1. Устройства хранения информации

Различают устройства хранения информации, реализованные в виде электронных схем, и накопители информации, при помощи которых данные записываются на какой-либо носитель, например магнитный или оптический (ранее использовались даже бумажные носители – перфокарты и перфоленты).

Устройства, представляющие собой электронные схемы, отличаются небольшим временем доступа к данным, но не позволяют хранить большие объемы информации. К таким устройствам относятся постоянное запоминающее устройство (ПЗУ, RОМ), оперативное запоминающее устройство (оперативная память, ОЗУ, RАМ).

Накопители информации на гибких и жестких магнитных дисках (винчестеры, Zip, JAZ, ORB), оптических (CD, CD-RW, DVD) и магнитооптических дисках наоборот дают возможность хранить большие объемы информации, но время ее записи и считывания там велико. Поэтому эффективная работа на компьютере возможна только при совместном использовании накопителей информации и устройств хранения, реализованных в виде электронных схем.

Оперативная память предназначена для хранения исполняемых в данный момент программ и необходимых для этого данных, т.е. в ОЗУ хранится информация, с которой ведется работа в данный момент времени. Содержимое оперативной памяти пропадает при выключении питания.

ПЗУ предназначено для хранения неизменяемой информации. В компьютере постоянно должна храниться информация, которая нужна при каждом его включении. Например, в ПЗУ записываются команды, которые компьютер должен выполнить сразу после включения питания для начала работы (например, BIOS). ПЗУ называют энергонезависимой памятью, так как содержимое ПЗУ при отключении питания сохраняется.

Принцип записи информации на магнитные ленты и диски аналогичен принципу записи звука в магнитофоне. В магнитооптических дисках информация также хранится на магнитном носителе, но чтение и запись осуществляются лучом лазера, что значительно повышает сохранность информации. Информация на компакт-дисках CD представляет собой участки, в различной степени отражающие лазерный луч.

Для работы с дискетами предназначено устройство, называемое дисководом, а для работы с компакт-дисками – CD-ROM (Compact Disc Read Only Memory). В настоящее время широко распостранены такие устройства для работы с компакт-дисками, поддерживающие одновременно функции чтения CD, CDR, CDRW, DVD и обеспечивающие запись CDR и CDRW, DVDR, DVDRW, т.е. не требуется приобретать два или три отдельных устройства, так как все функции объединены в одном.

Такие устройства разрабатывались в первую очередь для использования в ноутбуках (переносных портативных компьютерах), где габариты, вес и функциональность играют далеко не последнюю роль.

2. Устройства обработки информации и управляющие устройства

Основным устройством обработки информации в ЭВМ является арифметико-логическое устройство (АЛУ). АЛУ выполняет все логические операции (логическое умножение – операция «И», логическое сложение – операция «ИЛИ», логическое отрицание – операция «НЕ»), а также арифметические операции над данными, представленными в виде двоичных кодов (нулей и единиц).

Булеву алгебру, в которой используются только два числа – 0 и 1, положил в основу теории электрических и электронных переключательных схем-сумматоров американский инженер Клод Шеннон в 1938 г. Именно это во многом определило появление ЭВМ, способных автоматически производить арифметические вычисления.

Так как выполнение самых сложных действий в ЭВМ сводится к большому числу простейших арифметических и логических операций, производительность процессора при выполнении простейших операций определяет быстродействие ЭВМ. В ЭВМ арифметико-логическое устройство объединено с управляющими устройствами в единую схему – процессор, представляющий собой микросхему с большим числом контактов. Для ускорения работы процессора при выполнении математических вычислений обычно используется специальное устройство – сопроцессор, конструктивно встроенный в микросхему процессора.

Изобретателем микропроцессора как схемы, в которую собрана практически вся основная электроника компьютера, стала американская фирма INTEL, выпустившая в 1970 г. процессор 8008. С их появления и началась история ЭВМ четвертого поколения. По настоящее время фирма INTEL занимает ведущие позиции на мировом рынке в производстве и разработке новых типов процессоров.