Төхөөрөмжийн тодорхойлолт, компьютерийн үйл ажиллагааны зарчим. Компьютерийн төхөөрөмж. Компьютер юунаас бүрддэг вэ? Тогтворгүй CMOS санах ой

Компьютер нь техникийн хэрэгсэлмэдээллийн хувиргалт, түүний үндэс нь аливаа электрон төхөөрөмжтэй адил цахилгаан дохиог боловсруулах зарчим юм.

  1. цахилгаан болон цахилгаан бус шинж чанартай янз бүрийн физик процессоор дүрслэгдсэн оролтын мэдээлэл (үсэг, тоо, дуут дохиогэх мэт), цахилгаан дохио болж хувирдаг;
  2. дохиог боловсруулах нэгжид боловсруулдаг;
  3. Гаралтын дохио хувиргагчийг ашиглан боловсруулсан дохиог цахилгаан бус дохио болгон хувиргадаг (дэлгэц дээрх зураг).

Компьютерийн зорилго нь янз бүрийн төрлийн мэдээллийг боловсруулж, хүмүүст тохиромжтой хэлбэрээр үзүүлэх явдал юм.

Функциональ үүднээс авч үзвэл компьютер нь тодорхой функцийг гүйцэтгэдэг 4 үндсэн төхөөрөмжөөс бүрддэг систем юм: хадгалах төхөөрөмж эсвэл санах ой нь үйлдлийн болон байнгын гэж хуваагддаг, арифметик-логик нэгж (ALU), хяналтын төхөөрөмж (CU). ) болон оролтын төхөөрөмж.гаралт (UVV). Тэдний үүрэг, зорилгыг авч үзье.

Хадгалах төхөөрөмж (санах ой) нь компьютерт мэдээлэл, програмын командыг хадгалах зориулалттай. Санах ойд хадгалагдаж буй мэдээлэл нь 0 ба 1-ээр кодлогдсон тоо, тэмдэг, үг, тушаал, хаяг гэх мэт.

Санах ойд тоо бичнэ гэдэг нь энэ дугаарыг заасан хаягийн нүдэнд байрлуулж, програмын тушаалаар дуудах хүртэл тэнд хадгалахыг хэлнэ. Энэ нүдэнд байсан өмнөх мэдээллийг дарж бичсэн. Жишээлбэл, Паскаль эсвэл Си хэл дээр програмчлал хийх үед нүдний хаяг нь хувьсагчийн нэртэй холбоотой байдаг бөгөөд энэ нь програмистын сонгосон үсэг, тоонуудын хослолоор илэрхийлэгддэг.

Санах ойноос тоо уншина гэдэг нь заасан хаягтай нүднээс тоо түүвэрлэх гэсэн үг юм. Энэ тохиолдолд дугаарын хуулбарыг санах ойноос шаардлагатай төхөөрөмж рүү шилжүүлэх бөгөөд тоо нь өөрөө нүдэнд үлдэнэ.

Мэдээлэл дамжуулах гэдэг нь мэдээллийг нэг нүднээс уншиж нөгөө нүд рүү бичихийг хэлнэ.

Нүдний хаяг нь хяналтын төхөөрөмжид (CU) үүсгэгдэж, дараа нь хаягийн түүврийн төхөөрөмж рүү орох бөгөөд энэ нь нээгдэнэ мэдээллийн сувагмөн хүссэн нүдийг холбодог.

Тоонууд, тэмдэгтүүд, командууд нь санах ойд ижил хэмжээгээр хадгалагддаг бөгөөд ижил форматтай байдаг. Өгөгдлийн төрөл нь санах ой эсвэл компьютерийн хувьд хамаагүй. Өгөгдлийг программ боловсруулж байх үед л төрөл нь ялгаатай. Нүдний урт буюу битийн гүнийг хоёртын цифрүүдийн (бит) тоогоор тодорхойлно. Бит бүр 1 эсвэл 0 агуулж болно. In орчин үеийн компьютеруудНүдний урт нь 8 битийн үржвэр бөгөөд байтаар хэмжигддэг. Хаяг үүсгэж болох нүдний хамгийн бага урт нь 8 битээс бүрдэх 1 байт байна.

Санах ойг тодорхойлохын тулд дараах параметрүүдийг ашигладаг.

  1. санах ойн багтаамж - байт дахь хадгалагдсан мэдээллийн дээд хэмжээ;
  2. Санах ойн хурд гэдэг нь мэдээллийг унших, бичихэд зарцуулсан хугацаагаар тодорхойлогддог санах ойд нэвтрэх хугацаа юм.

Арифметик логик нэгж (ALU). Арифметик болон логик үйлдлүүдийг гүйцэтгэдэг.

Нэмэх үйлдлийг ашиглан ямар ч арифметик үйлдлийг хийж болно гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй.

Нарийн төвөгтэй логик асуудлыг илүү олон зүйл болгон задалдаг энгийн даалгаварууд, энд зөвхөн хоёр түвшинд дүн шинжилгээ хийхэд хангалттай: ТИЙМ ба ҮГҮЙ.

Хяналтын төхөөрөмж (CU) нь компьютер дээрх тооцоолол, логик үйл явцын бүх явцыг хянадаг, өөрөөр хэлбэл. мэдээллийн "замын хөдөлгөөний хянагч" -ын үүргийг гүйцэтгэдэг. Хяналтын хэсэг нь тушаалыг уншиж, кодыг нь тайлж, гүйцэтгэхэд шаардлагатай хэлхээг холбодог. Дараагийн тушаалыг автоматаар уншина.

Үнэн хэрэгтээ хяналтын хэсэг нь дараахь үйлдлүүдийн циклийг гүйцэтгэдэг.

  1. дараагийн командын хаягийг үүсгэх;
  2. санах ойноос тушаал уншиж, кодыг нь тайлах;
  3. тушаалын гүйцэтгэл.

Орчин үеийн компьютеруудад хяналтын хэсэг болон ALU-ийн үүргийг төв процессор гэж нэрлэгддэг нэг төхөөрөмж гүйцэтгэдэг.

КОМПЬЮТЕРИЙН ЗОХИОН БАЙГУУЛАЛТ, АЖЛЫН ЕРӨНХИЙ ЗАРЧИМ

Компьютер гэж юу вэ

Компьютерпрограмчлах боломжтой электрон төхөөрөмж, өгөгдлийг боловсруулах, тооцоолол хийх, түүнчлэн бусад тэмдэгтийн үйлдлийг гүйцэтгэх чадвартай.

Компьютерийн хоёр үндсэн ангилал байдаг:

дижитал компьютер,тоон хоёртын код хэлбэрээр өгөгдлийг боловсруулах;

аналог компьютер,Тооцоолсон хэмжигдэхүүний аналог болох тасралтгүй өөрчлөгдөж буй физик хэмжигдэхүүнийг (цахилгаан хүчдэл, цаг хугацаа гэх мэт) боловсруулах.

Өнөө үед компьютеруудын дийлэнх нь дижитал байна.

Компьютерийн ажиллах зарчим нь программуудыг гүйцэтгэх явдал юм (Програм хангамж) -урьдчилан тодорхойлсон, тодорхой тодорхой дараалаларифметик, логик болон бусад үйлдлүүд.

Ямар ч компьютерийн программнь бие даасан командуудын дараалал юм.

Багнь компьютерийн гүйцэтгэх ёстой үйлдлийн тайлбар юм. Дүрмээр бол тушаал нь өөрийн гэсэн кодтой байдаг ( бэлэг тэмдэг), эх өгөгдөл (операндууд) ба үр дүн.

Командын үр дүн нь компьютерийн дизайнд суулгагдсан энэ командын хувьд нарийн тодорхойлсон дүрмийн дагуу үүсдэг.

Өгөгдсөн компьютерийн гүйцэтгэсэн командуудын багцыг дуудна тушаалын системэнэ компьютер.

Компьютерууд секундэд хэдэн саяаас хэдэн зуун сая хүртэлх үйлдлүүдийн хооронд маш өндөр хурдтай ажилладаг.

Аливаа компьютерт дараахь зүйлийг ялгаж салгаж болно. үндсэн төхөөрөмжүүд:

санах ой(санах ойн төхөөрөмж - санах ой), дугаарласан нүднүүдээс бүрдэх;

CPU,орно хяналтын төхөөрөмж(UU) i арифметик логик нэгж(ALU);

оролтын төхөөрөмж;

гаралтын төхөөрөмж.

Эдгээр төхөөрөмжүүд холбогдсон байна харилцааны сувгуудтүүгээр дамжуулан мэдээлэл дамжуулдаг. Компьютерийн үндсэн төхөөрөмжүүд болон тэдгээрийн хоорондын холболтыг диаграммд үзүүлэв (Зураг 1). Нимгэн сум нь мэдээллийн урсгалын зам, чиглэлийг, бүдүүн сум нь хяналтын дохиог дамжуулах зам, чиглэлийг харуулдаг.

Санах ойн функцууд:

- бусад төхөөрөмжөөс мэдээлэл хүлээн авах;

- мэдээллийг санах;

– машины бусад төхөөрөмжид хүсэлтийн дагуу мэдээлэл өгөх.

Цагаан будаа. 1. Компьютерийн ерөнхий схем

Процессорын функцууд:

– арифметик болон өгөгдсөн программын дагуу өгөгдөл боловсруулах логик үйлдлүүд;

- компьютерийн төхөөрөмжийн ажиллагааг хянах програм хангамж.

Зааврыг гүйцэтгэдэг процессорын хэсгийг дуудна арифметик логик төхөөрөмж(ALU) ба түүний төхөөрөмжийн хяналтын функцийг гүйцэтгэдэг бусад хэсэг нь юм хяналтын төхөөрөмж(UU).

Ихэвчлэн эдгээр хоёр төхөөрөмжийг зөвхөн нөхцөлт байдлаар ялгадаг бөгөөд тэдгээр нь бүтцийн хувьд тусгаарлагддаггүй.

Процессор нь хэд хэдэн тусгайлсан нэмэлт санах ойн эсүүдийг агуулдаг бүртгэлүүд. Бүртгэл нь тоо эсвэл командыг богино хугацаанд хадгалах үүргийг гүйцэтгэдэг. Цахим хэлхээ нь зарим регистрүүдийн агуулгад залруулга хийх боломжтой, жишээлбэл, дараа нь ашиглах зааврын зарим хэсгийг "тайрах" эсвэл тоон дээр тодорхой арифметик үйлдлүүдийг хийх боломжтой. Бүртгэлийн гол элемент нь электрон хэлхээ юм гох, энэ нь нэг хоёртын цифрийг (бит) хадгалах чадвартай. Бүртгүүлэхнь өөр хоорондоо тодорхой байдлаар холбогдсон триггерүүдийн цуглуулга юм нийтлэг системудирдлага.

Гүйцэтгэсэн үйлдлийн төрлөөр ялгаатай хэд хэдэн төрлийн бүртгэл байдаг. Зарим бүртгэлүүд өөрийн гэсэн нэртэй байдаг, жишээлбэл:

нэмэгч– хоёртын тоонуудын нийлбэрийг гүйцэтгэдэг ALU регистр;

програмын тоолуур– агуулга нь дараагийн гүйцэтгэсэн тушаалын хаягтай тохирч буй CU-г бүртгэх; дараалсан санах ойн нүднүүдээс програмыг автоматаар сонгоход үйлчилдэг;

тушаалын бүртгэл– командын кодыг гүйцэтгэхэд шаардлагатай хугацаанд хадгалах CU-г бүртгүүлэх. Түүний зарим хэсгийг хадгалахад ашигладаг үйлдлийн код, үлдсэн хэсэг нь хадгалах зориулалттай операнд хаягийн кодууд.

Компьютерийн үйл ажиллагааны зарчим

Компьютерийн дийлэнх хэсгийг бүтээхдээ 1945 онд Америкийн эрдэмтэн боловсруулсан дараах ерөнхий зарчмууд дээр суурилдаг. Жон фон Нейман.

1. зарчим програмын хяналт . Программ нь процессор тодорхой дарааллаар автоматаар гүйцэтгэгддэг командуудын багцаас бүрдэнэ.

Програмыг санах ойноос татаж авах нь ашиглан хийгддэг програмын тоолуур.Энэ процессорын бүртгэл нь түүнд хадгалагдсан дараагийн командын хаягийг зааврын уртаар дараалан нэмэгдүүлнэ. Програмын командууд нь санах ойд ар араасаа байрладаг тул дараалсан санах ойн нүднүүдээс тушаалуудын гинжин хэлхээг зохион байгуулдаг. Хэрэв командыг гүйцэтгэсний дараа та дараагийнх руу биш, харин өөр нэг рүү шилжих шаардлагатай бол тушаалуудыг ашиглана уу. нөхцөлтэсвэл болзолгүй шилжилт, дараагийн командыг агуулсан санах ойн нүдний тоог програмын тоолуур руу оруулна. Зогсоох тушаалд хүрч, гүйцэтгэсний дараа санах ойноос команд дуудах нь зогсдог.

Тиймээс, процессор нь хүний ​​оролцоогүйгээр программыг автоматаар гүйцэтгэдэг.

2.Санах ойн нэгэн төрлийн байх зарчим. Программууд болон өгөгдөл нь нэг санах ойд хадгалагддаг тул компьютер нь өгөгдсөн санах ойн нүдэнд юу хадгалагдаж байгааг ялгадаггүй - тоо, текст эсвэл тушаал. Та өгөгдөл дээрхтэй ижил үйлдлийг тушаалууд дээр хийж болно.

Энэ нь бүхэл бүтэн боломжуудыг нээж өгдөг. Жишээлбэл, Програмыг гүйцэтгэх явцад мөн засварлаж болно, энэ нь програмын зарим хэсгийг олж авах дүрмийг тохируулах боломжийг олгодог (програмд ​​цикл болон дэд програмуудын гүйцэтгэлийг ингэж зохион байгуулдаг).

Түүнчлэн, нэг програмын тушаалуудыг өөр програмын гүйцэтгэлийн үр дүнд авч болно. Энэ зарчим дээр үндэслэсэн орчуулгын аргууд– програмын текстийг өндөр түвшний програмчлалын хэлнээс тодорхой машины хэл рүү хөрвүүлэх.

3. Зорилтот зарчим. Бүтцийн хувьд үндсэн санах ой нь дахин дугаарлагдсан нүднүүдээс бүрдэнэ. Ямар ч нүдийг процессор хэзээ ч ашиглах боломжтой.

Энэ нь санах ойн хэсгүүдийг нэрлэх чадвартай гэсэн үг бөгөөд ингэснээр тэдгээрт хадгалагдсан утгууд нь дараа нь програмыг ажиллуулах явцад өгөгдсөн нэрээр хандах эсвэл өөрчлөх боломжтой болно.

Дээрх зарчмууд дээр бүтээгдсэн компьютерууд нь төрөл юм фон НейманГэхдээ фон Нейманы компьютерээс үндсээрээ ялгаатай компьютерууд байдаг. Тэдний хувьд, жишээлбэл, програмын удирдлагын зарчмыг дагаж мөрдөхгүй байж болно, өөрөөр хэлбэл тэд одоо ажиллаж байгаа програмын командыг зааж өгөх програмын тоолуургүйгээр ажиллах боломжтой. Санах ойд хадгалагдсан хувьсагчдад хандахын тулд эдгээр компьютерууд түүнд нэр өгөх шаардлагагүй. Ийм компьютерийг нэрлэдэг фон Нейман биш.

Тушаал ба түүний гүйцэтгэл

Комманд гэдэг нь компьютерийн гүйцэтгэх ёстой энгийн үйлдлийн тайлбар юм.

Ерөнхийдөө тушаал нь дараах мэдээллийг агуулна.

кодхийгдэж буй үйл ажиллагаа;

- тодорхойлолтын удирдамж операндууд(эсвэл тэдгээрийн хаяг);

– хүлээн авсан зүйлийг байрлуулах заавар үр дүн.

Операндуудын тооноос хамааран тушаалууд нь:

- Unicast;

- хоёр хаяг;

- гурван хаяг;

– хувьсах хаяг.

Командууд нь санах ойн нүдэнд хоёртын кодоор хадгалагддаг.

Орчин үеийн компьютеруудад тушаалын уртын хувьсагч(ихэвчлэн хоёроос дөрвөн байт), мөн хувьсагчийн хаягийг тодорхойлох арга замууд нь маш олон янз байдаг.

Тушаалын хаягийн хэсэг нь дараахь зүйлийг агуулж болно.

– операнд өөрөө (тоо эсвэл тэмдэг);

– операндын хаяг (операнд эхэлсэн байтын дугаар);

– операнд хаягийн хаяг (операнд хаяг байрлах байт тоо) гэх мэт.

Цөөн хэдэн зүйлийг харцгаая боломжит сонголтууднэмэх командууд(Англи хэл дээр нэмэх - нэмэлт), энэ тохиолдолд дижитал код, хаягийн оронд бид тэмдэглэгээг ашиглана.

1. Unicast командx нэмнэ(эсийн агуулга X нэмэгчийн агуулгыг нэмж, үр дүнг нэмэгчид үлдээнэ):

2. Хоёр хаягтай командx, y нэмнэ(эсийн агуулга X Тэгээд цагт нэмээд үр дүнг нүдэнд байрлуулна цагт):

3. Гурван хаягтай командx, y, z нэмэх(эсийн агуулга Xэсийн агуулгаар нэмнэ үү y, нүдэнд дүнг байрлуулна z).

Компьютерийн үйл ажиллагааны зарчмуудыг ойлгохын тулд бид эхлээд персонал компьютер буюу PC-ийн хамгийн түгээмэл бөгөөд энгийн бүтцийг нарийвчлан авч үзье. Гол ялгаа Хувийн компьютертом машинууд буюу mainframe гэж нэрлэгддэг машинуудаас энэ нь зөвхөн нэг хэрэглэгчдэд нөөцөө ашиглах боломжийг олгодог. Ийм компьютер нь зөвхөн нэг програмын горимд ажиллах ёстой юм шиг санагдаж байна, өөрөөр хэлбэл. одоо байгаа нэг програмыг гүйцэтгэх боловч энэ нь тийм биш юм. Ийм компьютер нь хэд хэдэн програмыг нэгэн зэрэг гүйцэтгэх боломжтой - боловсруулах, үр дүнг гаргах, татаж авах, сүлжээн дэх мэдээлэл хайх гэх мэт. Нэмж дурдахад, олон тооны "хувийн" машинуудыг сүлжээнд сервер болгон ашигладаг бөгөөд нөөцөө (жишээ нь, техник хангамж, програм хангамж) зөвхөн нэг хэрэглэгчдэд өгөхөө больсон; Ийм серверийн нөөцийг хэд хэдэн хэрэглэгч нэгэн зэрэг ашиглаж болно.

Компьютерийн бүтэц нь бүхэл бүтэн машинуудын туршид бага зэрэг өөрчлөгдсөн. Энэ нь үндсэн дээр баригдсан хэвээр байна фон Нейманы загварууд, ямар ч тохиолдолд түүний үндсэн санах ой нь дараалсан дугаар (эсвэл "хаяг") бүхий бие даасан нүднүүдээс бүрддэг бөгөөд үүнд бие даасан заавар (програм) болон өгөгдлийг хоёуланг нь хадгалах боломжтой. Гэсэн хэдий ч технологийн дэвшил нь хэд хэдэн зангилаа, төхөөрөмжийг нэг чип болгон нэгтгэхэд хүргэсэн.

Компьютерийн мөчлөг

Компьютерийн хялбаршуулсан бүтцийг Зураг 1.1-д үзүүлэв. Энэ нь дараах таван үндсэн нэгжээс бүрдэнэ: арифметик логик нэгж (ALU), санамсаргүй хандалт санах ой(RAM), хяналтын төхөөрөмж (CU), машинд өгөгдөл оруулах төхөөрөмж (UVv) болон тооцооллын үр дүнг гаргах төхөөрөмж (UVv). [Эхний үеийн машин гэж нэрлэгддэг анхны компьютерууд ийм бүтэцтэй байсан.]

Бүртгэгдсэн бүрэлдэхүүн хэсгүүдээс гадна аливаа компьютер нь машиныг асааж, түүний зөв ажиллагааг хянах зориулалттай гарын авлагын хяналтын самбартай байдаг. [Одоо харгалзах хяналтын хэлхээ бүхий арифметик-логик төхөөрөмжийг дуудах нь заншил болжээ процессор, захын төхөөрөмжүүдийг удирдах, холбох хэлхээнүүд - хянагч ба адаптерууд, мэдээлэл компьютерийн блокуудын хооронд интерфейсийн автобусаар дамждаг.]

Хяналтын төхөөрөмж

Оролтын төхөөрөмж

Гаралтын төхөөрөмж

Үйл ажиллагааны

Дурсамжтай

төхөөрөмж

Арифметик-логик

төхөөрөмж

Зураг 1.1 Компьютерийн хялбаршуулсан бүтэц

Арифметик-логик нэгж нь машины үгэн дээр арифметик болон логик үйлдлүүдийг гүйцэтгэх зориулалттай, i.e. санах ойд байрлах кодууд ба боловсруулалтанд зориулж ALU-д ордог. Үүнээс гадна янз бүрийн тооцооллын удирдлагын үйлдлүүдийг гүйцэтгэдэг.

Санамсаргүй хандалтын санах ой буюу санамсаргүй хандалтын санах ой нь машины үгсийн кодыг (команд ба өгөгдөл) "нүдэнд" хадгалдаг. Эдгээр нүднүүдийг дугаарлаж, нүдний дугаарыг дуудна хаяг. [Компьютерийн санах ой нь ихэвчлэн зөвхөн заавар, өгөгдлийг агуулдаг.] Машин нь тооцоолох үйл явцыг зохион байгуулахын тулд RAM-д хадгалагдсан мэдээллийг ашигладаг. Мэдээлэл нь оролтын төхөөрөмжөөс эсвэл түүнээс RAM-д ордог гадаад санах ой(зураг дээр харуулаагүй). Гадаад санах ой нь их хэмжээний мэдээллийг хадгалах боломжийг олгодог боловч RAM-аас удаан байдаг. Бүх боловсруулалтын явцад мэдээлэл нь зөвхөн RAM-аас ALU-д ордог бөгөөд програмын гүйцэтгэлийн үр дүн боловсруулалт дууссаны дараа л гаралтын төхөөрөмжид гарна. Үүний нэгэн адил гадаад санах ойн (ERAM) мэдээллийг боловсруулахад оролцохын өмнө эхлээд RAM-д дахин бичих ёстой.

Хяналтын төхөөрөмж (CU) нь тооцоолох үйл явцыг автоматаар удирдахад ашиглагддаг; Энэ нь компьютерийн бүх төхөөрөмжид хяналтын дохиог үүсгэж, програмын командуудыг хяналтын дохио болгон хувиргадаг. Өмнө дурьдсанчлан, хэрэв хяналтын зангилаа нь ALU-тай хослуулсан бол ийм хосолсон төхөөрөмжийг ихэвчлэн төв процессор (CPU эсвэл зүгээр л процессор) гэж нэрлэдэг. Энэ нь оролт гаралтын програмуудыг хадгалахад зориулагдсан RAM болон зөвхөн уншигдах санах ой, төрөл бүрийн оролт гаралтын төхөөрөмж (эсвэл дагалдах төхөөрөмж)-ээс бүрдсэн үндсэн санах ой (RAM) -тай автобусаар (ихэвчлэн "нийтлэг автобус" эсвэл CO гэж нэрлэдэг) холбогддог. , Зураг 1.2-г үзнэ үү. Энэхүү нийтлэг автобус нь хаяг, өгөгдөл, удирдлага гэсэн хэд хэдэн "дэд автобус"-аас бүрдэнэ. Бид тэднийг ихэвчлэн дугуй гэж нэрлэдэг. Түүнчлэн, хувийн машинуудад системийн самбар дээрх зайг хэмнэхийн тулд (жишээлбэл, процессор, санах ой, захын төхөөрөмжүүдийг холбох холбогчийг байрлуулсан самбар) хаяг, өгөгдлийн автобусыг заримдаа нэг цаг хугацаагаар тусгаарласан хэлбэрээр хийдэг. автобус; дараа нь хаяг, өгөгдлийг зөвхөн нэг нэгээр нь дамжуулдаг.

Зураг 1.2 Машины төв хэсэг

Компьютер нь CPU болон OP-ээс гадна гадаад ертөнцтэй (хүн, хяналтын объект гэх мэт) харилцах зориулалттай бусад олон төхөөрөмжийг агуулдаг. Өмнө дурьдсанчлан эдгээр төхөөрөмжүүдийг захын (эсвэл гадаад) гэж нэрлэдэг бөгөөд хянагч, адаптер, автобусны гүүр гэх мэтийг ашиглан үйлдлийн системд холбогдсон байдаг.

Хувийн компьютерт (мөн сүүлийн үед бусад төрлийн компьютерт) үндсэн санах ой нь зөвхөн уншигдах санах ой (ROM) ба санамсаргүй санах ой (RAM) гэсэн хоёр хэсгээс бүрдэнэ. Энэхүү программ нь орчин үеийн стандартын дагуу маш жижиг хэмжээтэй [хэд хэдэн мегабайт хүрдэг] байнгын санах ойд хадгалагддаг ачаалах оосор BIOS (Үндсэн оролт-гаралтын систем) гэж нэрлэдэг. Энэ мэдээлэл нь санах ойд "хатуу холбогдсон" байдаг, өөрөөр хэлбэл. байнга хадгалагддаг. Компьютер асаалттай үед RAM нь ямар ч мэдээлэл агуулдаггүй. Үүнийг асаах үед бүх блокуудыг анхны "тэг" төлөвт оруулах дохио илгээдэг; дараа нь цагийн импульс үүсч, компьютер ажиллаж эхэлнэ.

Компьютер хэрхэн ажилладагийг ойлгохын тулд та ямар элементүүдээс бүрдэхийг мэдэх хэрэгтэй, i.e. триггер, тоолуур, регистр, логик хэлхээ гэх мэт. Эдгээр бүх бүрэлдэхүүн хэсгүүд хэрхэн ажилладаг талаар та номын дараагийн хэсгүүдээс илүү ихийг мэдэж болно. Энд бид зөвхөн эдгээр бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн талаархи үндсэн санааг өгөх болно. Триггернь “0” ба “1” гэсэн хоёр тогтвортой төлөвийн аль нэгэнд байж болох электрон хэлхээ юм. Гадны дохиог ашиглан гохыг нэг төлөвөөс нөгөөд шилжүүлж болно. Бүртгүүлэх– эдгээр нь тодорхой аргаар холбогдсон хэд хэдэн өдөөгч юм, жишээлбэл. Та регистрт хоёртын үгийг бичих, унших, шилжүүлэх, эргүүлэх боломжтой. Тоолуурхүлээн авсан дохионы тоог тодорхойлох боломжийг танд олгоно. Энэ нь бас триггерүүдийн үндсэн дээр бүтээгдсэн. Логик хэлхээтодорхой логик функцийг хэрэгжүүлдэг, өөрөөр хэлбэл. оролтынхоо тодорхой хослолуудын гаралтын дохиог үүсгэдэг.

Одоо энгийн компьютерийн ажиллагааг үргэлжлүүлэн авч үзье. Процессорын програмын тоолуурын (SchK; үүнийг IP - заавар заагч гэж нэрлэдэг) агуулгыг хаягийн автобусаар үндсэн санах ойн хаягийн бүртгэл (PrA) руу дамжуулдаг (Зураг 1.3). Компьютер асаалттай үед програмын тоолуур үргэлж ижил эхлэх хаягийг агуулна. Тиймээс BIOS-д хамаарах энэхүү эхлэл хаяг бүхий санах ойн үүрний агуулгыг авахыг хүсч байна. Ерөнхийдөө энэ нүд нь програмын тоолуурын агуулгыг өөрчлөхөд ашигладаг болзолгүй үсрэх зааварчилгааны кодыг агуулдаг. Эсийн агууламж, i.e. Энэ командын кодыг ХАБЭА мэдээллийн автобусаар процессорын командын бүртгэлд (RgK) дамжуулдаг. Санах ойн "хүсэлт" нь програмын тоолуураас хийгдсэн тул санах ойн эсийн агуулга PgK-д ирдэг.; Энэ нь аливаа уламжлалт компьютерт тавигдах зайлшгүй шаардлага юм.

Процессорын PgK бүртгэл нь эргээд хэд хэдэн регистрээс бүрддэг - үйлдлийн кодын бүртгэл (OpCOP) ба процессорын хаягийн бүртгэл (PgAP). Үйлдлийн кодын бүртгэлд байгаа үгийн нэг хэсэг (хандлага хийсэн OP нүдний агуулга) нь хяналтын дохионы дарааллыг үүсгэдэг хяналтын нэгжид (CU) шилждэг.

Нөхцөлгүй үсрэх командыг гүйцэтгэх үед процессорын хаягийн бүртгэлүүдийн аль нэгэнд дуусдаг үгийн хоёр дахь "хаяг" хэсгийг хяналтын нэгжийн дохионы удирдлаган дор дахин програмын тоолуур руу шилжүүлдэг. Энэ тушаал нь unicast юм - i.e. түүний "хаяг" хэсэг нь зөвхөн нэг хаягийг агуулна. Энэ нь түүний гүйцэтгэлийг дуусгана. Хяналтын хэсэг нь тушаалын гүйцэтгэлийн төгсгөлийн тухай дохиог үүсгэдэг бөгөөд CC-ийн агуулгыг дахин санах ойд RgA шилжүүлдэг, өөрөөр хэлбэл. дараагийн командыг хүсэх болно.

Р

RgKOP RgAP

gk

Зураг 1.3 OP-оос CPU руу команд шилжүүлэх

Тиймээс санах ойд нэвтрэх процедур давтагдана. Дахин хандсан санах ойн эсийн агуулгыг шинэ заавар гэж үзнэ, өөрөөр хэлбэл. RgK процессор дээр дахин ачаалагдсан. Ихэвчлэн хоёр дахь командыг соронзон дискнээс RAM ачаалж эхлэхэд ашигладаг; Энэ нь болзолгүй үсрэх тушаал байхаа больсон. Энэ командыг үйлдлийн кодын удирдлаган дор (PrKOP руу явдаг командын нэг хэсэг) гүйцэтгэх үед бусад хяналтын дохио үүсэж, PrK-ийн нэг хэсэг болох PrgAP регистрийн эхний контент хаягийн бүртгэл рүү шилждэг. санах ойн ба эхний операндын хаяг гэж тооцогддог.

RAM-ийн хувьд хүсэлт хаанаас ирсэн нь хамаагүй - програмын тоолуур эсвэл хаягийн бүртгэлээс, тиймээс санах ойн өгөгдлийн бүртгэлд үг нь өмнөхтэй адил хэлбэрээр үүсдэг. Гэсэн хэдий ч, энэ үгийн "хүсэлт" нь PgAP хаягийн бүртгэлээс ирсэн тул процессор дээр үүнийг арифметик нэгжийн (ALU) эхний мэдээллийн бүртгэлд байрлуулсан болно. Дараа нь хяналтын хэсэг нь хоёр дахь PrAP-ийн агуулгыг RgA санах ой руу шилжүүлэх ижил төстэй дохиог үүсгэдэг; Үүний үр дүнд PgAP-д байрлах хаягтай санах ойн үүрний агуулгыг арифметик төхөөрөмжийн хоёр дахь мэдээллийн бүртгэлд шилжүүлдэг.

Дараа нь хяналтын хэсэг нь PrKOP дахь үйлдлийн кодоос хамааран дохиог үүсгэж, холбогдох үйлдлийг гүйцэтгэдэг ALU руу илгээж, үр дүнг гаралтын аккумляторын бүртгэлд байрлуулна. Үүний дараа аккумляторын бүртгэлийн агуулгыг санах ойн үүр рүү шилжүүлдэг бөгөөд хаяг нь ихэвчлэн эхний PrAP-д байрладаг, i.e. OP руу дахин нэг дуудлага хийгдлээ. Аккумляторын регистрийн агуулгыг өгөгдлийн автобус руу, RgAP-аас үүрэн хаягийг хаягийн автобус руу шилжүүлнэ. [Машины загвар, гүйцэтгэгдэж буй командын хаягийн тоо (хаяглах чадвар) болон бусад олон шинж чанараас хамааран аккумляторын бүртгэлийн агуулгыг түүнд хадгалж, хаягийн OP нүд рүү шилжүүлж болно. эхний эсвэл хоёр дахь RgAP.]

Аккумляторын регистрийн агуулгыг хадгалсны дараа одоогийн командын уртыг байтаар хэмжсэн SchK командын тоолуурт (ихэвчлэн "нэг" гэж нэрлэдэг) дараагийн санах ойн нүдэнд хандахын тулд нэмж, дараагийн командыг гүйцэтгэх шинэ мөчлөг эхэлнэ.

Тиймээс програмын гүйцэтгэл нь дараалсан байдлаар явагддаг: машинд зөвхөн нэг тушаал хэрэгжих бүрт OP-ийн командын бүртгэлд дуусдаг. Гэхдээ компьютерийн гүйцэтгэлийг нэмэгдүүлэхийн тулд та тушаалын гүйцэтгэлийн хурдыг нэмэгдүүлэх эсвэл хэд хэдэн дараалсан тушаалуудыг нэгэн зэрэг гүйцэтгэх хэрэгтэй. Командын гүйцэтгэлийн хурд нэмэгдэж байгаа нь техникийн шинж чанар сайжирч, компьютерт багтсан бүх бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн гүйцэтгэл нэмэгдсэнтэй холбоотой - CPU, OP, интерфейсийн автобус, оролт-гаралтын төхөөрөмжүүд. Гэхдээ тушаалын гүйцэтгэлийн хурдыг нэмэгдүүлэх нь үндсэндээ хязгаарлагдмал байдаг - машин дахь дохионы тархалтын хурд нь гэрлийн хурдаас их байж болохгүй бөгөөд замын урт нь хаалганы тоо, ашигласан технологиор тодорхойлогддог. Хэд хэдэн тушаалыг зэрэгцүүлэн гүйцэтгэх хоёр дахь арга нь хамгийн ирээдүйтэй арга юм. Гэсэн хэдий ч энэ нь хэд хэдэн хязгаарлалттай бөгөөд бид үүнийг доор авч үзэх болно.

Хувийн компьютер бол бүх нийтийн техникийн систем юм.

Шаардлагатай бол түүний тохиргоог (тоног төхөөрөмжийн найрлага) уян хатан байдлаар өөрчилж болно.

Гэсэн хэдий ч ердийн гэж тооцогддог үндсэн тохиргооны тухай ойлголт байдаг. Компьютер нь ихэвчлэн энэ хэрэгсэлтэй ирдэг.

Үндсэн тохиргооны тухай ойлголт өөр байж болно.

Одоогийн байдлаар үндсэн тохиргоонд дөрвөн төхөөрөмжийг авч үздэг.

  • системийн нэгж;
  • хяналт тавих;
  • гар;
  • хулгана.

Үндсэн тохиргоотой компьютеруудаас гадна CD уншигч, чанга яригч, микрофоноор тоноглогдсон мультимедиа компьютерууд улам бүр түгээмэл болж байна.

Лавлагаа: "Yulmart", хамгийн шилдэг нь тохиромжтой интернетхаана байгаа дэлгүүр үнэгүйЯмар ч тохиргоотой компьютер худалдаж авахдаа танд зөвлөгөө өгөх болно.

Системийн нэгж нь хамгийн чухал бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг суурилуулсан үндсэн нэгж юм.

Дотор төхөөрөмжүүд системийн нэгж, дотоод гэж нэрлэдэг ба түүнд гадна холбогдсон төхөөрөмжүүдийг гадаад гэж нэрлэдэг.

Мэдээллийн оролт, гаралт, урт хугацааны хадгалалтад зориулагдсан гадаад нэмэлт төхөөрөмжүүдийг мөн захын төхөөрөмж гэж нэрлэдэг.

Системийн нэгж хэрхэн ажилладаг

By Гадаад төрхсистемийн нэгжүүд нь кейсийн хэлбэрээр ялгаатай байдаг.

Персонал компьютерийн гэрийг хэвтээ (ширээний) болон босоо (цамхаг) хувилбараар үйлдвэрлэдэг.

Босоо орон сууц нь хэмжээсээр ялгагдана.

  • бүрэн хэмжээний (том цамхаг);
  • дунд хэмжээтэй (миди цамхаг);
  • жижиг хэмжээтэй (мини цамхаг).

Хэвтээ загвартай тохиолдлуудын дунд хавтгай, ялангуяа хавтгай (нимгэн) байдаг.

Нэг буюу өөр төрлийн хэргийг сонгох нь компьютерийг шинэчлэх амт, хэрэгцээ шаардлагаас хамаарна.

Ихэнх хэрэглэгчдийн хувьд хамгийн оновчтой төрлийн гэр бол мини цамхаг юм.

Энэ нь жижиг хэмжээтэй бөгөөд ширээний компьютер дээр, ширээний дэргэдэх орны дэргэдэх ширээн дээр эсвэл тусгай тавиур дээр хоёуланд нь эвтэйхэн байрлуулж болно.

Энэ нь таваас долоон өргөтгөлийн картыг багтаах хангалттай зайтай.

Хэлбэрээс гадна хэлбэр хүчин зүйл гэж нэрлэгддэг параметр нь кейсийн хувьд чухал юм.Байрлуулах төхөөрөмжүүдэд тавигдах шаардлага нь үүнээс хамаарна.

Одоогийн байдлаар AT ба ATX гэсэн хоёр хэлбэрийн хүчин зүйлийг голчлон ашиглаж байна.

Кейсийн хэлбэрийн хүчин зүйл нь эх хавтан гэж нэрлэгддэг компьютерийн үндсэн (системийн) самбарын хэлбэрийн хүчин зүйлтэй нийцэж байх ёстой.

Хувийн компьютерийн гэр нь цахилгаан тэжээлээр хангагдсан байдаг тул цахилгаан хангамжийн хүч нь мөн тохиолдлын параметрүүдийн нэг юм.

Масс загваруудын хувьд 200-250 Вт-ын цахилгаан хангамж хангалттай.

Системийн нэгжид дараахь зүйлийг багтаасан болно.

Эх хавтан

Эх хавтан (эх самбар) - зэс тугалган цаасаар бүрхэгдсэн шилэн хуудас бүхий хувийн компьютерийн үндсэн самбар.

Тугалган цаасыг сийлсэнээр электрон эд ангиудыг холбосон нимгэн зэс дамжуулагчийг олж авдаг.

Асаалттай эх хавтанбайрладаг:

  • процессор - ихэнх математик, логик үйлдлүүдийг гүйцэтгэдэг гол чип;
  • автобус - компьютерийн дотоод төхөөрөмжүүдийн хооронд дохио солилцдог дамжуулагчийн багц;
  • санамсаргүй хандалтын санах ой (санамсаргүй хандалтын санах ой, RAM) - компьютер асаалттай үед өгөгдлийг түр хадгалах зориулалттай чипүүдийн багц;
  • ROM (зөвхөн унших санах ой) нь компьютер унтарсан үед мэдээллийг удаан хугацаагаар хадгалах зориулалттай чип юм;
  • микропроцессорын иж бүрдэл (чипсет) - компьютерийн дотоод төхөөрөмжүүдийн ажиллагааг хянаж, эх хавтангийн үндсэн функцийг тодорхойлдог чипүүдийн багц;
  • холбох зориулалттай холбогч нэмэлт төхөөрөмжүүд(слот).

(микропроцессор, төв процессор, CPU) - бүх тооцооллыг гүйцэтгэдэг үндсэн компьютерийн чип.

Энэ нь эх хавтан дээр амархан олддог том чип юм.

Процессор нь сэнсээр хөргөдөг том зэс сэрвээтэй халаагчтай.

Бүтцийн хувьд процессор нь өгөгдлийг хадгалахаас гадна өөрчлөх боломжтой нүднүүдээс бүрддэг.

Процессорын дотоод нүдийг регистр гэж нэрлэдэг.

Мөн зарим регистрүүдэд байрлуулсан өгөгдлийг өгөгдөл гэж үзэхгүй, харин бусад регистр дэх өгөгдлийг боловсруулахад хяналт тавьдаг зааварчилгаа гэж үзэх нь чухал юм.

Процессорын бүртгэлүүдийн дунд агуулгаасаа хамааран тушаалын гүйцэтгэлийг өөрчлөх чадвартай байдаг. Тиймээс процессорын янз бүрийн регистрүүд рүү өгөгдөл илгээхийг хянах замаар та өгөгдлийн боловсруулалтыг хянах боломжтой.

Энэ нь програмын гүйцэтгэлд тулгуурладаг.

Процессор нь компьютерийн бусад төхөөрөмжүүд болон үндсэндээ RAM-тай автобус гэж нэрлэгддэг хэд хэдэн бүлэг дамжуулагчаар холбогддог.

Дата автобус, хаягийн автобус, командын автобус гэсэн гурван үндсэн автобус байдаг.

Автобусны хаяг

Intel Pentium процессорууд (тухайлбал, тэдгээр нь хувийн компьютерт хамгийн түгээмэл байдаг) 32 битийн хаягийн автобустай, өөрөөр хэлбэл 32 зэрэгцээ шугамаас бүрдэнэ. Аль нэг шугаманд хүчдэл байгаа эсэхээс шалтгаалж энэ шугамыг нэг эсвэл тэг гэж тохируулсан гэж ярьдаг. 32 тэг ба нэгийн хослол нь RAM санах ойн аль нэг нүд рүү чиглэсэн 32 битийн хаягийг үүсгэдэг. Процессор нь нүднээсээ өгөгдлийг өөрийн бүртгэлүүдийн аль нэгэнд хуулахын тулд түүнтэй холбогддог.

Өгөгдлийн автобус

Энэ автобус нь RAM-аас өгөгдлийг процессорын бүртгэл рүү хуулж, буцааж өгдөг. Intel Pentium процессор дээр бүтээгдсэн компьютеруудад өгөгдлийн автобус нь 64 бит, өөрөөр хэлбэл 64 шугамаас бүрдэх ба тэдгээрийн дагуу нэг удаад 8 байтыг боловсруулахад хүлээн авдаг.

Командын автобус

Процессор өгөгдөл боловсруулахын тулд түүнд заавар хэрэгтэй. Энэ нь бүртгэлдээ хадгалагдсан байтуудыг юу хийхээ мэддэг байх ёстой. Эдгээр командууд нь мөн RAM-аас процессор руу ирдэг боловч өгөгдлийн массивууд хадгалагддаг хэсгүүдээс биш, харин програмууд хадгалагддаг газраас ирдэг. Мөн тушаалуудыг байтаар илэрхийлдэг. Хамгийн энгийн командууд нь нэг байтад багтах боловч хоёр, гурав ба түүнээс дээш байт шаарддаг тушаалууд бас байдаг. Ихэнх тохиолдолд орчин үеийн процессорууд 32 битийн командын автобус (жишээ нь Intel процессор Pentium), 64 битийн процессорууд, тэр ч байтугай 128 битийн процессорууд байдаг.

Ашиглалтын явцад процессор нь өөрийн бүртгэлүүд, RAM талбарт байрлах өгөгдөл, түүнчлэн процессорын гадаад портуудад байрладаг өгөгдөлд үйлчилгээ үзүүлдэг.

Энэ нь зарим өгөгдлийг шууд өгөгдөл, зарим өгөгдлийг хаягийн өгөгдөл, заримыг команд болгон тайлбарладаг.

Процессорын өгөгдөл дээр гүйцэтгэх боломжтой бүх зааврын багц нь процессорын зааврын систем гэж нэрлэгддэг системийг бүрдүүлдэг.

Процессорын үндсэн параметрүүд нь:

  • ажиллах хүчдэл
  • бит гүн
  • ажиллах цагийн давтамж
  • дотоод цагийн үржүүлэгч
  • кэшийн хэмжээ

Процессорын ажиллах хүчдэлийг эх хавтангаар хангадаг тул өөр өөр брэндүүдпроцессорууд нь өөр өөр эх хавтангуудтай тохирч байна (тэдгээрийг хамтдаа сонгох ёстой). Процессорын технологи хөгжихийн хэрээр ажиллах хүчдэл аажмаар буурдаг.

Процессорын хүчин чадал нь нэг удаад (нэг цагийн мөчлөгт) хэдэн бит өгөгдлийг хүлээн авч, регистр дээрээ боловсруулж болохыг харуулдаг.

Процессор нь ердийн цагтай ижил цагийн зарчим дээр суурилдаг. Тушаал бүрийг гүйцэтгэхэд тодорхой тооны цагийн мөчлөг шаардагдана.

Ханын цагны хувьд хэлбэлзлийн циклийг савлуураар тогтоодог; гарын авлагын механик цагуудад тэдгээрийг хаврын савлуураар тогтоодог; Энэ зорилгын үүднээс электрон цагнууд нь цагийн мөчлөгийг нарийн тодорхой давтамжтайгаар тохируулдаг хэлбэлзлийн хэлхээтэй байдаг.

Хувийн компьютерт цагийн импульсийг эх хавтан дээр байрлах микропроцессорын иж бүрдэл (чипсет) -д багтсан микро схемүүдийн аль нэгээр нь тохируулдаг.

Процессор дээр ирж буй цагийн давтамж өндөр байх тусам нэгж хугацаанд гүйцэтгэх командууд их байх тусам түүний гүйцэтгэл өндөр болно.

Процессор доторх өгөгдөл солилцох нь RAM гэх мэт бусад төхөөрөмжтэй солилцохоос хэд дахин хурдан явагддаг.

RAM-д хандах хандалтын тоог багасгахын тулд процессор дотор кэш санах ой гэж нэрлэгддэг буфер хэсэг үүсдэг. Энэ нь "супер-RAM"-тай адил юм.

Процессорт өгөгдөл хэрэгтэй үед эхлээд кэш санах ойд ханддаг бөгөөд шаардлагатай өгөгдөл байхгүй тохиолдолд л RAM-д ханддаг.

RAM-аас блок өгөгдлийн хүлээн авах, процессор нэгэн зэрэг кэш санах ой руу оруулна.

Кэш санах ойд амжилттай нэвтрэхийг кэшийн цохилт гэж нэрлэдэг.

Кэшийн хэмжээ том байх тусам цохилтын хурд өндөр байдаг тул өндөр гүйцэтгэлтэй процессорууд илүү том кэштэй ирдэг.

Кэш санах ой нь ихэвчлэн хэд хэдэн түвшинд тархдаг.

Эхний түвшний кэш нь процессортой ижил чип дээр ажилладаг бөгөөд хэдэн арван килобайт хэмжээтэй байдаг.

L2 кэш нь процессорын хөтч дээр эсвэл процессортой ижил зангилаа дээр байрладаг боловч тусдаа хөтч дээр ажилладаг.

Эхний болон хоёр дахь түвшний кэш нь процессорын цөмийн давтамжтай нийцсэн давтамжтайгаар ажилладаг.

Гурав дахь түвшний кэш санах ой нь өндөр хурдны SRAM төрлийн чип дээр хийгддэг бөгөөд процессорын ойролцоо эх хавтан дээр байрладаг. Түүний хэмжээ хэд хэдэн МБ хүрч болох боловч эх хавтангийн давтамж дээр ажилладаг.

Эх хавтангийн автобусны интерфейс

Эх хавтангийн бүх эх болон холбогдсон төхөөрөмжүүдийн хоорондох холболтыг микропроцессорын чипсет (чипсет) -д байрлах автобусууд болон логик төхөөрөмжүүдээр гүйцэтгэдэг.

Компьютерийн гүйцэтгэл нь эдгээр элементүүдийн архитектураас ихээхэн хамаардаг.

Автобусны интерфейс

НЬ(Industry Standard Architecture) нь IBM PC-тэй нийцтэй компьютеруудын хуучирсан системийн автобус юм.

EISA(Extended Industry Standard Architecture) - ISA стандартын өргөтгөл. Энэ нь илүү том холбогчтой бөгөөд гүйцэтгэлийг нэмэгдүүлдэг (32 MB/s хүртэл). Одоогоор ISA шиг энэ стандартхуучирсан гэж үздэг.

PCI(Peripheral Component Interconnect - шууд утгаараа: захын бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн харилцан холболт) - захын төхөөрөмжүүдийг компьютерийн эх хавтантай холбох оролт/гаралтын автобус.

AGP(Accelerated Graphics Port - accelerated graphics port) - 1997 онд боловсруулсан Intel компани, видео картанд зориулсан тусгай 32 битийн системийн автобус. Хөгжүүлэгчдийн гол зорилго нь видео санах ойн багтаамжийг багасгах замаар гүйцэтгэлийг нэмэгдүүлэх, видео картын өртөгийг бууруулах явдал байв.

USB(Universal Serial Bus - universal serial bus) - Энэ стандарт нь компьютерийн захын тоног төхөөрөмжтэй харилцах арга замыг тодорхойлдог. Энэ нь танд 256 хүртэл холбогдох боломжийг олгоно янз бүрийн төхөөрөмжцуваа интерфэйстэй байх. Төхөөрөмжүүдийг гинжээр холбож болно (дараагийн төхөөрөмж бүр өмнөхтэй холбогдсон). USB автобусны гүйцэтгэл харьцангуй бага бөгөөд 1.5 Мбит/с хүртэл хурдтай байдаг боловч гар, хулгана, модем, джойстик гэх мэт төхөөрөмжүүдийн хувьд энэ нь хангалттай юм. Автобусны тав тухтай байдал нь янз бүрийн тоног төхөөрөмжийн хоорондох зөрчилдөөнийг бараг арилгаж, төхөөрөмжийг "халуун горимд" (компьютерээ унтраалгүйгээр) холбож, салгах боломжийг олгодог бөгөөд хэд хэдэн компьютерийг хамгийн энгийн болгон нэгтгэх боломжийг олгодог. дотоод сүлжээтусгай тоног төхөөрөмж, програм хангамж ашиглахгүйгээр.

Микропроцессорын иж бүрдэл (чипсет) -ийн параметрүүд нь эх хавтангийн шинж чанар, функцийг хамгийн их хэмжээгээр тодорхойлдог.

Одоогийн байдлаар ихэнх эх хавтангийн чипсетийг "хойд гүүр" болон "өмнөд гүүр" гэж нэрлэдэг хоёр чип дээр үндэслэн үйлдвэрлэдэг.

Хойд гүүр нь процессор, RAM, AGP порт, PCI автобус гэсэн дөрвөн төхөөрөмжийн харилцан холболтыг хянадаг. Тиймээс үүнийг дөрвөн портын хянагч гэж нэрлэдэг.

"Өмнөд гүүр"-ийг мөн функциональ хянагч гэж нэрлэдэг. Энэ нь хатуу болон уян дискний хянагч, ISA - PCI гүүр функц, гар хянагч, хулгана хянагч, USB автобус гэх мэт функцуудыг гүйцэтгэдэг.

(RAM - Random Access Memory) нь өгөгдлийг хадгалах чадвартай талст эсүүдийн массив юм.

Олон төрлийн RAM байдаг боловч үйл ажиллагааны физик зарчмын үүднээс динамик санах ой (DRAM) болон статик санах ой (SRAM) хоёрыг ялгадаг.

Динамик санах ойн (DRAM) эсүүдийг ялтсууд дээрээ цэнэгийг хадгалах чадвартай микроконденсаторууд гэж үзэж болно.

Энэ бол хамгийн түгээмэл бөгөөд эдийн засгийн хувьд боломжтой төрөлсанах ой.

Энэ төрлийн сул талууд нь нэгдүгээрт, конденсаторыг цэнэглэх, цэнэглэх үед түр зуурын процесс зайлшгүй явагддаг, өөрөөр хэлбэл өгөгдөл бичих нь харьцангуй удаан явагддагтай холбоотой юм.

Хоёрдахь чухал дутагдал нь эсийн цэнэг орон зайд маш хурдан тарах хандлагатай байдагтай холбоотой юм.

Хэрэв RAM байнга "цэнэглэдэггүй" бол секундын хэдэн зууны дотор өгөгдөл алдагддаг.

Энэ үзэгдэлтэй тэмцэхийн тулд компьютер нь RAM эсийг байнга нөхөн сэргээх (сэргээх, цэнэглэх) хийдэг.

Сэргээх нь секундэд хэдэн арван удаа тохиолддог бөгөөд тооцоолох системийн нөөцийг үрэлгэн зарцуулдаг.

Статик санах ойн эсүүд (SRAM) нь электрон микроэлементүүд - хэд хэдэн транзисторуудаас бүрдэх флип-флопууд гэж үзэж болно.

Триггер нь цэнэгийг биш харин төлөвийг (асаах/унтраах) хадгалдаг тул энэ төрлийн санах ой нь технологийн хувьд илүү төвөгтэй, үүний дагуу илүү үнэтэй хэдий ч илүү өндөр гүйцэтгэлийг хангадаг.

Динамик санах ойн чипийг компьютерийн үндсэн RAM болгон ашигладаг.

Процессорын ажиллагааг оновчтой болгоход зориулагдсан статик санах ойн чипийг туслах санах ой (кэш санах ой гэж нэрлэдэг) болгон ашигладаг.

Санах ойн нүд бүр өөрийн гэсэн хаягтай бөгөөд үүнийг тоогоор илэрхийлдэг.

Хаягтай нэг нүд нь 8 бит буюу нэг байт өгөгдөл хадгалах найман хоёртын нүдийг агуулдаг.

Тиймээс дурын санах ойн эсийн хаягийг дөрвөн байтаар илэрхийлж болно.

Компьютерийн RAM нь модуль гэж нэрлэгддэг стандарт самбар дээр байрладаг.

RAM модулиудыг эх хавтан дээрх тохирох үүрэнд суулгасан.

Бүтцийн хувьд санах ойн модулиуд нь нэг эгнээ (SIMM модулиуд) ба хоёр эгнээ (DIMM модулиуд) гэсэн хоёр загвартай.

RAM модулиудын гол шинж чанарууд нь санах ойн багтаамж ба хандалтын хугацаа юм.

Хандалтын хугацаа нь санах ойн эсүүдэд хандахад хэр их хугацаа шаардагдахыг харуулдаг - богино байх тусмаа сайн. Хандалтын хугацааг секундын тэрбумын нэгээр (наносекунд, ns) хэмждэг.

ROM чип ба BIOS систем

Компьютер асаалттай үед түүний RAM-д юу ч байхгүй - өгөгдөл ч, програм ч байхгүй, учир нь RAM нь эсийг секундын 10-аас дээш секундын турш цэнэглэхгүйгээр юу ч хадгалах боломжгүй, гэхдээ процессорыг асаасан эхний мөчийг оруулаад команд хэрэгтэй. дээр.

Тиймээс асаалттай болсны дараа процессорын хаягийн автобусанд эхлэх хаягийг тохируулна.

Энэ нь програмын оролцоогүйгээр техник хангамжид тохиолддог (үргэлж ижил).

Процессор нь эхний командынхаа хаягийг зааж өгөөд дараа нь програмын дагуу ажиллаж эхэлдэг.

Энэ эх хаяг нь одоохондоо юу ч байхгүй RAM-г зааж чадахгүй.

Энэ нь өөр төрлийн санах ой, зөвхөн уншигдах санах ойг (ROM) хэлдэг.

ROM чип нь компьютер унтарсан ч гэсэн мэдээллийг удаан хугацаанд хадгалах чадвартай.

ROM-д байрладаг програмуудыг "хатуу утастай" гэж нэрлэдэг - тэдгээр нь микро схемийг үйлдвэрлэх үе шатанд бичигдсэн байдаг.

ROM-д байрлах програмуудын багц нь үндсэн оролт/гаралтын системийг (BIOS - Үндсэн оролт гаралтын систем) бүрдүүлдэг.

Энэхүү багц дахь програмуудын гол зорилго нь бүтэц, функцийг шалгах явдал юм компьютерийн системгар, дэлгэц, хатуу диск, уян дисктэй харилцан үйлчлэлийг хангана.

BIOS-д багтсан програмууд нь компьютерийг эхлүүлэхэд дагалддаг дэлгэцэн дээрх оношлогооны мессежийг ажиглах боломжийг олгодог бөгөөд гар ашиглан эхлүүлэх үйл явцад саад учруулдаг.

Тогтворгүй CMOS санах ой

Гар зэрэг стандарт төхөөрөмжүүдийн ажиллагааг BIOS-д багтсан програмууд дэмжиж болох боловч ийм хэрэгслүүд нь бүх боломжит төхөөрөмжүүдийн ажиллагааг хангаж чадахгүй.

Жишээлбэл, BIOS үйлдвэрлэгчид манай хатуу болон уян дискний параметрүүдийн талаар огт мэддэггүй, ямар ч компьютерийн системийн бүтэц, шинж чанарыг мэддэггүй.

Бусад техник хангамжийг эхлүүлэхийн тулд BIOS-д багтсан програмууд шаардлагатай тохиргоогоо хаанаас олохоо мэддэг байх ёстой.

Тодорхой шалтгааны улмаас тэдгээрийг RAM эсвэл ROM-д хадгалах боломжгүй.

Ялангуяа энэ зорилгоор эх хавтан нь үйлдвэрлэлийн технологийн дагуу CMOS гэж нэрлэгддэг "дэгдэмхий санах ой" чиптэй байдаг.

Энэ нь RAM-аас ялгаатай нь компьютер унтарсан үед агуулга нь арилдаггүй, ROM-оос ялгаатай нь тухайн системд ямар тоног төхөөрөмж багтаж байгаагаас хамааран бие даан өгөгдөл оруулах, өөрчлөх боломжтой юм.

Энэ чип нь эх хавтан дээр байрладаг жижиг зайгаар байнга тэжээгддэг.

Энэ батерейны цэнэг нь компьютерийг хэдэн жилийн турш асаагүй байсан ч микро схем нь өгөгдлийг алдахгүй байх хангалттай юм.

CMOS чип нь уян хатан болон хатуу дискүүд, процессорын тухай, эх хавтан дээрх бусад төхөөрөмжүүдийн тухай.

Компьютер нь цаг хугацаа, хуанли (унтраасан ч) тодорхой хянадаг нь мөн системийн цагийг CMOS-д байнга хадгалдаг (мөн өөрчлөгддөг)тэй холбоотой юм.

Тиймээс BIOS-д бичигдсэн программууд нь CMOS чипээс компьютерийн техник хангамжийн бүтцийн талаархи мэдээллийг уншиж, дараа нь хатуу диск, шаардлагатай бол уян диск рүү нэвтэрч, тэнд бичигдсэн програмууд руу удирдлагыг шилжүүлдэг.

HDD

HDD- их хэмжээний өгөгдөл, программыг удаан хугацаагаар хадгалах үндсэн төхөөрөмж.

Үнэн хэрэгтээ энэ нь нэг диск биш, харин соронзон бүрхүүлтэй, өндөр хурдтай эргэлддэг коаксиаль дискүүдийн бүлэг юм.

Иймээс энэхүү "диск" нь ердийн хавтгай дисктэй адил хоёр гадаргуутай биш, харин 2n гадаргуутай бөгөөд n нь бүлгийн бие даасан дискүүдийн тоо юм.

Гадаргуу бүрийн дээр өгөгдөл унших, бичих зориулалттай толгой байдаг.

Дискний эргэлтийн өндөр хурд (90 rps) үед толгой ба гадаргуугийн хоорондох зайд аэродинамик дэр үүсч, толгой нь миллиметрийн хэдэн мянганы өндөрт соронзон гадаргуугаас дээш эргэлддэг.

Толгойгоор урсах гүйдэл өөрчлөгдөхөд завсар дахь динамик соронзон орны эрчим өөрчлөгддөг бөгөөд энэ нь дискний бүрээсийг бүрдүүлдэг ферросоронзон хэсгүүдийн хөдөлгөөнгүй соронзон орны өөрчлөлтийг үүсгэдэг.Соронзон дээр өгөгдлийг ингэж бичдэг. диск.

Унших ажиллагаа урвуу дарааллаар явагдана.

Соронзонжсон бүрхүүлийн хэсгүүд даяар шүүрдэж байна өндөр хурдтолгойн ойролцоо өөрөө индукцийн EMF өдөөгддөг.

Энэ тохиолдолд үүссэн цахилгаан соронзон дохиог олшруулж, боловсруулахад дамжуулдаг.

Ажлын менежмент хатуу дисктусгай техник хангамж-логик төхөөрөмжийг гүйцэтгэдэг - хатуу дискний хянагч.

Одоогийн байдлаар диск хянагчийн функцийг микропроцессорын хэрэгсэлд (чипсет) багтсан микро схемүүд гүйцэтгэдэг боловч зарим төрлийн өндөр хүчин чадалтай хянагчууд байдаг. хатуу дискүүдтусдаа самбар дээр тээвэрлэгдсэн хэвээр байна.

Хатуу дискний үндсэн үзүүлэлтүүд нь багтаамж, гүйцэтгэлийг агуулдаг.

Энэ нь таны хатуу диск дээр олон жилийн турш хадгалагдах боломжтой боловч заримдаа та үүнийг нэг компьютерээс нөгөөд шилжүүлэх шаардлагатай болдог.

Нэрийг нь үл харгалзан, HDDхэт ачаалал, цочрол, цохилтод мэдрэмтгий, маш эмзэг төхөөрөмж юм.

Онолын хувьд хатуу дискийг зөөх замаар мэдээллийг нэг ажлын байрнаас нөгөөд шилжүүлэх боломжтой бөгөөд зарим тохиолдолд үүнийг хийдэг боловч энэ техник нь онцгой анхаарал халамж, тодорхой ур чадвар шаарддаг тул бага технологид тооцогддог.

Бага хэмжээний мэдээллийг хурдан дамжуулахын тулд уян хатан соронзон диск (уян диск) гэж нэрлэгддэг дискийг ашигладаг бөгөөд тэдгээрийг тусгай хадгалах төхөөрөмж - уян дискэнд суулгадаг.

Хөтчийн хүлээн авах нүх нь системийн нэгжийн урд талын самбар дээр байрладаг.

1984 оноос хойш 5.25 инчийн өндөр нягтралтай (1.2 MB) уян диск үйлдвэрлэгдэж байна.

Өнөөдөр 5.25 инчийн хөтчүүдийг ашигладаггүй бөгөөд 5.25 инчийн хөтчүүд нь 1994 оноос хойш хувийн компьютеруудын үндсэн тохиргоонд ороогүй болно.

3.5 инчийн уян дискийг 1980 оноос хойш үйлдвэрлэж байна.

Өнөө үед 3.5 инчийн өндөр нягтралтай дискийг стандарт гэж үздэг. Тэдгээр нь 1440 KB (1.4 MB) багтаамжтай бөгөөд HD (өндөр нягтрал) үсгээр тэмдэглэгдсэн байдаг.

Доод талд уян диск нь төв ханцуйтай байдаг бөгөөд энэ нь хөтчийн буланд баригдаж, эргэлддэг.

Соронзон гадаргуу нь чийг, шороо, тоосноос хамгаалахын тулд гулсах хөшигөөр хучигдсан байдаг.

Хэрэв уян диск нь үнэ цэнэтэй өгөгдөл агуулсан байвал хамгаалалтын хаалтыг гулсуулж онгорхой нүх үүсгэснээр үүнийг устгах, дарж бичихээс хамгаалж болно.

Уян дискийг найдваргүй хадгалах хэрэгсэл гэж үздэг.

Тоос, шороо, чийг, температурын өөрчлөлт, гадаад цахилгаан соронзон орон нь уян диск дээр хадгалагдсан өгөгдлийг хэсэгчлэн эсвэл бүрэн алдахад хүргэдэг.

Тиймээс уян дискийг мэдээлэл хадгалах үндсэн хэрэгсэл болгон ашиглахыг хүлээн зөвшөөрөх боломжгүй юм.

Тэдгээрийг зөвхөн мэдээлэл дамжуулах эсвэл нэмэлт (нөөц) хадгалах төхөөрөмж болгон ашигладаг.

CD-ROM хөтөч

CD-ROM (Compact Disc Readonly Memory) гэсэн товчлолыг компакт диск дээр суурилсан байнгын хадгалах төхөөрөмж гэж орос хэл рүү орчуулсан.

Энэ төхөөрөмжийн ажиллах зарчим нь дискний гадаргуугаас туссан лазер туяа ашиглан тоон өгөгдлийг унших явдал юм.

CD дээр дижитал бичлэг хийх нь соронзон дискэн дээр бичихээс тэс өөр. өндөр нягтралтай, мөн стандарт CD нь ойролцоогоор 650 MB өгөгдөл хадгалах боломжтой.

Мультимедиа мэдээлэлд (график, хөгжим, видео) их хэмжээний өгөгдөл байдаг тул CD-ROM хөтчүүдийг мультимедиа техник хангамж гэж ангилдаг.

Програм хангамжийн бүтээгдэхүүнүүдийг түгээдэг лазер дискүүд, мультимедиа хэвлэл гэж нэрлэдэг.

Өнөөдөр мультимедиа хэвлэлүүд бусад уламжлалт хэвлэлүүдийн дунд улам хүчтэй байр суурь эзэлж байна.

Жишээлбэл, CD-ROM дээр хэвлэгдсэн ном, цомог, нэвтэрхий толь, тэр ч байтугай тогтмол хэвлэл (цахим сэтгүүл) байдаг.

Стандартын гол сул тал CD-ROM хөтчүүдЭнэ нь өгөгдлийг бүртгэх боломжгүй боловч тэдгээртэй зэрэгцэн нэг удаа бичих төхөөрөмж CD-R (Компакт диск бичигч) болон нэг удаа бичих CD-RW төхөөрөмжүүд байдаг.

CD-ROM хөтчийн гол параметр нь өгөгдөл унших хурд юм.

Одоогийн байдлаар хамгийн түгээмэл төхөөрөмжүүд нь 32x-50x гүйцэтгэлтэй CD-ROM уншигч юм. Нэг удаа бичих төхөөрөмжүүдийн орчин үеийн жишээнүүд нь 4x-8x, бичих олон төхөөрөмжүүд нь 4x хүртэл хүчин чадалтай.

МЭДЭЭЛЛИЙН ПРОЦЕСС ХЭРЭГЖҮҮЛЭХ ТЕХНИКИЙН ХЭРЭГСЭЛ

Персонал компьютерийн үндсэн элементүүдийн найрлага, зорилго

Сонгодог компьютерийн архитектур

Барилгын электроникийн үндэс компьютеруудТэдний орчин үеийн ойлголтыг өнгөрсөн зууны 30-40-аад оны үед нэрт эрдэмтэд: Английн математикч Алан Тюринг, Унгар гаралтай Америк Жон (Янос) Нейманн нар тавьжээ.

Тьюрингийн машин нь жинхэнэ үйлдлийн төхөөрөмж болж чадаагүй ч өнөөдрийг хүртэл "тооцооллын процесс", "алгоритм" гэх мэт ойлголтуудын мөн чанарыг тодруулах, алгоритм хоорондын холболтыг тодруулах үндсэн загвар болгон ашигладаг. болон компьютерууд.

1946 онд Жон Нейман Пенсильванийн Их Сургуулийн зуны чуулган дээр илтгэл тавьж, шинжлэх ухааны хөгжлийн үндэс суурийг тавьсан. компьютерийн технологихэдэн арван жилийн дараа. Компьютерийг хөгжүүлэх дараагийн туршлага нь дараагийн жилүүдэд боловсруулж, сайжруулсан Нейманы үндсэн дүгнэлтүүдийн зөвийг харуулсан. Neumann-аас компьютер хөгжүүлэгчдэд санал болгож буй гол зөвлөмжүүд нь дараах байдалтай байна.

1. Электрон элемент ашигласан машинууд аравтын бутархай бус, хоёртын тооллын системээр ажиллах ёстой.

2. Програм нь машины блокуудын аль нэгэнд - програмын командуудыг түүвэрлэх, бичихэд хангалттай хүчин чадалтай, зохих хурдтай хадгалах төхөөрөмжид (санах ойд) байрлах ёстой.

3. Уг программ нь машин ажиллаж буй тоонуудын нэгэн адил хоёртын кодоор илэрхийлэгддэг. Ийнхүү танилцуулах хэлбэрийн хувьд команд, тоо нь нэг төрлийн байна. Энэ нөхцөл байдал нь дараахь чухал үр дагаварт хүргэдэг.

Тооцооллын завсрын үр дүн, тогтмол болон бусад тоонуудыг програмтай ижил санах ойд байрлуулж болно;

Програмын тоон хэлбэр нь програмын командуудыг кодлох хэмжигдэхүүнүүд дээр үйлдлүүдийг машинд гүйцэтгэх боломжийг олгодог.

4. Машины арифметик төхөөрөмжийг нэмэх үйлдлийг гүйцэтгэх хэлхээнүүдийн үндсэн дээр бүтээдэг. Бусад үйлдлүүдийг тооцоолох тусгай төхөөрөмж бий болгох нь боломжгүй юм.



5. Машин нь тооцооллын үйл явцыг зохион байгуулах зэрэгцээ зарчмыг ашигладаг (үгэн дээрх үйлдлийг бүх цифрээр нэгэн зэрэг гүйцэтгэдэг).

Компьютерийн архитектурнь ихэвчлэн хэрэглэгчийн хувьд чухал ач холбогдолтой шинж чанаруудын багцаар тодорхойлогддог. Гол анхаарал нь бүтэц болон функциональ байдалүндсэн болон нэмэлт гэж хувааж болох машинууд.

Үндсэнфункцууд нь компьютерийн зорилгыг тодорхойлдог: мэдээллийг боловсруулах, хадгалах, гадаад объекттой мэдээлэл солилцох. Нэмэлтфункцууд нь үндсэн функцуудыг гүйцэтгэх үр ашгийг нэмэгдүүлдэг: тэдгээр нь үр дүнтэй үйлдлийн горим, хэрэглэгчтэй харилцах, өндөр найдвартай байдал гэх мэт. Компьютерийн нэрлэгдсэн функцуудыг түүний бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг ашиглан хэрэгжүүлдэг: техник хангамж, програм хангамж.

Хувийн компьютер -Энэ бол ерөнхий хүртээмжтэй байдал, хэрэглээний түгээмэл байдлын шаардлагыг хангасан ширээний эсвэл зөөврийн компьютер юм.

Персонал компьютерийн ажиллах зарчим ба бүтэц

Хүний үйл ажиллагааны аливаа хэлбэр, техникийн объектын үйл ажиллагааны аливаа үйл явц нь мэдээллийг дамжуулах, өөрчлөхтэй холбоотой байдаг. МэдээлэлБайгалийн тодорхой үзэгдэл, нийгмийн амьдрал дахь үйл явдал, үйл явцын талаархи мэдээллийг хэлнэ техникийн төхөөрөмж. Материаллаг хэлбэрээр дүрслэгдсэн, бүртгэгдсэн мэдээллийг мессеж гэж нэрлэдэг. Зурвасууд нь тасралтгүй (аналог) эсвэл салангид (тоон) байж болно. Тасралтгүй мессежийг физик хэмжигдэхүүнээр илэрхийлнэ ( цахилгаан хүчдэл, одоогийн гэх мэт), цаг хугацааны явцад авч үзэж буй үйл явцын явцыг тусгасан өөрчлөлтүүд.

Дискрет мессеж нь тодорхой элементүүдийн тогтсон багцаар тодорхойлогддог тодорхой мөчүүдцаг хугацааны явцад янз бүрийн дараалал үүсдэг. Компьютерууд нь мэдээлэл хувиргагч бөгөөд тэдгээрт асуудлын анхны өгөгдөл нь түүний шийдлийн үр дүнд хувирдаг бөгөөд тэдгээр нь дижитал үйлдлийн ангилалд багтдаг.

Гол онцлогКомпьютер бол програмын удирдлагын зарчим бөгөөд үүний үндсэн дээр үүнийг хэрэгжүүлдэг автомат удирдлагаасуудлыг шийдвэрлэх үйл явц. Өөр нэг чухал зарчим бол санах ойд тоонуудын хамт хадгалагдсан программыг тоон хэлбэрээр кодлодог гэж заасан хадгалагдсан програмын зарчим юм. Энэ команд нь үйлдлүүдэд оролцож буй тоонуудыг заагаагүй, харин тэдгээрт байрлах RAM-ийн нүднүүдийн хаяг, үйлдлийн үр дүнг байрлуулсан нүдний хаягийг заана.

Персонал компьютерийн (PC) ажиллагааг дараах байдлаар товч тайлбарлаж болно. Таныг компьютерээ асаахад ачаалах процесс нь таны компьютерийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг шалгадаг тусгай хөтөлбөр, ROM (BIOS) руу "хатуу холбогдсон". Үүний зэрэгцээ энэ програм нь туршилтыг ("сэргээх") хийдэг. захын төхөөрөмж PC. Дараа нь програмын багц (үйлдлийн систем) болон тооцооллын анхны өгөгдлийг компьютерийн RAM-д ачаална. Энэ ачааллыг гараас эсвэл дискний аль нэг хөтчөөс хийж болно. Үйлдлийн систем нь компьютерийн төхөөрөмжүүдийн ажиллах дараалал, өгөгдөл оруулах дараалал, тэдгээрийг боловсруулах алгоритм, үр дүнг гаргах портуудыг тодорхойлдог. Ерөнхийдөө өгөгдлийг RAM-ийн зарим санах ойн нүднүүдээс авч, микропроцессор боловсруулж, дараа нь бусад санах ойн нүд рүү илгээдэг. Шаардлагатай бол олж авсан үр дүнг тусгай портоор дамжуулан хэвлэхийн тулд хэвлэгч рүү илгээдэг.


Зураг 2. Томруулсан бүтцийн схем PC


Компьютерийн бүтэцЭнэ бол түүний бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн харилцан үйлчлэлийн бүтэц, дараалал, зарчмыг тодорхойлдог тодорхой загвар юм.

Зураг 1-т персонал компьютерийн хялбаршуулсан функциональ диаграммыг, Зураг 2-т томруулсан блок диаграммыг үзүүлэв.

Микропроцессор.Энэ нь бүх машины блокуудын ажиллагааг хянах, мэдээлэл дээр арифметик болон логик үйлдлүүдийг гүйцэтгэх зориулалттай PC-ийн төв нэгж юм (Зураг 3). Микропроцессор нь дараахь зүйлийг агуулдаг.

- хяналтын төхөөрөмж(CU) - гүйцэтгэж буй үйл ажиллагааны онцлог, өмнөх үйл ажиллагааны үр дүнгээс хамаарч тодорхой хяналтын дохиог (хяналтын импульс) зөв цагт үүсгэж, машины бүх блокуудад нийлүүлдэг; Гүйцэтгэсэн үйл ажиллагаанд ашигласан санах ойн үүрнүүдийн хаягийг үүсгэж, эдгээр хаягуудыг харгалзах компьютерийн блокуудад дамжуулдаг; хяналтын төхөөрөмж нь генератороос импульсийн жишиг дарааллыг хүлээн авдаг цагны импульс;

- арифметик логик нэгж(ALU) – тоон болон бэлгэдлийн мэдээлэл дээр бүх арифметик болон логик үйлдлийг гүйцэтгэх зориулалттай. Зарим компьютерийн загварт нэмэлт математикийн туслах процессор, хоёртын хөвөгч цэгийн тоо, хоёртын кодлогдсон тоон дээрх үйлдлийг хурдасгахад ашигладаг. аравтын тоо, зарим тригонометрийн функцийг өндөр нарийвчлалтайгаар тооцоолох;

- микропроцессорын санах ой– Машины үйл ажиллагааны дараагийн мөчлөгт тооцоололд шууд ашигласан мэдээллийг богино хугацаанд хадгалах, бүртгэх, гаргахад үйлчилдэг. Энэ нь машины өндөр хурдыг хангахад ашиглагддаг, учир нь үндсэн санах ой нь шаардлагатай мэдээллийг бичих, хайх, унших хурдыг үргэлж хангаж чаддаггүй. үр дүнтэй ажилөндөр хурдны микропроцессор.

- микропроцессорын интерфейсийн систем - PC-ийн бусад төхөөрөмжтэй хослуулах, харилцах ажлыг гүйцэтгэдэг.

Интерфэйс(интерфейс) - компьютерийн төхөөрөмжийг хослуулах, холбох хэрэгсэл, тэдгээрийн үр дүнтэй харилцан үйлчлэлийг хангах.

Микропроцессорын үндсэн шинж чанарууд:

Процессор секундын дотор хэдэн заавар (үйлдэл) гүйцэтгэх чадвартайг харуулдаг цагийн давтамж;

Архитектур, ялангуяа кэш санах ойн хэмжээ (дэлгэрэнгүй мэдээллийг ... хэсгээс үзнэ үү).

Хэрэглэгчийн хувийн компьютерээс бусад процессорын хэрэглээний зарим хэсэг:

Гэрлэн дохионы хянагч;

Интерактив тоглоом;

Машины дижитал навигацийн систем;

Машинд гал асаах, түлшний хангамжийг хянах;

Принтерүүд;

Дууны инженерийн консол;

зүтгүүр (микропроцессор хөдөлгүүрийн тэжээлийн хангамжийг хянадаг);

Интерактив мэдрэгчтэй видео дэлгэц;

Эрчим хүчний хэрэглээг хянах;

Процессын хяналт (микропроцессор нь үйлдвэрлэлийн процессын нөхцлийг хянадаг - температур, даралт эсвэл материалын хэрэглээ);

Загас барих электрон өгөөш;

Электрон эрхтэн, гитар, синтезатор;

гелий илрүүлэгч;

Фитнесс тоног төхөөрөмж;

Цахим тоглоом"Дартс";

Судалгааны хэрэгсэл;

Далайн хөлөг онгоцны бэхэлгээний холболтын хянагч гэх мэт.

Цагийн генератор.Энэ нь цахилгаан импульсийн дарааллыг үүсгэдэг; үүсгэсэн импульсийн давтамжийг тодорхойлно цагийн давтамжмашинууд. Зэргэлдээх импульсийн хоорондох хугацааны интервал нь машины үйл ажиллагааны нэг мөчлөгийн хугацааг эсвэл энгийнээр тодорхойлдог машины үйл ажиллагааны мөчлөг.Цагийн импульсийн генераторын давтамж нь хувийн компьютерийн гол шинж чанаруудын нэг бөгөөд машин дахь үйлдэл бүрийг тодорхой тооны цагийн мөчлөгөөр гүйцэтгэдэг тул түүний ажиллах хурдыг ихээхэн тодорхойлдог.

гэр ялгах онцлогПерсонал компьютерийн бүтэц нь системийн автобуснаас бүрддэг бөгөөд үүний тусламжтайгаар түүний бүх төхөөрөмжүүд харилцан үйлчилж, мэдээлэл солилцдог.

PC автобус.Компьютер нь үндсэн модуль зарчим дээр бүтээгдсэн бөгөөд бүх компьютерийн блокууд хоорондоо өгөгдөл, хаяг, удирдлагын мэдээлэл солилцох зориулалттай системийн автобусаар холбогддог. бүрэлдэхүүн хэсгүүдкомпьютер. Системийн автобус нь аливаа компьютерийн блокуудын хоорондын солилцооны ерөнхий дараалал, түүнчлэн ашигласан оролтын гаралтын төхөөрөмжийн хамгийн их тоог тодорхойлдог. Үүнд багтана хаягийн автобус, өгөгдлийн автобусТэгээд хяналтын автобус. Микропроцессороос хүссэн нүднүүдийн хаягийг дамжуулах, дараа нь тэдгээрээс харгалзах өгөгдлийг унших (эсвэл бичих) тулд хаягийн автобус ба мэдээллийн автобус шаардлагатай. Компьютерийн бие даасан зангилаа хоорондын харилцан үйлчлэлийг хангахын тулд компьютерийн төхөөрөмжүүд хоорондоо солилцдог хяналтын дохиог дамжуулдаг хяналтын автобус байдаг.

Үүнээс гадна бий цахилгаан автобус, цахилгаан хангамжийн системд компьютерийн нэгжийг холбох утас, интерфейсийн хэлхээтэй байх.

PC автобусууд нь битийн гүн ба дамжуулах хурд гэсэн хоёр үндсэн параметрээр тодорхойлогддог. дижитал дохио. Өгөгдлийн автобусны битийн өргөн нь ялангуяа чухал бөгөөд энэ нь микропроцессорын битийн өргөнтэй тохирч байх ёстой.

Бүх гадаад төхөөрөмжүүд, эс тэгвээс тэдгээрийн оролт гаралтын портууд нь харгалзах нэгдсэн холбогчоор (холбогч) автобусанд шууд холбогддог. хянагч (адаптер). Системийн автобусыг микропроцессороор шууд эсвэл нэмэлт чипээр удирддаг. автобусны хянагч, үндсэн хяналтын дохиог үүсгэх.

Үндсэн санах ой.Энэ нь машины бусад нэгжүүдтэй мэдээлэл хадгалах, шуурхай солилцох зориулалттай. Үндсэн санах ой нь зөвхөн уншигдах санах ой (ROM) ба санамсаргүй хандалтын санах ой (RAM) гэсэн хоёр төрлийн хадгалах төхөөрөмжийг агуулдаг.

ROM нь ихэвчлэн эх хавтанд гагнагдсан чип хэлбэртэй байдаг тул солих боломжгүй. ROM-д бичигдсэн мэдээллийг хэрэглэгч өөрчлөх боломжгүй бөгөөд энэ нь зөвхөн унших санах ой гэсэн англи хувилбарт сайн тусгагдсан байдаг. Энэхүү санах ой нь компьютерийн үндсэн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг шалгах, ачааллыг эхлүүлэх програмуудыг хадгалдаг үйлдлийн системөгөгдлийн оролт гаралтын үйл ажиллагааны засвар үйлчилгээ. Эдгээр программууд нь ROM-д байнга "холбогдсон" байдаг.

RAM нь компьютерийн үйл ажиллагааны одоогийн үе шатанд тооцоолох үйл явцад шууд оролцдог мэдээллийг (программ ба өгөгдөл) хадгалах зориулалттай. RAM - тогтворгүйсанах ой: цахилгаан тэжээл унтарсан үед түүнд хадгалагдсан мэдээлэл алга болно (дэлгэрэнгүй мэдээллийг 3-р хэсгийг үзнэ үү).

Гадаад санах ой.Энэ нь асуудлыг шийдвэрлэхэд шаардагдах аливаа мэдээллийг удаан хугацаагаар хадгалахад ашиглагддаг. Ялангуяа бүх зүйл гадаад санах ойд хадгалагддаг програм хангамжкомпьютер. Гадаад санах ойд янз бүрийн төрлийн хадгалах төхөөрөмж (хуурцагт соронзон хальсан дээрх хадгалах төхөөрөмж, хөтчүүд) орно. оптик дискүүд(CD-ROM)), гэхдээ бараг бүх компьютерт байдаг хамгийн түгээмэл нь хатуу диск (HDD) болон уян дискний хөтчүүд (FLMD) юм. Эдгээр хөтчүүдийн зорилго нь их хэмжээний мэдээллийг хадгалах, хадгалсан мэдээллийг бүртгэх, хүсэлтийн дагуу санамсаргүй хандалтын санах ойн төхөөрөмжид гаргах явдал юм (дэлгэрэнгүй мэдээллийг... хэсгээс үзнэ үү).

Эрчим хүчний нэгж.Энэ нь компьютерт зориулсан автономит болон сүлжээний цахилгаан хангамжийн системийг агуулсан блок (Зураг 4) юм. Цахилгаан хангамж нь хоёр чухал үүргийг гүйцэтгэдэг: энэ нь системийн бүх бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг тогтворжуулсан хүчдэлээр хангаж, компьютерийн дотор талыг хөргөнө.

Цаг хэмжигч.Эдгээр нь машин доторх Дижитал цаг, шаардлагатай бол одоогийн агшинг (жил, сар, цаг, минут, секунд, секундын бутархай) автоматаар бүртгэх. Таймер нь бие даасан тэжээлийн эх үүсвэр - зайтай холбогдсон бөгөөд машин сүлжээнээс салгагдсан үед үргэлжлүүлэн ажиллана.

Гадаад (захын) төхөөрөмжүүд.Доод захынКомпьютерийн төв хэсгээс (микропроцессор ба үндсэн санах ой) бүтцийн хувьд тусгаарлагдсан, өөрийн удирдлагатай, микропроцессороос ирсэн хүсэлтийг түүний шууд оролцоогүйгээр гүйцэтгэдэг аливаа төхөөрөмжийг ойлгох.

Зориулалтын хувьд дараах компьютерийн гадаад төхөөрөмжүүдийг ялгаж болно.

Мэдээлэл оруулах төхөөрөмж;

Мэдээллийн гаралт, дэлгэцийн төхөөрөмж;

Заагч төхөөрөмж (манипулятор, хяналтын төхөөрөмж);

Харилцаа холбоо, харилцаа холбооны хэрэгсэл.

TO оролтын төхөөрөмжүүдхолбогдох:

Гар – компьютерт текст, тоо, удирдлагын мэдээллийг гараар оруулах төхөөрөмж (дэлгэрэнгүй мэдээллийг... хэсгээс үзнэ үү);

Сканнер - цаас болон бусад хэрэглүүрээс текст, график, зураг, зургийг автоматаар уншиж, дижитал (компьютер) хэлбэрээр компьютерт шилжүүлэх төхөөрөмж (дэлгэрэнгүй мэдээллийг ... хэсгээс үзнэ үү);

- график таблет (тоонжуулагч) - график (бага текст) мэдээлэл, зургийг гараар оруулах төхөөрөмж. График таблетЭдгээр нь таблет болон үзэг гэсэн хоёр төхөөрөмж юм. Үзэгнээс ялгарах дохионд хариу үйлдэл үзүүлэх мэдрэмтгий гадаргуутай тусгай таблетаас "холбоо барих цэг" -ийн яг координатыг компьютерт дамжуулдаг. Уг үзэг нь таблеттай харьцахдаа компьютер дээр энэ эсвэл өөр элементийг ямар өнгөөр ​​зурах, цус харвалт хэр зузаан байх гэх мэт тусгай дохиог ялгаруулдаг. Компьютерийн уран бүтээлчид, дизайнерууд ашигладаг.

Мэдрэгчтэй дэлгэцүүд– хуваах дэлгэцээс хувийн зургийн элементүүд, програмууд эсвэл командуудыг компьютерт оруулах төхөөрөмж;

Дижитал камерууд. Гаднах төрхөөрөө тэд ердийн камераас тийм ч их ялгаатай биш бөгөөд тэдгээрийг ердийн камер үйлдвэрлэдэг ижил компаниуд үйлдвэрлэдэг. Ялгаа нь дижитал камер нь киноны оронд тусгай санах ойн элементийг ашигладаг бөгөөд линзээс шилжүүлсэн дүрсийг шахагдаагүй (TIFF) эсвэл шахагдсан файл хэлбэрээр (JPEG шахалт) бага зэрэг алдагдуулдаг. Үүссэн файлыг дараа нь компьютерт шилжүүлж, дараа нь ямар ч файлд боловсруулж болно график засварлагчшаардлагатай бол ердийн гэрэл зураг шиг тусгай хэвлэгчээр хэвлэж болно. Энэ бүлэг мэдээлэл оруулах төхөөрөмжид мөн тоон видео камер болон Гар утас;

Микрофон нь дууг аналог хэлбэрээр хүлээн авдаг төхөөрөмж юм. Компьютер ийм дохиог соронзон дискэн дээр бичиж, боловсруулахын тулд дохиог аналог хэлбэрээс тоон хэлбэрт шилжүүлэх шаардлагатай. Үүнийг тусгай төхөөрөмж ашиглан хийдэг - аналог-тоон хувиргагч (ADC);

MIDI гар (MIDI - Musical Instrument Digital Interface) нь дууны карттай холбогдох төхөөрөмж юм. Синтезаторуудаас ялгаатай нь MIDI гар нь өөрөө дуу гаргах чадваргүй: дуу чимээ үүсгэх ямар ч "чихмэл" байхгүй. Энэ үүргийг дууны картанд өгсөн. Ийм гарны үүрэг бол суурилуулсан синтезаторт команд өгөх явдал юм: компьютер ямар хугацаанд, ямар хэрэглүүр дээр тоглох ёстойг тэмдэглэ. MIDI гарны элементүүд: гар нь өөрөө төгөлдөр хуурын хялбаршуулсан хуулбар юм; Арсеналдаа байгаа аль нэгийг дуурайхын тулд гарыг солих боломжийг олгодог хэрэгслийн удирдлага дууны картхэрэгсэл.

TO мэдээллийн гаралт ба дэлгэцийн төхөөрөмжхолбогдох:

Монитор (дэлгэц) - текстийг харуулах төхөөрөмж график мэдээлэлурт хугацааны бэхэлгээгүйгээр (дэлгэрэнгүй мэдээллийг хэсгээс үзнэ үү...);

Принтер нь компьютерээс өгөгдлийг цаасан дээр уншихад хялбар хэлбэрээр гаргадаг төхөөрөмж юм. Принтер нь баримт бичгийн хэвлэмэл хуулбарыг авах боломжийг олгодог. Принтерийн хамгийн түгээмэл төрлүүд нь: цэг матриц принтер (цохилтын болон дулааны принтер), бэхэн принтерүүдбудгийн бэхээр, лазер принтерүүд, зураг үүсгэх цахилгаанографийн аргыг ашиглан (дэлгэрэнгүй мэдээллийг хэсгээс үзнэ үү...);

Плоттер (плоттер) нь график мэдээллийг (график, зураг, зураг) компьютерээс цаасан дээр гаргах төхөөрөмж юм. Тэдгээрийг компьютерийн тусламжтайгаар дизайн хийхэд ашигладаг;

Чихэвч, чанга яригч - дууны мэдээллийг дамжуулах төхөөрөмж.

TO заагч төхөөрөмжүүдхолбогдох:

Хулгана нь орчинд ажиллах зориулалттай төхөөрөмж юм график интерфэйсхэрэглэгч;

Трекбол нь хулганатай төстэй функцүүдийг гүйцэтгэдэг төхөөрөмж бөгөөд үүнээс ялгаатай нь бие нь хөдөлдөггүй, зөвхөн бөмбөг хөдөлдөг;

Жойстик нь дэлгэц дээрх курсорыг дөрвөн чиглэлийн аль нэгэнд шилжүүлэх боломжийг олгодог. -тай харилцахад ашигладаг тоглоомын програмууд;

Харилцаа холбоо, харилцаа холбооны хэрэгсэлбагаж хэрэгсэл болон бусад автоматжуулалтын төхөөрөмжтэй харилцах, компьютерийг холбооны суваг, бусад компьютер, компьютерийн сүлжээнд холбоход ашигладаг. Үүнд:

Модем (modulation-демодуляци гэсэн үгнээс гаралтай) нь компьютерийг аналог шугамд холбох зориулалттай төхөөрөмж юм утасны харилцаа холбоо. Энэ нь ердийн аргаар зөвшөөрдөг утасны шугаминтернет дээр ажиллах. Модем нь дараахь үүргийг гүйцэтгэдэг: дижитал кодыг дамжуулах, аналог дохио болгон хувиргах; хүлээн авсан дохиог хүлээн авах, хөндлөнгийн оролцооноос шүүх, жишээлбэл. аналог дохиог урвуу хувиргах дижитал код;

Сүлжээний адаптерЭнэ нь компьютерийн гадаад интерфейс бөгөөд бусад компьютертэй мэдээлэл солилцох, нэг хэсэг болгон ажиллах зорилгоор түүнийг холбооны сувагт холбоход үйлчилдэг. компьютерийн сүлжээкомпьютерээс харилцаа холбооны орчинд мэдээлэл дамжуулахыг хангах;

Мэдээлэл дамжуулах мультиплексер нь хэд хэдэн холбооны сувагтай компьютерт холбогдох олон сувгийн төхөөрөмж юм.

Компьютерийн үндсэн тохиргоо

Бүтцийн хувьд компьютерууд нь төвийн системийн нэгж хэлбэрээр хийгдсэн бөгөөд гадаад төхөөрөмжүүд нь холбогчоор холбогддог: нэмэлт санах ойн төхөөрөмж, гар, дэлгэц, принтер гэх мэт.

Системийн нэгжихэвчлэн орно системийн самбар, тэжээлийн хангамж, дискний хөтчүүд, нэмэлт төхөөрөмжүүдийн холбогч, хянагчтай өргөтгөлийн картууд - адаптерууд гадаад төхөөрөмжүүд.

Асаалттай системийн самбар(илүү олон удаа дууддаг эх хавтан – Эх зөвлөл) нь дүрмээр бол:

Микропроцессор;

Математик процессор;

Цагийн генератор;

RAM болон ROM-ийн блокууд (чипүүд);

Гарын адаптер, HDD болон HDD;

Таймер гэх мэт.

CPU

Микропроцессор(MP) (төв процессор - Төв процессор (CPU)) нь нэг буюу хэд хэдэн том эсвэл хэт том интеграцын хэлхээ хэлбэрээр хийгдсэн, програм хангамжийн удирдлагатай мэдээлэл боловсруулах төхөөрөмж юм. Процессор бол компьютерийн "тархи" юм. Энэ нь тооцоолох бүх ерөнхий асуудлыг шийдэж, санах ой, видео адаптер, дискний хөтчүүд болон бусад системийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн ажиллагааг зохицуулдаг. Процессор нь маш нарийн төвөгтэй чип бөгөөд ихэнх компьютер дээрх эх хавтантай шууд холбогддог боловч заримдаа нэмэлт самбар дээр суурилагдсан байдаг бөгөөд энэ нь эргээд тусгай үүрээр дамжуулан эх хавтантай холбогддог.

MP нь дараахь үүргийг гүйцэтгэдэг.

Үндсэн санах ойноос командуудыг унших, тайлах;

Үндсэн санах ой болон гадаад төхөөрөмжийн адаптерийн бүртгэлээс өгөгдлийг унших;

Гадны төхөөрөмжүүдэд үйлчлэх адаптеруудаас хүсэлт, тушаалуудыг хүлээн авах, боловсруулах;

Мэдээллийг боловсруулж, гадаад төхөөрөмжийн адаптеруудын үндсэн санах ой, регистрд бичих;

Бусад бүх компьютерийн зангилаа болон блокуудын хяналтын дохиог бий болгох.

MP өгөгдлийн автобусны өргөн нь PC-ийн өргөнийг бүхэлд нь тодорхойлдог; MP хаягийн автобусны өргөн нь түүний хаягийн орон зай юм.