών από το OP στην CPU

Έτσι, η διαδικασία πρόσβασης στη μνήμη επαναλαμβάνεται. Τα περιεχόμενα του κελιού μνήμης στο οποίο γίνεται ξανά πρόσβαση θεωρούνται ως νέα εντολή, δηλ. φορτώνεται ξανά στον επεξεργαστή RgK. Συνήθως, η δεύτερη εντολή χρησιμοποιείται για να ξεκινήσει η φόρτωση της μνήμης RAM από έναν μαγνητικό δίσκο. δεν είναι πλέον μια άνευ όρων εντολή άλματος. Όταν αυτή η εντολή εκτελείται υπό τον έλεγχο του κωδικού λειτουργίας (μέρος της εντολής που πηγαίνει στο PrKOP), δημιουργούνται άλλα σήματα ελέγχου και τα περιεχόμενα του πρώτου καταχωρητή PrgAP, που είναι μέρος του PrK, μεταφέρονται στον καταχωρητή διευθύνσεων της μνήμης και θεωρούνται ως η διεύθυνση του πρώτου τελεστή.

Για τη μνήμη RAM, δεν έχει καμία διαφορά από πού προήλθε το αίτημα - από τον μετρητή προγράμματος ή από τον καταχωρητή διευθύνσεων, επομένως στον καταχωρητή δεδομένων μνήμης η λέξη σχηματίζεται με τον ίδιο τρόπο όπως πριν. Ωστόσο, δεδομένου ότι το «αίτημα» για αυτή τη λέξη προήλθε από τον καταχωρητή διευθύνσεων PgAP, στον επεξεργαστή τοποθετείται στον πρώτο καταχωρητή δεδομένων της αριθμητικής μονάδας (ALU). Στη συνέχεια, η μονάδα ελέγχου παράγει παρόμοια σήματα για να μεταφέρει τα περιεχόμενα του δεύτερου PrAP στη μνήμη RgA. Ως αποτέλεσμα, τα περιεχόμενα του κελιού μνήμης με τη διεύθυνση που βρίσκεται στο PgAP μεταφέρονται στον δεύτερο καταχωρητή δεδομένων της αριθμητικής συσκευής.

Στη συνέχεια η μονάδα ελέγχου παράγει σήματα ανάλογα με τον κωδικό λειτουργίας στο PrKOP, τα στέλνει στην ALU, η οποία εκτελεί την αντίστοιχη λειτουργία και το αποτέλεσμά της τοποθετείται στον καταχωρητή συσσωρευτή εξόδου. Μετά από αυτό, τα περιεχόμενα του καταχωρητή συσσωρευτή μεταφέρονται στο κελί μνήμης, η διεύθυνση του οποίου βρίσκεται συνήθως στο πρώτο PrAP, δηλ. πραγματοποιείται μία ακόμη κλήση στο ΕΠ. Τα περιεχόμενα του καταχωρητή συσσωρευτή μεταφέρονται στο δίαυλο δεδομένων και η διεύθυνση κυψέλης από το RgAP μεταφέρεται στο δίαυλο διευθύνσεων. [Ανάλογα με τη σχεδίαση του μηχανήματος, τον αριθμό των διευθύνσεων στην εντολή που εκτελείται (διευθυνσιοδότηση) και μια σειρά άλλων χαρακτηριστικών, τα περιεχόμενα του καταχωρητή συσσωρευτή μπορούν να αποθηκευτούν σε αυτό και να μεταφερθούν στο κελί OP στη διεύθυνση που βρίσκεται στο το πρώτο ή το δεύτερο RgAP.]

Μετά την αποθήκευση των περιεχομένων του καταχωρητή συσσωρευτή, το μήκος της τρέχουσας εντολής σε byte προστίθεται στον μετρητή εντολών SchK (συχνά ονομάζεται "one") για πρόσβαση στο επόμενο κελί μνήμης και ξεκινά ένας νέος κύκλος εκτέλεσης της επόμενης εντολής.

Έτσι, η εκτέλεση του προγράμματος πραγματοποιείται διαδοχικά: κάθε φορά που εφαρμόζεται μόνο μία εντολή στο μηχάνημα, η οποία καταλήγει στον καταχωρητή εντολών από το OP. Αλλά για να αυξήσετε την απόδοση του υπολογιστή, πρέπει είτε να αυξήσετε την ταχύτητα εκτέλεσης εντολών είτε να εκτελέσετε πολλές διαδοχικές εντολές ταυτόχρονα. Η αύξηση της ταχύτητας εκτέλεσης εντολών σχετίζεται με βελτίωση των τεχνικών χαρακτηριστικών και αύξηση της απόδοσης όλων των στοιχείων που περιλαμβάνονται στον υπολογιστή - CPU, OP, διαύλους διασύνδεσης, συσκευές εισόδου-εξόδου. Αλλά η αύξηση της ταχύτητας εκτέλεσης εντολών είναι θεμελιωδώς περιορισμένη - η ταχύτητα διάδοσης του σήματος στο μηχάνημα δεν μπορεί να είναι μεγαλύτερη από την ταχύτητα του φωτός και το μήκος διαδρομής καθορίζεται από τον αριθμό των πυλών και την τεχνολογία που χρησιμοποιείται. Ο δεύτερος τρόπος, που συνίσταται στην παράλληλη εκτέλεση πολλών εντολών, είναι ο πιο πολλά υποσχόμενος. Ωστόσο, έχει και ορισμένους περιορισμούς, τους οποίους θα εξετάσουμε παρακάτω.

Ένας προσωπικός υπολογιστής είναι ένα καθολικό τεχνικό σύστημα.

Η διαμόρφωσή του (σύνθεση εξοπλισμού) μπορεί να αλλάξει ευέλικτα ανάλογα με τις ανάγκες.

Ωστόσο, υπάρχει μια έννοια βασικής διαμόρφωσης που θεωρείται τυπική. Ο υπολογιστής συνήθως συνοδεύεται από αυτό το κιτ.

Η έννοια μιας βασικής διαμόρφωσης μπορεί να ποικίλλει.

Επί του παρόντος, τέσσερις συσκευές εξετάζονται στη βασική διαμόρφωση:

• μονάδα του συστήματος;
• οθόνη;
• πληκτρολόγιο;
• ποντίκι.

Εκτός από τους υπολογιστές με βασική διαμόρφωση, οι υπολογιστές πολυμέσων εξοπλισμένοι με συσκευή ανάγνωσης CD, ηχεία και μικρόφωνο γίνονται όλο και πιο συνηθισμένοι.

Αναφορά: «Yulmart», μακράν το καλύτερο και βολικό διαδίκτυοτο κατάστημα όπου δωρεάνΘα ενημερωθείτε όταν αγοράζετε έναν υπολογιστή οποιασδήποτε διαμόρφωσης.

Η μονάδα συστήματος είναι η κύρια μονάδα εντός της οποίας είναι εγκατεστημένα τα πιο σημαντικά εξαρτήματα.

Συσκευές στο εσωτερικό μονάδα του συστήματος, ονομάζονται εσωτερικά και οι συσκευές που συνδέονται εξωτερικά με αυτό ονομάζονται εξωτερικές.

Οι εξωτερικές πρόσθετες συσκευές που έχουν σχεδιαστεί για είσοδο, έξοδο και μακροπρόθεσμη αποθήκευση δεδομένων ονομάζονται επίσης περιφερειακά.

Πώς λειτουργεί η μονάδα συστήματος

Με εμφάνισηΟι μονάδες συστήματος διαφέρουν ως προς το σχήμα της θήκης.

Οι θήκες προσωπικών υπολογιστών παράγονται σε οριζόντια (επιτραπέζια) και κάθετη (πύργος) εκδόσεις.

Τα κάθετα περιβλήματα διακρίνονται από τις διαστάσεις:

• πλήρους μεγέθους (μεγάλος πύργος).
• μεσαίου μεγέθους (midi tower);
• μικρού μεγέθους (μίνι πύργος).

Ανάμεσα στις θήκες που έχουν οριζόντια σχεδίαση, υπάρχουν οι επίπεδες και ιδιαίτερα οι επίπεδες (λεπτές).

Η επιλογή του ενός ή του άλλου τύπου θήκης καθορίζεται από το γούστο και τις ανάγκες αναβάθμισης του υπολογιστή.

Ο βέλτιστος τύπος θήκης για τους περισσότερους χρήστες είναι μια μίνι θήκη πύργου.

Έχει μικρές διαστάσεις και μπορεί να τοποθετηθεί άνετα τόσο στην επιφάνεια εργασίας σας, σε ένα κομοδίνο κοντά στην επιφάνεια εργασίας σας ή σε μια ειδική θήκη.

Έχει αρκετό χώρο για να φιλοξενήσει πέντε έως επτά κάρτες επέκτασης.

Εκτός από το σχήμα, μια παράμετρος που ονομάζεται παράγοντας φόρμας είναι σημαντική για την περίπτωση.Από αυτήν εξαρτώνται οι απαιτήσεις για τις συσκευές που θα τοποθετηθούν.

Επί του παρόντος, χρησιμοποιούνται κυρίως περιπτώσεις δύο παραγόντων μορφής: ΑΤ και ΑΤΧ.

Ο παράγοντας μορφής της θήκης πρέπει να είναι συνεπής με τον παράγοντα μορφής της κύριας πλακέτας (συστήματος) του υπολογιστή, της λεγόμενης μητρικής πλακέτας.

Οι θήκες προσωπικών υπολογιστών παρέχονται με τροφοδοτικό και, επομένως, η ισχύς του τροφοδοτικού είναι επίσης μία από τις παραμέτρους της θήκης.

Για μαζικά μοντέλα, αρκεί μια τροφοδοσία 200-250 W.

Η μονάδα συστήματος περιλαμβάνει (μπορεί να φιλοξενήσει):

• Μητρική πλακέτα
• Τσιπ ROM και σύστημα BIOS
• Μη-πτητική μνήμη CMOS
• HDD

Μητρική πλακέτα

Μητρική πλακέτα (μητρική πλακέτα) - η κύρια πλακέτα ενός προσωπικού υπολογιστή, η οποία είναι ένα φύλλο από fiberglass καλυμμένο με φύλλο χαλκού.

Με τη χάραξη του φύλλου, λαμβάνονται λεπτοί χάλκινοι αγωγοί που συνδέουν ηλεκτρονικά εξαρτήματα.

Επί μητρική πλακέταβρίσκονται:

• επεξεργαστής - το κύριο τσιπ που εκτελεί τις περισσότερες μαθηματικές και λογικές πράξεις.
• λεωφορεία - σύνολα αγωγών μέσω των οποίων ανταλλάσσονται σήματα μεταξύ των εσωτερικών συσκευών του υπολογιστή.
• μνήμη τυχαίας πρόσβασης (μνήμη τυχαίας πρόσβασης, μνήμη RAM) - ένα σύνολο τσιπ που έχουν σχεδιαστεί για την προσωρινή αποθήκευση δεδομένων όταν ο υπολογιστής είναι ενεργοποιημένος.
• Η ROM (μνήμη μόνο για ανάγνωση) είναι ένα τσιπ που έχει σχεδιαστεί για μακροπρόθεσμη αποθήκευση δεδομένων, ακόμη και όταν ο υπολογιστής είναι απενεργοποιημένος.
• κιτ μικροεπεξεργαστή (chipset) - ένα σύνολο τσιπ που ελέγχουν τη λειτουργία των εσωτερικών συσκευών του υπολογιστή και καθορίζουν τη βασική λειτουργικότητα της μητρικής πλακέτας.
• συνδετήρες για σύνδεση πρόσθετες συσκευές(κουλοχέρηδες).

(μικροεπεξεργαστής, κεντρική μονάδα επεξεργασίας, CPU) - το κύριο τσιπ υπολογιστή στο οποίο εκτελούνται όλοι οι υπολογισμοί.

Είναι ένα μεγάλο τσιπ που μπορεί να βρεθεί εύκολα στη μητρική πλακέτα.

Ο επεξεργαστής διαθέτει μια μεγάλη ψύκτρα με πτερύγια χαλκού που ψύχεται από ανεμιστήρα.

Δομικά, ο επεξεργαστής αποτελείται από κελιά στα οποία τα δεδομένα όχι μόνο μπορούν να αποθηκευτούν, αλλά και να αλλάξουν.

Τα εσωτερικά κελιά του επεξεργαστή ονομάζονται καταχωρητές.

Είναι επίσης σημαντικό να σημειωθεί ότι τα δεδομένα που τοποθετούνται σε ορισμένα μητρώα δεν θεωρούνται ως δεδομένα, αλλά ως οδηγίες που ελέγχουν την επεξεργασία δεδομένων σε άλλα μητρώα.

Μεταξύ των καταχωρητών επεξεργαστή υπάρχουν αυτοί που, ανάλογα με το περιεχόμενό τους, μπορούν να τροποποιήσουν την εκτέλεση εντολών. Έτσι, ελέγχοντας την αποστολή δεδομένων σε διαφορετικά μητρώα του επεξεργαστή, μπορείτε να ελέγξετε την επεξεργασία των δεδομένων.

Σε αυτό βασίζεται η εκτέλεση του προγράμματος.

Ο επεξεργαστής συνδέεται με τις υπόλοιπες συσκευές υπολογιστή, και κυρίως με τη μνήμη RAM, με διάφορες ομάδες αγωγών που ονομάζονται λεωφορεία.

Υπάρχουν τρεις κύριοι δίαυλοι: δίαυλος δεδομένων, δίαυλος διευθύνσεων και δίαυλος εντολών.

Διεύθυνση λεωφορείου

Οι επεξεργαστές Intel Pentium (δηλαδή, είναι οι πιο συνηθισμένοι σε προσωπικούς υπολογιστές) έχουν δίαυλο διευθύνσεων 32 bit, δηλαδή αποτελείται από 32 παράλληλες γραμμές. Ανάλογα με το αν υπάρχει τάση σε κάποια από τις γραμμές ή όχι, λένε ότι αυτή η γραμμή είναι ρυθμισμένη στο ένα ή στο μηδέν. Ο συνδυασμός 32 μηδενικών και μονάδων σχηματίζει μια διεύθυνση 32-bit που δείχνει σε ένα από τα κελιά RAM. Ο επεξεργαστής συνδέεται με αυτόν για να αντιγράψει δεδομένα από το κελί σε έναν από τους καταχωρητές του.

Δίαυλος δεδομένων

Αυτός ο δίαυλος αντιγράφει δεδομένα από τη μνήμη RAM στους καταχωρητές επεξεργαστή και πίσω. Σε υπολογιστές που είναι κατασκευασμένοι σε επεξεργαστές Intel Pentium, ο δίαυλος δεδομένων είναι 64-bit, δηλαδή αποτελείται από 64 γραμμές, κατά μήκος των οποίων λαμβάνονται 8 byte τη φορά για επεξεργασία.

Λεωφορείο εντολών

Για να επεξεργαστεί δεδομένα ο επεξεργαστής χρειάζεται οδηγίες. Πρέπει να ξέρει τι να κάνει με τα byte που είναι αποθηκευμένα στους καταχωρητές του. Αυτές οι εντολές έρχονται επίσης στον επεξεργαστή από τη μνήμη RAM, αλλά όχι από εκείνες τις περιοχές όπου αποθηκεύονται πίνακες δεδομένων, αλλά από όπου αποθηκεύονται τα προγράμματα. Οι εντολές αντιπροσωπεύονται επίσης σε byte. Οι πιο απλές εντολές χωρούν σε ένα byte, αλλά υπάρχουν και εκείνες που απαιτούν δύο, τρία ή περισσότερα byte. Στην πλειοψηφία σύγχρονους επεξεργαστέςΔίαυλος εντολών 32-bit (για παράδειγμα, in Επεξεργαστής Intel Pentium), αν και υπάρχουν επεξεργαστές 64-bit και ακόμη και 128-bit.

Κατά τη λειτουργία, ο επεξεργαστής εξυπηρετεί δεδομένα που βρίσκονται στα μητρώα του, στο πεδίο RAM, καθώς και δεδομένα που βρίσκονται στις εξωτερικές θύρες του επεξεργαστή.

Ερμηνεύει μερικά από τα δεδομένα απευθείας ως δεδομένα, μερικά από τα δεδομένα ως δεδομένα διεύθυνσης και μερικά ως εντολές.

Το σύνολο όλων των πιθανών εντολών που μπορεί να εκτελέσει ένας επεξεργαστής σε δεδομένα σχηματίζει το λεγόμενο σύστημα εντολών του επεξεργαστή.

Οι κύριες παράμετροι των επεξεργαστών είναι:

• τάση λειτουργίας
• bit βάθος
• συχνότητα ρολογιού λειτουργίας
• πολλαπλασιαστής εσωτερικού ρολογιού
• μέγεθος της κρυφής μνήμης

Η τάση λειτουργίας του επεξεργαστή παρέχεται από τη μητρική πλακέτα, άρα διαφορετικές μάρκεςΟι επεξεργαστές αντιστοιχούν σε διαφορετικές μητρικές πλακέτες (πρέπει να επιλέγονται μαζί). Καθώς αναπτύσσεται η τεχνολογία του επεξεργαστή, η τάση λειτουργίας μειώνεται σταδιακά.

Η χωρητικότητα του επεξεργαστή δείχνει πόσα bit δεδομένων μπορεί να λάβει και να επεξεργαστεί στους καταχωρητές του κάθε φορά (σε έναν κύκλο ρολογιού).

Ο επεξεργαστής βασίζεται στην ίδια αρχή ρολογιού όπως σε ένα κανονικό ρολόι. Η εκτέλεση κάθε εντολής απαιτεί συγκεκριμένο αριθμό κύκλων ρολογιού.

Σε ένα ρολόι τοίχου, οι κύκλοι ταλάντωσης ρυθμίζονται από ένα εκκρεμές. Στα χειροκίνητα μηχανικά ρολόγια ρυθμίζονται από ένα εκκρεμές ελατηρίου. Για το σκοπό αυτό, τα ηλεκτρονικά ρολόγια διαθέτουν ένα κύκλωμα ταλάντωσης που ρυθμίζει τους κύκλους του ρολογιού σε μια αυστηρά καθορισμένη συχνότητα.

Σε έναν προσωπικό υπολογιστή, οι παλμοί ρολογιού ρυθμίζονται από ένα από τα μικροκυκλώματα που περιλαμβάνονται στο κιτ μικροεπεξεργαστή (chipset) που βρίσκεται στη μητρική πλακέτα.

Όσο μεγαλύτερη είναι η συχνότητα του ρολογιού που φτάνει στον επεξεργαστή, όσο περισσότερες εντολές μπορεί να εκτελέσει ανά μονάδα χρόνου, τόσο υψηλότερη είναι η απόδοσή του.

Η ανταλλαγή δεδομένων εντός του επεξεργαστή πραγματοποιείται αρκετές φορές πιο γρήγορα από την ανταλλαγή με άλλες συσκευές, όπως η RAM.

Προκειμένου να μειωθεί ο αριθμός των προσβάσεων στη μνήμη RAM, δημιουργείται μια περιοχή προσωρινής αποθήκευσης στο εσωτερικό του επεξεργαστή - η λεγόμενη κρυφή μνήμη (cache memory) που μοιάζει με "super-RAM".

Όταν ο επεξεργαστής χρειάζεται δεδομένα, αποκτά πρώτα πρόσβαση στη μνήμη cache και μόνο εάν δεν υπάρχουν τα απαραίτητα δεδομένα, έχει πρόσβαση στη μνήμη RAM.

Λαμβάνοντας ένα μπλοκ δεδομένων από τη μνήμη RAM, ο επεξεργαστής τα εισάγει ταυτόχρονα στη μνήμη cache.

Οι επιτυχείς προσβάσεις στη μνήμη cache ονομάζονται επισκέψεις κρυφής μνήμης.

Όσο μεγαλύτερο είναι το μέγεθος της κρυφής μνήμης, τόσο υψηλότερο είναι το ποσοστό επιτυχίας, γι' αυτό οι επεξεργαστές υψηλής απόδοσης διαθέτουν μεγαλύτερο μέγεθος κρυφής μνήμης.

Η κρυφή μνήμη συχνά κατανέμεται σε διάφορα επίπεδα.

Η κρυφή μνήμη πρώτου επιπέδου τρέχει στο ίδιο τσιπ με τον ίδιο τον επεξεργαστή και έχει όγκο της τάξης των δεκάδων kilobyte.

Η κρυφή μνήμη L2 βρίσκεται είτε στο καλούπι του επεξεργαστή είτε στον ίδιο κόμβο με τον επεξεργαστή, αν και εκτελείται σε ξεχωριστό καλούπι.

Η κρυφή μνήμη πρώτου και δεύτερου επιπέδου λειτουργούν με συχνότητα που αντιστοιχεί στη συχνότητα του πυρήνα του επεξεργαστή.

Η κρυφή μνήμη τρίτου επιπέδου εκτελείται σε τσιπ υψηλής ταχύτητας τύπου SRAM και τοποθετείται στη μητρική πλακέτα κοντά στον επεξεργαστή. Ο όγκος του μπορεί να φτάσει αρκετά MB, αλλά λειτουργεί στη συχνότητα της μητρικής πλακέτας.

Διεπαφές διαύλου μητρικής πλακέτας

Η σύνδεση μεταξύ όλων των εγγενών και συνδεδεμένων συσκευών της μητρικής πλακέτας πραγματοποιείται από τους διαύλους και τις λογικές συσκευές της που βρίσκονται στο chipset του μικροεπεξεργαστή (chipset).

Η απόδοση ενός υπολογιστή εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από την αρχιτεκτονική αυτών των στοιχείων.

Διεπαφές λεωφορείων

ΕΙΝΑΙ ΕΝΑ(Industry Standard Architecture) είναι ένας απαρχαιωμένος δίαυλος συστήματος υπολογιστών συμβατών με IBM PC.

EISA(Extended Industry Standard Architecture) - Επέκταση του προτύπου ISA. Διαθέτει μεγαλύτερη υποδοχή και αυξημένη απόδοση (έως 32 MB/s). Όπως ο ISA, αυτή τη στιγμή αυτό το πρότυποθεωρείται απαρχαιωμένο.

PCI(Peripheral Component Interconnect - κυριολεκτικά: διασύνδεση περιφερειακών εξαρτημάτων) - ένας δίαυλος εισόδου/εξόδου για τη σύνδεση περιφερειακών συσκευών στη μητρική πλακέτα του υπολογιστή.

AGP(Accelerated Graphics Port - Accelerated Graphics Port) - αναπτύχθηκε το 1997 από την Intel, ένας εξειδικευμένος δίαυλος συστήματος 32-bit για μια κάρτα βίντεο. Ο κύριος στόχος των προγραμματιστών ήταν να αυξήσουν την απόδοση και να μειώσουν το κόστος της κάρτας βίντεο μειώνοντας την ποσότητα της ενσωματωμένης μνήμης βίντεο.

USB(Universal Serial Bus - universal serial bus) - Αυτό το πρότυπο καθορίζει τον τρόπο με τον οποίο ένας υπολογιστής αλληλεπιδρά με τον περιφερειακό εξοπλισμό. Σας επιτρέπει να συνδέσετε έως και 256 διάφορες συσκευέςμε σειριακή διεπαφή. Οι συσκευές μπορούν να συνδεθούν σε αλυσίδες (κάθε επόμενη συσκευή συνδέεται με την προηγούμενη). Η απόδοση του διαύλου USB είναι σχετικά χαμηλή και φτάνει έως και 1,5 Mbit/s, αλλά για συσκευές όπως πληκτρολόγιο, ποντίκι, μόντεμ, joystick και παρόμοια, αυτό είναι αρκετό. Η ευκολία του λεωφορείου είναι ότι ουσιαστικά εξαλείφει τις συγκρούσεις μεταξύ διαφορετικού εξοπλισμού, σας επιτρέπει να συνδέετε και να αποσυνδέετε συσκευές σε "hot mode" (χωρίς να απενεργοποιείτε τον υπολογιστή) και σας επιτρέπει να συνδυάσετε πολλούς υπολογιστές στον απλούστερο τοπικό δίκτυοχωρίς τη χρήση ειδικού εξοπλισμού και λογισμικού.

Οι παράμετροι του κιτ μικροεπεξεργαστή (chipset) καθορίζουν στο μέγιστο βαθμό τις ιδιότητες και τις λειτουργίες της μητρικής πλακέτας.

Επί του παρόντος, τα περισσότερα chipset μητρικών πλακών παράγονται με βάση δύο τσιπ, που ονομάζονται "north bridge" και "south bridge".

Η North Bridge ελέγχει τη διασύνδεση τεσσάρων συσκευών: επεξεργαστή, RAM, θύρα AGP και δίαυλο PCI. Ως εκ τούτου, ονομάζεται επίσης ελεγκτής τεσσάρων θυρών.

Το "South Bridge" ονομάζεται επίσης λειτουργικός ελεγκτής. Εκτελεί τις λειτουργίες ελεγκτή σκληρού και δισκέτας, λειτουργίες ISA - PCI bridge, ελεγκτή πληκτρολογίου, ελεγκτή ποντικιού, διαύλου USB κ.λπ.

(RAM - Μνήμη τυχαίας πρόσβασης) είναι μια συστοιχία κρυσταλλικών κυψελών ικανών να αποθηκεύουν δεδομένα.

Υπάρχουν πολλοί διαφορετικοί τύποι RAM, αλλά από την άποψη της φυσικής αρχής λειτουργίας, διακρίνουν τη δυναμική μνήμη (DRAM) και τη στατική μνήμη (SRAM).

Τα κύτταρα δυναμικής μνήμης (DRAM) μπορούν να θεωρηθούν ως μικροπυκνωτές ικανοί να αποθηκεύουν φορτίο στις πλάκες τους.

Αυτό είναι το πιο συνηθισμένο και οικονομικά διαθέσιμος τύποςμνήμη.

Τα μειονεκτήματα αυτού του τύπου συνδέονται, πρώτον, με το γεγονός ότι τόσο κατά τη φόρτιση όσο και κατά την εκφόρτιση πυκνωτών, οι μεταβατικές διεργασίες είναι αναπόφευκτες, δηλαδή η εγγραφή δεδομένων γίνεται σχετικά αργά.

Το δεύτερο σημαντικό μειονέκτημα σχετίζεται με το γεγονός ότι τα φορτία των κυττάρων τείνουν να διαχέονται στο χώρο και μάλιστα πολύ γρήγορα.

Εάν η μνήμη RAM δεν "επαναφορτίζεται" συνεχώς, η απώλεια δεδομένων συμβαίνει μέσα σε λίγα εκατοστά του δευτερολέπτου.

Για την καταπολέμηση αυτού του φαινομένου, ο υπολογιστής υφίσταται συνεχή αναγέννηση (ανανέωση, επαναφόρτιση) των κυψελών RAM.

Η αναγέννηση συμβαίνει αρκετές δεκάδες φορές το δευτερόλεπτο και προκαλεί σπάταλη κατανάλωση πόρων του υπολογιστικού συστήματος.

Τα κύτταρα στατικής μνήμης (SRAM) μπορούν να θεωρηθούν ως ηλεκτρονικά μικροστοιχεία - flip-flops που αποτελούνται από πολλά τρανζίστορ.

Η σκανδάλη δεν αποθηκεύει τη φόρτιση, αλλά την κατάσταση (on/off), επομένως αυτός ο τύπος μνήμης παρέχει υψηλότερη απόδοση, αν και είναι τεχνολογικά πιο περίπλοκος και, κατά συνέπεια, πιο ακριβός.

Τα δυναμικά τσιπ μνήμης χρησιμοποιούνται ως κύρια μνήμη RAM ενός υπολογιστή.

Τα τσιπ στατικής μνήμης χρησιμοποιούνται ως βοηθητική μνήμη (η λεγόμενη κρυφή μνήμη), σχεδιασμένη για τη βελτιστοποίηση της λειτουργίας του επεξεργαστή.

Κάθε κελί μνήμης έχει τη δική του διεύθυνση, η οποία εκφράζεται ως αριθμός.

Ένα διευθυνσιοδοτήσιμο κελί περιέχει οκτώ δυαδικά κελιά στα οποία μπορούν να αποθηκευτούν 8 bit, δηλαδή ένα byte δεδομένων.

Έτσι, η διεύθυνση οποιουδήποτε κελιού μνήμης μπορεί να εκφραστεί σε τέσσερα byte.

Η μνήμη RAM σε έναν υπολογιστή βρίσκεται σε τυπικούς πίνακες που ονομάζονται μονάδες.

Οι μονάδες RAM εισάγονται στις αντίστοιχες υποδοχές της μητρικής πλακέτας.

Δομικά, οι μονάδες μνήμης έχουν δύο σχέδια - μονής σειράς (μονάδες SIMM) και διπλής σειράς (μονάδες DIMM).

Τα κύρια χαρακτηριστικά των μονάδων RAM είναι η χωρητικότητα της μνήμης και ο χρόνος πρόσβασης.

Ο χρόνος πρόσβασης δείχνει πόσος χρόνος χρειάζεται για την πρόσβαση στα κελιά μνήμης - όσο πιο σύντομος είναι, τόσο το καλύτερο. Ο χρόνος πρόσβασης μετριέται σε δισεκατομμυριοστά του δευτερολέπτου (νανοδευτερόλεπτα, ns).

Τσιπ ROM και σύστημα BIOS

Όταν ο υπολογιστής είναι ενεργοποιημένος, δεν υπάρχει τίποτα στη μνήμη RAM του - ούτε δεδομένα ούτε προγράμματα, καθώς η RAM δεν μπορεί να αποθηκεύσει τίποτα χωρίς να επαναφορτίσει τα κελιά για περισσότερα από εκατοστά του δευτερολέπτου, αλλά ο επεξεργαστής χρειάζεται εντολές, συμπεριλαμβανομένης της πρώτης στιγμής μετά την περιστροφή του επί.

Επομένως, αμέσως μετά την ενεργοποίηση, η διεύθυνση έναρξης ορίζεται στο δίαυλο διευθύνσεων του επεξεργαστή.

Αυτό συμβαίνει σε hardware, χωρίς τη συμμετοχή προγραμμάτων (πάντα το ίδιο).

Ο επεξεργαστής απευθύνεται στην καθορισμένη διεύθυνση για την πρώτη του εντολή και στη συνέχεια αρχίζει να λειτουργεί σύμφωνα με τα προγράμματα.

Αυτή η διεύθυνση πηγής δεν μπορεί να υποδείξει τη μνήμη RAM, η οποία δεν έχει ακόμη τίποτα σε αυτήν.

Αναφέρεται σε έναν άλλο τύπο μνήμης, τη μνήμη μόνο για ανάγνωση (ROM).

Το τσιπ ROM είναι ικανό να αποθηκεύει πληροφορίες για μεγάλο χρονικό διάστημα, ακόμη και όταν ο υπολογιστής είναι απενεργοποιημένος.

Τα προγράμματα που βρίσκονται στη ROM ονομάζονται "ενσύρματα" - γράφονται εκεί στο στάδιο της κατασκευής του μικροκυκλώματος.

Ένα σύνολο προγραμμάτων που βρίσκονται στη ROM σχηματίζει το βασικό σύστημα εισόδου/εξόδου (BIOS - Basic Input Output System).

Ο κύριος σκοπός των προγραμμάτων σε αυτό το πακέτο είναι να ελέγξουν τη σύνθεση και τη λειτουργικότητα του σύστημα υπολογιστήκαι παρέχουν αλληλεπίδραση με το πληκτρολόγιο, την οθόνη, τον σκληρό δίσκο και τη μονάδα δισκέτας.

Τα προγράμματα που περιλαμβάνονται στο BIOS μας επιτρέπουν να παρατηρούμε διαγνωστικά μηνύματα στην οθόνη που συνοδεύουν την εκκίνηση του υπολογιστή, καθώς και παρεμβολές στη διαδικασία εκκίνησης χρησιμοποιώντας το πληκτρολόγιο.

Μη πτητική μνήμη CMOS

Η λειτουργία τυπικών συσκευών όπως ένα πληκτρολόγιο μπορεί να υποστηριχθεί από προγράμματα που περιλαμβάνονται στο BIOS, αλλά τέτοια εργαλεία δεν μπορούν να παρέχουν λειτουργία με όλες τις πιθανές συσκευές.

Για παράδειγμα, οι κατασκευαστές του BIOS δεν γνωρίζουν απολύτως τίποτα για τις παραμέτρους των σκληρών και δισκετών μας· δεν γνωρίζουν ούτε τη σύνθεση ούτε τις ιδιότητες οποιουδήποτε συστήματος υπολογιστή.

Για να ξεκινήσετε με άλλο υλικό, τα προγράμματα που περιλαμβάνονται στο BIOS πρέπει να γνωρίζουν πού να βρουν τις ρυθμίσεις που χρειάζονται.

Για προφανείς λόγους, δεν μπορούν να αποθηκευτούν ούτε σε RAM ούτε σε ROM.

Ειδικά για το σκοπό αυτό, η μητρική πλακέτα διαθέτει ένα τσιπ «μη πτητικής μνήμης», που ονομάζεται CMOS σύμφωνα με την τεχνολογία κατασκευής της.

Διαφέρει από τη μνήμη RAM στο ότι τα περιεχόμενά της δεν διαγράφονται όταν ο υπολογιστής είναι απενεργοποιημένος και διαφέρει από τη ROM στο ότι τα δεδομένα μπορούν να εισαχθούν και να αλλάξουν σε αυτήν ανεξάρτητα, ανάλογα με τον εξοπλισμό που περιλαμβάνεται στο σύστημα.

Αυτό το τσιπ τροφοδοτείται συνεχώς από μια μικρή μπαταρία που βρίσκεται στη μητρική πλακέτα.

Η φόρτιση αυτής της μπαταρίας είναι αρκετή για να διασφαλίσει ότι το μικροκύκλωμα δεν θα χάσει δεδομένα, ακόμα κι αν ο υπολογιστής δεν είναι ενεργοποιημένος για αρκετά χρόνια.

Το τσιπ CMOS αποθηκεύει δεδομένα σχετικά με ευέλικτα και σκληροι ΔΙΣΚΟΙ, για τον επεξεργαστή, για κάποιες άλλες συσκευές στη μητρική πλακέτα.

Το γεγονός ότι ο υπολογιστής παρακολουθεί ξεκάθαρα την ώρα και το ημερολόγιο (ακόμα και όταν είναι απενεργοποιημένος) οφείλεται επίσης στο γεγονός ότι το ρολόι του συστήματος αποθηκεύεται (και αλλάζει) συνεχώς στο CMOS.

Έτσι, τα προγράμματα που είναι γραμμένα στο BIOS διαβάζουν δεδομένα σχετικά με τη σύνθεση του υλικού του υπολογιστή από το τσιπ CMOS, μετά το οποίο μπορούν να έχουν πρόσβαση στον σκληρό δίσκο και, εάν είναι απαραίτητο, στον ευέλικτο δίσκο και να μεταφέρουν τον έλεγχο στα προγράμματα που είναι εγγεγραμμένα εκεί.

HDD

HDD- η κύρια συσκευή για μακροχρόνια αποθήκευση μεγάλων ποσοτήτων δεδομένων και προγραμμάτων.

Στην πραγματικότητα, δεν πρόκειται για έναν δίσκο, αλλά για μια ομάδα ομοαξονικών δίσκων που έχουν μαγνητική επίστρωση και περιστρέφονται με υψηλή ταχύτητα.

Έτσι, αυτός ο «δίσκος» δεν έχει δύο επιφάνειες, όπως θα είχε ένας κανονικός επίπεδος δίσκος, αλλά 2n επιφάνειες, όπου n είναι ο αριθμός των μεμονωμένων δίσκων στην ομάδα.

Πάνω από κάθε επιφάνεια υπάρχει μια κεφαλή σχεδιασμένη για ανάγνωση και εγγραφή δεδομένων.

Σε υψηλές ταχύτητες περιστροφής δίσκου (90 rps), σχηματίζεται ένα αεροδυναμικό μαξιλάρι στο κενό μεταξύ της κεφαλής και της επιφάνειας και η κεφαλή αιωρείται πάνω από τη μαγνητική επιφάνεια σε ύψος αρκετών χιλιοστών του χιλιοστού.

Όταν το ρεύμα που διαρρέει την κεφαλή αλλάζει, η ένταση του δυναμικού μαγνητικού πεδίου στο διάκενο αλλάζει, γεγονός που προκαλεί αλλαγές στο σταθερό μαγνητικό πεδίο των σιδηρομαγνητικών σωματιδίων που σχηματίζουν την επικάλυψη του δίσκου. Έτσι γράφονται τα δεδομένα στο μαγνητικό δίσκος.

Η λειτουργία ανάγνωσης γίνεται με αντίστροφη σειρά.

Μαγνητισμένα σωματίδια επικάλυψης που σαρώνουν κατά μήκος υψηλή ταχύτητακοντά στην κεφαλή, προκαλείται ένα EMF αυτοεπαγωγής σε αυτό.

Τα ηλεκτρομαγνητικά σήματα που παράγονται σε αυτή την περίπτωση ενισχύονται και μεταδίδονται για επεξεργασία.

Διαχείριση εργασιών σκληρός δίσκοςεκτελεί μια ειδική συσκευή-λογική συσκευή - τον ελεγκτή σκληρού δίσκου.

Επί του παρόντος, οι λειτουργίες των ελεγκτών δίσκων εκτελούνται από μικροκυκλώματα που περιλαμβάνονται στο κιτ μικροεπεξεργαστή (chipset), αν και ορισμένοι τύποι ελεγκτών υψηλής απόδοσης σκληροι ΔΙΣΚΟΙακόμα αποστέλλεται σε ξεχωριστό ταμπλό.

Οι κύριες παράμετροι των σκληρών δίσκων περιλαμβάνουν χωρητικότητα και απόδοση.

Μπορεί να αποθηκευτεί στον σκληρό σας δίσκο για χρόνια, αλλά μερικές φορές χρειάζεται να το μεταφέρετε από τον έναν υπολογιστή στον άλλο.

Παρά το όνομά του, HDDείναι μια πολύ εύθραυστη συσκευή, ευαίσθητη σε υπερφορτώσεις, κραδασμούς και κραδασμούς.

Θεωρητικά, είναι δυνατή η μεταφορά πληροφοριών από τον ένα χώρο εργασίας στον άλλο με τη μετακίνηση ενός σκληρού δίσκου, και σε ορισμένες περιπτώσεις αυτό γίνεται, αλλά και πάλι αυτή η τεχνική θεωρείται χαμηλής τεχνολογίας, καθώς απαιτεί ιδιαίτερη προσοχή και ορισμένα προσόντα.

Για τη γρήγορη μεταφορά μικρών ποσοτήτων πληροφοριών, χρησιμοποιούνται οι λεγόμενοι εύκαμπτοι μαγνητικοί δίσκοι (δισκέτες), οι οποίοι εισάγονται σε μια ειδική συσκευή αποθήκευσης - μια μονάδα δισκέτας.

Η οπή λήψης της μονάδας δίσκου βρίσκεται στον μπροστινό πίνακα της μονάδας συστήματος.

Από το 1984, έχουν παραχθεί δισκέτες 5,25 ιντσών υψηλής πυκνότητας (1,2 MB).

Σήμερα, οι μονάδες δίσκου 5,25 ιντσών δεν χρησιμοποιούνται και οι μονάδες δίσκου 5,25 ιντσών δεν περιλαμβάνονται στη βασική διαμόρφωση των προσωπικών υπολογιστών μετά το 1994.

Οι δισκέτες 3,5 ιντσών παράγονται από το 1980.

Σήμερα, οι δίσκοι υψηλής πυκνότητας 3,5 ιντσών θεωρούνται στάνταρ. Έχουν χωρητικότητα 1440 KB (1,4 MB) και επισημαίνονται με τα γράμματα HD (high density).

Στην κάτω πλευρά, η δισκέτα έχει ένα κεντρικό περίβλημα, το οποίο συλλαμβάνεται από τον άξονα κίνησης και περιστρέφεται.

Η μαγνητική επιφάνεια καλύπτεται με συρόμενη κουρτίνα για να την προστατεύει από την υγρασία, τη βρωμιά και τη σκόνη.

Εάν μια δισκέτα περιέχει πολύτιμα δεδομένα, μπορείτε να την προστατέψετε από τη διαγραφή ή την αντικατάστασή της, σύροντας το πτερύγιο ασφαλείας για να δημιουργήσετε μια ανοιχτή οπή.

Οι δισκέτες θεωρούνται αναξιόπιστα μέσα αποθήκευσης.

Η σκόνη, η βρωμιά, η υγρασία, οι αλλαγές θερμοκρασίας και τα εξωτερικά ηλεκτρομαγνητικά πεδία προκαλούν πολύ συχνά μερική ή πλήρη απώλεια δεδομένων που είναι αποθηκευμένα σε μια δισκέτα.

Επομένως, η χρήση δισκέτας ως κύριου μέσου αποθήκευσης πληροφοριών είναι απαράδεκτη.

Χρησιμοποιούνται μόνο για τη μεταφορά πληροφοριών ή ως πρόσθετη (εφεδρική) συσκευή αποθήκευσης.

Μονάδα CD-ROM

Η συντομογραφία CD-ROM (Compact Disc-Read-Only Memory) μεταφράζεται στα ρωσικά ως μια μόνιμη συσκευή αποθήκευσης που βασίζεται σε ένα συμπαγή δίσκο.

Η αρχή λειτουργίας αυτής της συσκευής είναι η ανάγνωση αριθμητικών δεδομένων χρησιμοποιώντας μια δέσμη λέιζερ που ανακλάται από την επιφάνεια του δίσκου.

Η ψηφιακή εγγραφή σε CD είναι πολύ διαφορετική από την εγγραφή σε μαγνητικούς δίσκους. υψηλής πυκνότητας, και ένα τυπικό CD μπορεί να αποθηκεύσει περίπου 650 MB δεδομένων.

Οι μεγάλες ποσότητες δεδομένων είναι τυπικές για πληροφορίες πολυμέσων (γραφικά, μουσική, βίντεο), επομένως οι μονάδες CD-ROM ταξινομούνται ως υλικό πολυμέσων.

Προϊόντα λογισμικού που διανέμονται σε δίσκοι λέιζερ, ονομάζονται εκδόσεις πολυμέσων.

Σήμερα, οι εκδόσεις πολυμέσων αποκτούν ολοένα και πιο ισχυρή θέση μεταξύ άλλων παραδοσιακών τύπων εκδόσεων.

Για παράδειγμα, υπάρχουν βιβλία, άλμπουμ, εγκυκλοπαίδειες, ακόμη και περιοδικά (ηλεκτρονικά περιοδικά) που εκδίδονται σε CD-ROM.

Το κύριο μειονέκτημα του τυπικού Μονάδες CD-ROMείναι η αδυναμία εγγραφής δεδομένων, αλλά παράλληλα με αυτά υπάρχουν και συσκευές εγγραφής μίας φοράς CD-R (Compact Disk Recorder) και συσκευές εγγραφής μίας φοράς CD-RW.

Η κύρια παράμετρος των μονάδων CD-ROM είναι η ταχύτητα ανάγνωσης δεδομένων.

Επί του παρόντος, οι πιο κοινές συσκευές είναι οι συσκευές ανάγνωσης CD-ROM με απόδοση 32x-50x. Τα σύγχρονα παραδείγματα συσκευών εγγραφής μίας φοράς έχουν απόδοση 4x-8x και πολλές συσκευές εγγραφής - έως και 4x.

ΤΕΧΝΙΚΑ ΕΡΓΑΛΕΙΑ ΕΦΑΡΜΟΓΗΣ ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑΣ

Σύνθεση και σκοπός των κύριων στοιχείων ενός προσωπικού υπολογιστή

Κλασική αρχιτεκτονική υπολογιστών

Βασικά στοιχεία ηλεκτρονικής δόμησης Υπολογιστέςστη σύγχρονη αντίληψή τους τέθηκαν στη δεκαετία του '30 - 40 του περασμένου αιώνα από εξέχοντες επιστήμονες: τον Άγγλο μαθηματικό Alan Turing και τον Αμερικανό ουγγρικής καταγωγής John (Janos) Neumann.

Η μηχανή Turing δεν έχει γίνει μια πραγματική συσκευή λειτουργίας, αλλά μέχρι σήμερα χρησιμοποιείται συνεχώς ως το κύριο μοντέλο για την αποσαφήνιση της ουσίας τέτοιων εννοιών όπως η "υπολογιστική διαδικασία", ο "αλγόριθμος", καθώς και για την αποσαφήνιση της σύνδεσης μεταξύ του αλγορίθμου και υπολογιστές.

Το 1946, ο John Neyman διένειμε μια έκθεση στην καλοκαιρινή συνεδρία του Πανεπιστημίου της Πενσυλβάνια που έθεσε τα θεμέλια για την ανάπτυξη του τεχνολογία υπολογιστώνγια αρκετές επόμενες δεκαετίες. Η μετέπειτα εμπειρία στην ανάπτυξη υπολογιστών έδειξε την ορθότητα των κύριων συμπερασμάτων του Neumann, τα οποία αναπτύχθηκαν και βελτιώθηκαν τα επόμενα χρόνια. Οι κύριες συστάσεις που προτείνει ο Neumann για προγραμματιστές υπολογιστών είναι οι εξής:

1. Οι μηχανές που χρησιμοποιούν ηλεκτρονικά στοιχεία θα πρέπει να λειτουργούν όχι με το δεκαδικό, αλλά με το δυαδικό σύστημα αριθμών.

2. Το πρόγραμμα πρέπει να βρίσκεται σε ένα από τα μπλοκ του μηχανήματος - σε μια συσκευή αποθήκευσης (μνήμη) με επαρκή χωρητικότητα και κατάλληλες ταχύτητες για δειγματοληψία και εγγραφή εντολών προγράμματος.

3. Το πρόγραμμα, όπως και οι αριθμοί με τους οποίους λειτουργεί το μηχάνημα, αναπαρίσταται σε δυαδικό κώδικα. Έτσι, όσον αφορά τη μορφή παρουσίασης, οι εντολές και οι αριθμοί είναι του ίδιου τύπου. Αυτή η κατάσταση οδηγεί στις ακόλουθες σημαντικές συνέπειες:

Τα ενδιάμεσα αποτελέσματα των υπολογισμών, οι σταθερές και άλλοι αριθμοί μπορούν να τοποθετηθούν στην ίδια μνήμη με το πρόγραμμα.

Η αριθμητική μορφή ενός προγράμματος επιτρέπει στο μηχάνημα να εκτελεί λειτουργίες στις ποσότητες που κωδικοποιούν τις εντολές του προγράμματος.

4. Οι αριθμητικές συσκευές της μηχανής κατασκευάζονται με βάση κυκλώματα που εκτελούν την πράξη πρόσθεσης. Η δημιουργία ειδικών συσκευών για τον υπολογισμό άλλων λειτουργιών δεν είναι πρακτική.

5. Το μηχάνημα χρησιμοποιεί μια παράλληλη αρχή οργάνωσης της υπολογιστικής διαδικασίας (οι λειτουργίες σε λέξεις εκτελούνται ταυτόχρονα σε όλα τα ψηφία).

Αρχιτεκτονική υπολογιστώνκαθορίζεται συνήθως από το σύνολο των ιδιοτήτων του που είναι σημαντικές για τον χρήστη. Η κύρια προσοχή δίνεται στη δομή και λειτουργικότηταμηχανές που μπορούν να χωριστούν σε κύριες και πρόσθετες.

ΒασικόςΟι λειτουργίες καθορίζουν το σκοπό του υπολογιστή: επεξεργασία και αποθήκευση πληροφοριών, ανταλλαγή πληροφοριών με εξωτερικά αντικείμενα. ΠρόσθετοςΟι λειτουργίες αυξάνουν την αποτελεσματικότητα της εκτέλεσης βασικών λειτουργιών: παρέχουν αποτελεσματικούς τρόπους λειτουργίας, διάλογο με τον χρήστη, υψηλή αξιοπιστία, κ.λπ. Οι ονομαζόμενες λειτουργίες ενός υπολογιστή υλοποιούνται χρησιμοποιώντας τα στοιχεία του: υλικό και λογισμικό.

Προσωπικός υπολογιστής -Αυτός είναι ένας επιτραπέζιος ή φορητός υπολογιστής που πληροί τις απαιτήσεις γενικής προσβασιμότητας και καθολικότητας χρήσης.

Αρχή λειτουργίας και δομή ενός προσωπικού υπολογιστή

Οποιαδήποτε μορφή ανθρώπινης δραστηριότητας, οποιαδήποτε διαδικασία λειτουργίας ενός τεχνικού αντικειμένου συνδέεται με τη μεταφορά και τη μετατροπή πληροφοριών. Πληροφορίεςαναφέρεται σε πληροφορίες σχετικά με ορισμένα φυσικά φαινόμενα, γεγονότα στην κοινωνική ζωή και διεργασίες σε τεχνικές συσκευές. Οι πληροφορίες που ενσωματώνονται και καταγράφονται σε υλική μορφή ονομάζονται μήνυμα. Τα μηνύματα μπορεί να είναι συνεχόμενα (αναλογικά) ή διακριτά (ψηφιακά). Ένα συνεχές μήνυμα αντιπροσωπεύεται από μια φυσική ποσότητα ( ηλεκτρική τάση, τρέχουσες, κ.λπ.), αλλαγές στις οποίες με την πάροδο του χρόνου αντικατοπτρίζουν την πορεία της υπό εξέταση διαδικασίας.

Ένα διακριτό μήνυμα χαρακτηρίζεται από την παρουσία ενός σταθερού συνόλου στοιχείων, εκ των οποίων ορισμένες στιγμέςδιαφορετικές αλληλουχίες σχηματίζονται με την πάροδο του χρόνου. Οι υπολογιστές είναι μετατροπείς πληροφοριών· σε αυτούς, τα αρχικά δεδομένα ενός προβλήματος μετατρέπονται στο αποτέλεσμα της επίλυσής του και ανήκουν στην κατηγορία διακριτών ενεργειών - ψηφιακά.

Κύριο χαρακτηριστικόυπολογιστής είναι η αρχή του ελέγχου προγράμματος, βάσει της οποίας επιτυγχάνεται αυτόματο έλεγχοδιαδικασία επίλυσης προβλημάτων. Μια άλλη σημαντική αρχή είναι η αρχή του αποθηκευμένου προγράμματος, η οποία δηλώνει ότι ένα ψηφιακά κωδικοποιημένο πρόγραμμα αποθηκεύεται στη μνήμη μαζί με αριθμούς. Η εντολή δεν υποδεικνύει τους ίδιους τους αριθμούς που συμμετέχουν στις λειτουργίες, αλλά τις διευθύνσεις των κελιών RAM στις οποίες βρίσκονται και τη διεύθυνση του κελιού όπου τοποθετείται το αποτέλεσμα της λειτουργίας.

Η λειτουργία ενός προσωπικού υπολογιστή (PC) μπορεί να περιγραφεί εν συντομία ως εξής. Όταν ενεργοποιείτε τον υπολογιστή σας, η διαδικασία εκκίνησης ελέγχει τα στοιχεία του υπολογιστή σας ειδικό πρόγραμμα, "ενσωματωμένο" σε ROM (BIOS). Ταυτόχρονα, αυτό το πρόγραμμα δοκιμάζει ("αναβιώσεις") περιφερειακάΗ/Υ. Στη συνέχεια, ένα σύνολο προγραμμάτων (λειτουργικό σύστημα) και αρχικά δεδομένα για υπολογισμούς φορτώνονται στη μνήμη RAM του υπολογιστή. Αυτή η εκκίνηση μπορεί να γίνει από το πληκτρολόγιο ή από μία από τις μονάδες δίσκου. Το λειτουργικό σύστημα καθορίζει τη σειρά λειτουργίας των συσκευών Η/Υ και τη σειρά εισαγωγής δεδομένων, τους αλγόριθμους για την επεξεργασία τους και τις θύρες για την έξοδο αποτελεσμάτων. Τυπικά, τα δεδομένα λαμβάνονται από ορισμένα κελιά μνήμης της μνήμης RAM, υποβάλλονται σε επεξεργασία από τον μικροεπεξεργαστή και στη συνέχεια αποστέλλονται από αυτόν σε άλλα κελιά μνήμης. Εάν είναι απαραίτητο, τα αποτελέσματα που λαμβάνονται αποστέλλονται σε εκτυπωτή για εκτύπωση μέσω ειδικών θυρών.

Εικ.2. Μεγεθύνεται δομικό σχήμαΗ/Υ

Δομή υπολογιστή– Αυτό είναι ένα συγκεκριμένο μοντέλο που καθορίζει τη σύνθεση, τη σειρά και τις αρχές της αλληλεπίδρασης των συστατικών του.

Το σχήμα 1 δείχνει ένα απλοποιημένο λειτουργικό διάγραμμα ενός προσωπικού υπολογιστή, το σχήμα 2 δείχνει το μεγεθυσμένο μπλοκ διάγραμμα του.

Μικροεπεξεργαστής.Αυτή είναι μια κεντρική μονάδα υπολογιστή που έχει σχεδιαστεί για να ελέγχει τη λειτουργία όλων των μπλοκ μηχανών και να εκτελεί αριθμητικές και λογικές πράξεις σε πληροφορίες (Εικ. 3). Ο μικροεπεξεργαστής περιλαμβάνει:

- συσκευή ελέγχου(CU) – δημιουργεί και παρέχει σε όλα τα μπλοκ του μηχανήματος τη σωστή στιγμή ορισμένα σήματα ελέγχου (παλμοί ελέγχου), που καθορίζονται από τις ιδιαιτερότητες της εκτελούμενης λειτουργίας και τα αποτελέσματα προηγούμενων εργασιών. δημιουργεί διευθύνσεις κυψελών μνήμης που χρησιμοποιούνται από τη λειτουργία που εκτελείται και μεταδίδει αυτές τις διευθύνσεις στα αντίστοιχα μπλοκ υπολογιστή. η συσκευή ελέγχου λαμβάνει μια ακολουθία αναφοράς παλμών από τη γεννήτρια παλμούς ρολογιού;

- αριθμιτική μονάδα λογικής(ALU) – σχεδιασμένο να εκτελεί όλες τις αριθμητικές και λογικές πράξεις σε αριθμητικές και συμβολικές πληροφορίες. Σε ορισμένα μοντέλα υπολογιστή, ένα επιπλέον μαθηματικός συνεπεξεργαστής, χρησιμοποιείται για την ταχεία εκτέλεση πράξεων σε δυαδικούς αριθμούς κινητής υποδιαστολής, σε δυαδικούς κωδικοποιημένους αριθμούς δεκαδικοί αριθμοί, για τον υπολογισμό ορισμένων τριγωνομετρικών συναρτήσεων με υψηλή ακρίβεια.

- μνήμη μικροεπεξεργαστή– χρησιμεύει για βραχυπρόθεσμη αποθήκευση, καταγραφή και παραγωγή πληροφοριών που χρησιμοποιούνται απευθείας στους υπολογισμούς στους επόμενους κύκλους λειτουργίας του μηχανήματος. Χρησιμοποιείται για τη διασφάλιση της υψηλής ταχύτητας του μηχανήματος, επειδή η κύρια μνήμη δεν παρέχει πάντα την ταχύτητα εγγραφής, αναζήτησης και ανάγνωσης πληροφοριών που είναι απαραίτητες για αποτελεσματική εργασίαμικροεπεξεργαστής υψηλής ταχύτητας.

- σύστημα διεπαφής μικροεπεξεργαστή –υλοποιεί σύζευξη και επικοινωνία με άλλες συσκευές Η/Υ.

Διεπαφή(διεπαφή) – ένα σύνολο μέσων για τη σύζευξη και την επικοινωνία συσκευών υπολογιστών, διασφαλίζοντας την αποτελεσματική αλληλεπίδρασή τους.

Κύρια χαρακτηριστικά του μικροεπεξεργαστή:

Συχνότητα ρολογιού, η οποία δείχνει πόσες εντολές (ενέργειες) μπορεί να εκτελέσει ο επεξεργαστής μέσα σε ένα δευτερόλεπτο.

Αρχιτεκτονική, ιδιαίτερα το μέγεθος της κρυφής μνήμης (για περισσότερες λεπτομέρειες, δείτε την ενότητα...).

Ορισμένοι τομείς εφαρμογής του επεξεργαστή, εκτός από τον προσωπικό υπολογιστή του χρήστη:

ελεγκτής φωτεινών σηματοδοτών;

Διαδραστικά παιχνίδια.

Ψηφιακό σύστημα πλοήγησης αυτοκινήτου.

Έλεγχος ανάφλεξης και παροχής καυσίμου στα αυτοκίνητα.

Εκτυπωτές?

Κονσόλα μηχανικού ήχου.

Ατμομηχανές (μικροεπεξεργαστής ελέγχει την τροφοδοσία του κινητήρα).

Διαδραστική οθόνη βίντεο αφής.

Έλεγχος της κατανάλωσης ενέργειας.

Έλεγχος διαδικασίας (ο μικροεπεξεργαστής ελέγχει τις συνθήκες της παραγωγικής διαδικασίας - θερμοκρασία, πίεση ή κατανάλωση υλικού).

Ηλεκτρονικό δόλωμα αλιείας;

Ηλεκτρονικό όργανο, κιθάρα, συνθεσάιζερ;

Ανιχνευτής ηλίου;

Εξοπλισμός γυμναστικής;

Ηλεκτρονικό παιχνίδι"Βέλη";

Ερευνητικά όργανα;

Ελεγκτής ελλιμενισμού συνδέσμων θαλάσσιων σκαφών κ.λπ.

Γεννήτρια ρολογιού.Παράγει μια ακολουθία ηλεκτρικών παλμών. η συχνότητα των παραγόμενων παλμών καθορίζει συχνότητα ρολογιούαυτοκίνητα. Το χρονικό διάστημα μεταξύ γειτονικών παλμών καθορίζει το χρόνο ενός κύκλου λειτουργίας του μηχανήματος ή απλά κύκλος λειτουργίας του μηχανήματος.Η συχνότητα της γεννήτριας παλμών ρολογιού είναι ένα από τα κύρια χαρακτηριστικά ενός προσωπικού υπολογιστή και καθορίζει σε μεγάλο βαθμό την ταχύτητα της λειτουργίας του, αφού κάθε λειτουργία στο μηχάνημα εκτελείται σε συγκεκριμένο αριθμό κύκλων ρολογιού.

Σπίτι διακριτικό γνώρισμαΗ δομή ενός προσωπικού υπολογιστή αποτελείται από ένα δίαυλο συστήματος μέσω του οποίου όλες οι συσκευές του αλληλεπιδρούν και ανταλλάσσουν πληροφορίες.

Λεωφορεία Η/Υ.Ο υπολογιστής είναι χτισμένος με βάση μια αρχή σπονδυλικής στήλης, κατά την οποία όλα τα μπλοκ υπολογιστών διασυνδέονται με έναν δίαυλο συστήματος που έχει σχεδιαστεί για την ανταλλαγή δεδομένων, διεύθυνσης και πληροφοριών ελέγχου μεταξύ συστατικάυπολογιστή. Ο δίαυλος συστήματος καθορίζει τη γενική σειρά ανταλλαγής μεταξύ οποιωνδήποτε μπλοκ υπολογιστή, καθώς και τον μέγιστο αριθμό συσκευών εισόδου/εξόδου που χρησιμοποιούνται. Περιλαμβάνει λεωφορείο διεύθυνσης, δίαυλο δεδομένωνΚαι λεωφορείο ελέγχου. Ένας δίαυλος διευθύνσεων και ένας δίαυλος δεδομένων είναι απαραίτητοι για τη μετάδοση των διευθύνσεων των επιθυμητών κυψελών από τον μικροεπεξεργαστή και στη συνέχεια για ανάγνωση (ή εγγραφή) των αντίστοιχων δεδομένων από αυτά. Για να διασφαλιστεί η αλληλεπίδραση μεταξύ μεμονωμένων κόμβων υπολογιστή, υπάρχει ένας δίαυλος ελέγχου που μεταδίδει σήματα ελέγχου που ανταλλάσσουν οι συσκευές υπολογιστή μεταξύ τους.

Επιπλέον υπάρχει ηλεκτρικό λεωφορείο, με καλώδια και κυκλώματα διασύνδεσης για τη σύνδεση μονάδων Η/Υ στο σύστημα τροφοδοσίας.

Οι δίαυλοι PC χαρακτηρίζονται από δύο κύριες παραμέτρους - το βάθος bit και την ταχύτητα μετάδοσης. ψηφιακά σήματα. Το πλάτος bit του διαύλου δεδομένων είναι ιδιαίτερα σημαντικό - πρέπει να ταιριάζει με το πλάτος bit του μικροεπεξεργαστή.

Όλες οι εξωτερικές συσκευές, ή μάλλον οι θύρες I/O τους, συνδέονται με τον δίαυλο με τον ίδιο τρόπο μέσω των αντίστοιχων ενοποιημένων βυσμάτων (αρθρώσεων): απευθείας ή μέσω ελεγκτές (προσαρμογείς). Ο δίαυλος συστήματος ελέγχεται από τον μικροεπεξεργαστή είτε απευθείας είτε μέσω ενός πρόσθετου τσιπ - ελεγκτής λεωφορείου, παράγοντας τα κύρια σήματα ελέγχου.

Κύρια μνήμη.Έχει σχεδιαστεί για την αποθήκευση και την άμεση ανταλλαγή πληροφοριών με άλλες μονάδες του μηχανήματος. Η κύρια μνήμη περιλαμβάνει δύο τύπους συσκευών αποθήκευσης: μνήμη μόνο για ανάγνωση (ROM) και μνήμη τυχαίας πρόσβασης (RAM).

Η ROM έχει συνήθως τη μορφή τσιπ που συγκολλάται στη μητρική πλακέτα και δεν μπορεί να αντικατασταθεί. Οι πληροφορίες που έχουν καταγραφεί στη ROM δεν μπορούν να αλλάξουν από τον χρήστη, κάτι που αντικατοπτρίζεται καλά στην αγγλική έκδοση του ονόματός του Read Only Memory - μνήμη μόνο για ανάγνωση. Αυτή η μνήμη αποθηκεύει προγράμματα για τη δοκιμή των κύριων στοιχείων του υπολογιστή, ξεκινώντας τη φόρτωση λειτουργικό σύστημακαι συντήρηση των λειτουργιών εισαγωγής και εξόδου δεδομένων. Αυτά τα προγράμματα είναι, σαν να λέγαμε, μόνιμα "ενσωματωμένα" στη ROM.

Η μνήμη RAM έχει σχεδιαστεί για να αποθηκεύει πληροφορίες (προγράμματα και δεδομένα) που εμπλέκονται άμεσα στην υπολογιστική διαδικασία στο τρέχον στάδιο λειτουργίας του υπολογιστή. RAM - πτητικόςμνήμη: όταν το τροφοδοτικό είναι απενεργοποιημένο, οι πληροφορίες που είναι αποθηκευμένες σε αυτό χάνονται (για περισσότερες λεπτομέρειες, βλ. ενότητα 3).

Εξωτερική μνήμη.Χρησιμοποιείται για μακροπρόθεσμη αποθήκευση οποιασδήποτε πληροφορίας μπορεί να χρειαστεί ποτέ για την επίλυση προβλημάτων. Συγκεκριμένα, όλα αποθηκεύονται στην εξωτερική μνήμη λογισμικόυπολογιστή. Η εξωτερική μνήμη περιλαμβάνει διάφορους τύπους συσκευών αποθήκευσης (συσκευές αποθήκευσης σε μαγνητική ταινία κασέτας (streamers), μονάδες σε οπτικούς δίσκους(CD-ROM)), αλλά τα πιο κοινά, διαθέσιμα σε σχεδόν οποιονδήποτε υπολογιστή, είναι οι μονάδες σκληρού δίσκου (HDD) και οι μονάδες δισκέτας (FLMD). Ο σκοπός αυτών των μονάδων δίσκου είναι η αποθήκευση μεγάλων ποσοτήτων πληροφοριών, η εγγραφή και η απελευθέρωση αποθηκευμένων πληροφοριών κατόπιν αιτήματος σε μια συσκευή μνήμης τυχαίας πρόσβασης (για περισσότερες λεπτομέρειες, βλέπε ενότητα...).

Μονάδα ισχύος.Αυτό είναι ένα μπλοκ (Εικ. 4) που περιέχει αυτόνομα και δικτυακά συστήματα τροφοδοσίας για υπολογιστές. Το τροφοδοτικό εκτελεί δύο κρίσιμες λειτουργίες: παρέχει σταθεροποιημένη τάση σε όλα τα εξαρτήματα του συστήματος και ψύχει το εσωτερικό του υπολογιστή.

Μετρών την ώραν.Αυτά είναι στο μηχάνημα Ψηφιακό ρολόι, παρέχοντας, εάν χρειάζεται, αυτόματη καταγραφή της τρέχουσας χρονικής στιγμής (έτος, μήνας, ώρες, λεπτά, δευτερόλεπτα και κλάσματα δευτερολέπτων). Ο χρονοδιακόπτης συνδέεται με μια αυτόνομη πηγή ενέργειας - μια μπαταρία και συνεχίζει να λειτουργεί όταν το μηχάνημα αποσυνδεθεί από το δίκτυο.

Εξωτερικές (περιφερικές) συσκευές.Κάτω από περιφερειακόςκατανοούν κάθε συσκευή που είναι δομικά διαχωρισμένη από το κεντρικό τμήμα του Η/Υ (μικροεπεξεργαστής και κύρια μνήμη), έχει τον δικό της έλεγχο και εκτελεί αιτήματα από τον μικροεπεξεργαστή χωρίς την άμεση παρέμβασή του.

Ανάλογα με το σκοπό, μπορούν να διακριθούν οι ακόλουθες εξωτερικές συσκευές υπολογιστή:

Συσκευές εισαγωγής πληροφοριών.

Συσκευές εξόδου και προβολής πληροφοριών.

Συσκευές κατάδειξης (χειριστές, συσκευές ελέγχου).

Συσκευές επικοινωνίας και τηλεπικοινωνιών.

ΠΡΟΣ ΤΗΝ συσκευές εισόδουσχετίζομαι:

Πληκτρολόγιο – μια συσκευή για τη μη αυτόματη εισαγωγή κειμένου, αριθμητικών πληροφοριών και πληροφοριών ελέγχου σε έναν υπολογιστή (για περισσότερες λεπτομέρειες, βλ. ενότητα...).

Σαρωτής - μια συσκευή για την αυτόματη ανάγνωση κειμένων, γραφημάτων, εικόνων, σχεδίων από χαρτί ή άλλα μέσα και τη μεταφορά τους σε ψηφιακή φόρμα (υπολογιστή) σε υπολογιστή (για περισσότερες λεπτομέρειες, βλέπε ενότητα...).

- tablet γραφικών (ψηφιοποιητής) - μια συσκευή για τη μη αυτόματη εισαγωγή γραφικών (λιγότερο συχνά κειμένου) πληροφοριών και εικόνων. Ταμπλέτα γραφικών– πρόκειται για δύο συσκευές – το ίδιο το tablet και το στυλό. Από ένα ειδικό tablet εξοπλισμένο με μια ευαίσθητη επιφάνεια που ανταποκρίνεται στα σήματα που εκπέμπει η πένα, οι ακριβείς συντεταγμένες του «σημείου επαφής» μεταδίδονται στον υπολογιστή. Το στυλό, όταν έρχεται σε επαφή με το tablet, εκπέμπει ειδικά σήματα που του λένε τι χρώμα πρέπει να σχεδιάσει αυτό ή εκείνο το στοιχείο στον υπολογιστή, πόσο παχύ πρέπει να είναι η διαδρομή κ.λπ. Χρησιμοποιείται από καλλιτέχνες υπολογιστών και σχεδιαστές.

Οθόνες αφής– συσκευές για την εισαγωγή μεμονωμένων στοιχείων εικόνας, προγραμμάτων ή εντολών από οθόνη διαχωρισμένης οθόνης σε υπολογιστή.

Ψηφιακές κάμερες. Στην εμφάνιση δεν διαφέρουν πολύ από μια κανονική κάμερα και παράγονται από τις ίδιες εταιρείες που κατασκευάζουν κανονικές κάμερες. Η διαφορά είναι ότι αντί για φιλμ, μια ψηφιακή φωτογραφική μηχανή χρησιμοποιεί ένα ειδικό στοιχείο μνήμης που αποθηκεύει την εικόνα που μεταφέρεται από το φακό ως μη συμπιεσμένο (TIFF) ή συμπιεσμένο αρχείο με κάποια απώλεια ποιότητας (συμπίεση JPEG). Το αρχείο που προκύπτει μεταφέρεται αργότερα στον υπολογιστή και στη συνέχεια μπορεί να υποβληθεί σε επεξεργασία σε οποιοδήποτε γραφικός επεξεργαστήςκαι, αν χρειαστεί, εκτυπώστε την σαν κανονική φωτογραφία σε ειδικό εκτυπωτή. Αυτή η ομάδα συσκευών εισαγωγής πληροφοριών περιλαμβάνει επίσης ψηφιακές βιντεοκάμερες και Κινητά τηλέφωνα;

Τα μικρόφωνα είναι συσκευές που αντιλαμβάνονται τον ήχο σε αναλογική μορφή. Για να μπορέσει ένας υπολογιστής να καταγράψει τέτοια σήματα σε μαγνητικούς δίσκους και να τα επεξεργαστεί, τα σήματα πρέπει να μετατραπούν από αναλογική σε ψηφιακή μορφή. Αυτό επιτυγχάνεται χρησιμοποιώντας μια ειδική συσκευή - έναν μετατροπέα αναλογικού σε ψηφιακό (ADC).

Το πληκτρολόγιο MIDI (MIDI - Musical Instrument Digital Interface) είναι μια συσκευή που συνδέεται με μια κάρτα ήχου. Σε αντίθεση με τα συνθεσάιζερ, το ίδιο το πληκτρολόγιο MIDI δεν είναι σε θέση να παράγει ήχους: στερείται οποιασδήποτε «γέμισης» για τη δημιουργία ήχου. Αυτός ο ρόλος δίνεται στην κάρτα ήχου. Ο ρόλος ενός τέτοιου πληκτρολογίου είναι να δίνει εντολές στον ενσωματωμένο συνθεσάιζερ: ποια νότα της διάρκειας και σε ποιο όργανο πρέπει να παίξει ο υπολογιστής. Στοιχεία ενός πληκτρολογίου MIDI: το ίδιο το πληκτρολόγιο είναι ένα απλοποιημένο αντίγραφο ενός πιάνου. χειριστήρια εργαλείων που σας επιτρέπουν να αλλάξετε το πληκτρολόγιο για να προσομοιώσετε οποιοδήποτε από αυτά στο οπλοστάσιό σας κάρτα ήχουεργαλεία.

ΠΡΟΣ ΤΗΝ συσκευές εξόδου και προβολής πληροφοριώνσχετίζομαι:

Οθόνη (οθόνη) – μια συσκευή για την εμφάνιση κειμένου και γραφικές πληροφορίεςχωρίς τη μακροπρόθεσμη στερέωσή του (για περισσότερες λεπτομέρειες, βλ. ενότητα...).

Ο εκτυπωτής είναι μια συσκευή που εξάγει δεδομένα από έναν υπολογιστή σε χαρτί σε ευανάγνωστη μορφή. Οι εκτυπωτές σάς επιτρέπουν να λαμβάνετε ένα έντυπο αντίγραφο ενός εγγράφου. Οι πιο συνηθισμένοι τύποι εκτυπωτών είναι: εκτυπωτές dot matrix (εκτυπωτές κρουστικών και θερμικών), εκτυπωτές inkjetμε μελάνι βαφής, εκτυπωτές λέιζερ, χρησιμοποιώντας την ηλεκτρογραφική μέθοδο σχηματισμού εικόνας (για περισσότερες λεπτομέρειες, βλ. ενότητα...).

Plotters (plotters) είναι συσκευές για την έξοδο γραφικών πληροφοριών (γραφήματα, σχέδια, σχέδια) από έναν υπολογιστή σε χαρτί. Χρησιμοποιούνται στο σχεδιασμό με τη βοήθεια υπολογιστή.

Ακουστικά, ηχεία – συσκευές για την έξοδο πληροφοριών ήχου.

ΠΡΟΣ ΤΗΝ συσκευές κατάδειξηςσχετίζομαι:

Το ποντίκι είναι μια συσκευή που έχει σχεδιαστεί για να λειτουργεί σε περιβάλλον με γραφική διεπαφήχρήστης;

Ένα trackball είναι μια συσκευή που εκτελεί λειτουργίες παρόμοιες με ένα ποντίκι, σε αντίθεση με το οποίο δεν κινείται το σώμα, αλλά μόνο η μπάλα.

Το joystick σάς επιτρέπει να μετακινείτε τον κέρσορα στην οθόνη σε μία από τις τέσσερις κατευθύνσεις. Χρησιμοποιείται για αλληλεπίδραση με προγράμματα παιχνιδιών;

Συσκευές επικοινωνίας και τηλεπικοινωνιώνχρησιμοποιούνται για επικοινωνία με όργανα και άλλο εξοπλισμό αυτοματισμού και για σύνδεση Η/Υ σε κανάλια επικοινωνίας, σε άλλους υπολογιστές και δίκτυα υπολογιστών. Αυτά περιλαμβάνουν:

Το μόντεμ (από τις λέξεις διαμόρφωση-αποδιαμόρφωση) είναι μια συσκευή σχεδιασμένη να συνδέει έναν υπολογιστή με αναλογικές γραμμές τηλεφωνική επικοινωνία. Επιτρέπει μέσω των συνηθισμένων τηλεφωνική γραμμήεργασία στο Διαδίκτυο. Το μόντεμ εκτελεί τις ακόλουθες λειτουργίες: κατά τη μετάδοση, μετατροπή ψηφιακού κώδικα σε αναλογικά σήματα, κατά τη λήψη, φιλτράρισμα του λαμβανόμενου σήματος από παρεμβολές, δηλ. αντίστροφη μετατροπή του αναλογικού σήματος σε ψηφιακός κώδικας;

Προσαρμογέας δικτύουείναι μια εξωτερική διεπαφή ενός υπολογιστή και χρησιμεύει για τη σύνδεσή του σε ένα κανάλι επικοινωνίας για την ανταλλαγή πληροφοριών με άλλους υπολογιστές, για εργασία ως μέρος δίκτυο υπολογιστώννα διασφαλίσει τη μεταφορά πληροφοριών από έναν υπολογιστή στο περιβάλλον επικοινωνίας·

Ο πολυπλέκτης μετάδοσης δεδομένων είναι μια πολυκαναλική συσκευή για τη διασύνδεση ενός υπολογιστή με πολλά κανάλια επικοινωνίας.

Βασική διαμόρφωση υπολογιστή

Δομικά, οι υπολογιστές κατασκευάζονται με τη μορφή μιας κεντρικής μονάδας συστήματος, στην οποία συνδέονται εξωτερικές συσκευές μέσω υποδοχών: πρόσθετες συσκευές μνήμης, πληκτρολόγιο, οθόνη, εκτυπωτής κ.λπ.

Μονάδα του συστήματοςσυνήθως περιλαμβάνει πλακέτα συστήματος, τροφοδοτικό, μονάδες δίσκου, υποδοχές για πρόσθετες συσκευές και κάρτες επέκτασης με ελεγκτές - αντάπτορες εξωτερικές συσκευές.

Επί πλακέτα συστήματος(πιο συχνά ονομάζεται μητρική πλακέτα – Μητρικό Συμβούλιο), κατά κανόνα, βρίσκονται:

Μικροεπεξεργαστής;

Μαθηματικός συνεπεξεργαστής;

Γεννήτρια ρολογιού;

Μπλοκ (τσιπ) RAM και ROM.

Προσαρμογείς πληκτρολογίου, HDD και HDD.

Χρονόμετρο κ.λπ.

ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΤΗΣ

Μικροεπεξεργαστής(MP) (κεντρικός επεξεργαστής - Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας (CPU)) είναι μια λειτουργικά πλήρης συσκευή επεξεργασίας πληροφοριών ελεγχόμενη από λογισμικό, κατασκευασμένη με τη μορφή ενός ή περισσότερων μεγάλων ή εξαιρετικά μεγάλων ολοκληρωμένων κυκλωμάτων. Ο επεξεργαστής είναι ο «εγκέφαλος» του υπολογιστή. Επιλύει όλα τα γενικά προβλήματα υπολογιστών και συντονίζει τη λειτουργία της μνήμης, του προσαρμογέα βίντεο, των μονάδων δίσκου και άλλων στοιχείων του συστήματος. Ο επεξεργαστής είναι ένα εξαιρετικά πολύπλοκο τσιπ που συνδέεται απευθείας με τη μητρική πλακέτα στους περισσότερους υπολογιστές, αλλά μερικές φορές εγκαθίσταται σε μια θυγατρική πλακέτα, η οποία, με τη σειρά της, συνδέεται με τη μητρική πλακέτα μέσω μιας εξειδικευμένης υποδοχής.

Το MP εκτελεί τις ακόλουθες λειτουργίες:

Ανάγνωση και αποκρυπτογράφηση εντολών από την κύρια μνήμη.

Ανάγνωση δεδομένων από την κύρια μνήμη και τους καταχωρητές προσαρμογέων εξωτερικής συσκευής.

Λήψη και επεξεργασία αιτημάτων και εντολών από προσαρμογείς για την εξυπηρέτηση εξωτερικών συσκευών.

Επεξεργασία δεδομένων και εγγραφή τους στην κύρια μνήμη και στα μητρώα των εξωτερικών προσαρμογέων συσκευών.

Παραγωγή σημάτων ελέγχου για όλους τους άλλους κόμβους και μπλοκ Η/Υ.

Το πλάτος του διαύλου δεδομένων MP καθορίζει το πλάτος του υπολογιστή στο σύνολό του. Το πλάτος του διαύλου διευθύνσεων MP είναι ο χώρος διευθύνσεών του.