ОБЪЯВЛЕНИЕ: Данные вопросы не равнозначны по степени сложности и объему изучаемого материала, поэтому если вопрос ёмкий, то я его разобью на несколько отдельных вопросов, поэтому учим материал; шпоры делать – смысла нет, т.к. списать не удастся – ВРЕМЯ НА ПОДГОТОВКУ И СПИСЫВАНИЕ НЕ БУДЕТ – сразу начинаю с опроса. Постарайтесь разобраться в материале, для того чтобы вы понимали, что у вас я спрашиваю (чтоб отвечать только по теме поставленного вопроса).

Допустим, у первого человека я спрошу: что такое тайминги, что такое SDRAM, перечислите четыре группы команд микропроцессора, что такое прямой доступ к памяти и всё!!! Если учащийся без проблем кратко, устно сразу же отвечает на поставленные вопросы – то я выставляю отлично.

1. ПРИНЦИПЫ ДЖОНА ФОН НЕЙМАНА

Современную архитектуру компьютера определяют следующие принципы:

1. Принцип программного управления

Этот принцип обеспечивает автоматизацию процессов вычислений на ЭВМ.

Программа состоит из набора команд, которые выполняются процессором автоматически друг за другом в определенной последовательности.

Выборка программы из памяти осуществляется с помощью счетчика команд. Этот регистр процессора последовательно увеличивает хранимый в нем адрес очередной команды на длину команды. Так как команды программы расположены в памяти друг за другом, то тем самым организуется выборка цепочки команд из последовательно расположенных ячеек памяти. Если же нужно после выполнения команды перейти не к следующей, а к какой-то другой, используются команды условного или безусловного переходов, которые заносят в счетчик команд номер ячейки памяти, содержащей следующую команду. Выборка команд из памяти прекращается после достижения и выполнения команды “стоп”. Таким образом, процессор исполняет программу автоматически, без вмешательства человека

2. Принцип однородности памяти

Отсутствие принципиальной разницы между программой и данными дало возможность ЭВМ самой формировать для себя программу в соответствии с результатом вычислений.

Программы и данные хранятся в одной и той же памяти. Поэтому компьютер не различает, что хранится в данной ячейке памяти — число, текст или команда. Над командами можно выполнять такие же действия, как и над данными. Это открывает целый ряд возможностей. Например, программа в процессе своего выполнения также может подвергаться переработке, что позволяет задавать в самой программе правила получения некоторых ее частей (так в программе организуется выполнение циклов и подпрограмм). Более того, команды одной программы могут быть получены как результаты исполнения другой программы. На этом принципе основаны методы трансляции — перевода текста программы с языка программирования высокого уровня на язык конкретной машины.

3. Принцип адресности

Структурно основная память состоит из перенумерованных ячеек. Процессору в произвольный момент времени доступна любая ячейка. Отсюда следует возможность давать имена областям памяти, так, чтобы к запомненным в них значениям можно было впоследствии обращаться или менять их в процессе выполнения программ с использованием присвоенных имен.

Фон Нейман описал, каким должен быть компьютер, чтобы он был универсальным и удобным средством для обработки информации. Он прежде всего должен иметь следующие устройства:

► арифметико-логическое устройство, выполняющее арифметические и логические операции;

► устройство управления, которое организует процесс выполнения программ;

► запоминающее устройство (или память) для хранения программ и данных, которое состоит из пронумерованных ячеек, легко доступных для других устройств компьютера;

► внешнее устройство для ввода-вывода информации.

2. Архитектурное особенности построение пк

Под архитектурой компьютера понимается его логическая организация, структура, ресурсы, т. е. средства вычислительной системы.

Компьютер - это электронное устройство, которое выполняет операции ввода информации, хранения и обработки ее по определенной программе, вывод полученных результатов в форме, пригодной для восприятия человеком. За любую из названных операций отвечают специальные блоки компьютера:

● устройства ввода,

● центральный процессор (ЦП),

● запоминающие устройства (внутренняя и внешняя памяти),

● устройства вывода.

Схематично общая структура компьютера изображена на рисунке:

Внутренняя

(основная) память

ЦП

АЛУ

ОЗУ

ПЗУ

Устройства ввода

Устройства вывода

УУ

Внешняя память (ВЗУ)

Условные обозначения:

- потоки данных

- сигналы управления

Процессор – функциональная часть ЭВМ, выполняющая основные операции по обработке данных и управлению работой других блоков. Процессор является преобразователем информации, поступающей из памяти и внешних устройств. В центральный процессор могут входить арифметико-логическое устройство (АЛУ), внутреннее запоминающее устройство в виде регистров процессора и внутренней кэш-памяти, управляющее устройство (УУ).

Запоминающие устройства обеспечивают хранение исходных и промежуточных данных, результатов вычислений, а также программ. Они включают: оперативные (ОЗУ), сверхоперативные СОЗУ (кэш-память), постоянные (ПЗУ) и внешние (ВЗУ) запоминающие устройства.

ОЗУ хранят информацию, с которой компьютер работает непосредственно в данное время. В СОЗУ хранится наиболее часто используемые процессором данные. Только та информация, которая хранится в СОЗУ и ОЗУ, непосредственно доступна процессору.

Внешние запоминающие устройства (накопители на магнитных дисках, например, жесткий диск или винчестер) с емкостью намного больше, чем ОЗУ, но с существенно более медленным доступом, используются для длительного хранения больших объемов информации. Например, операционная система (ОС) хранится на жестком диске, но при запуске компьютера резидентная часть ОС загружается в ОЗУ и находится там до завершения сеанса работы ПК.

ПЗУ (постоянные запоминающие устройства) предназначены для постоянного хранения информации, которая записывается туда при ее изготовлении.

В качестве устройства ввода информации служит, например, клавиатура. В качестве устройства вывода – дисплей, принтер и т.д.

ПРОЦЕССОР КОМПЬЮТЕРА.

ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Микропроцессор (CPU, от англ. Central Processing Unit) – это центральный блок ПК, предназначенный для управления работой всех блоков машины и для выполнения арифметических и логических операций над информацией.

В состав микропроцессора входят:

● устройство управления (УУ) - формирует и подает во все блоки машины в нужные моменты времени определенные сигналы управления (управляющие импульсы), обусловленные спецификой выполняемой операции и результатами предыдущих операций; формирует адреса ячеек памяти, используемых выполняемой операцией, и передает эти адреса в соответствующие блоки ЭВМ; опорную последовательность импульсов устройство управления получает от генератора тактовых импульсов;

● арифметико-логическое устройство (АЛУ) -предназначено для выполнения всех арифметических и логических операций над числовой и символьной информацией (в некоторых моделях ПК для ускорения выполнения операций к АЛУ подключается дополнительный математический сопроцессор);

● микропроцессорная память (МПП) - служит для кратковременного характера, записи и выдачи информации, непосредственно используемой в вычислениях в ближайшие такты работы машины, ибо основная память (ОП) не всегда обеспечивает скорость записи, поиска и считывания информации, необходимую для эффективной работы быстродействующего микропроцессор. Регистры - быстродействующие ячейки памяти различной длины (в отличие от ячеек ОП, имеющих стандартную длину 1 байт и более низкое быстродействие);

● генератор тактовой частоты (ГТЧ). Он генерирует последовательность электрических импульсов; частота генерируемых импульсов определяет тактовую частоту машины.

Основные характеристики микропроцессора

1. Тактовая частота процессора – число вырабатываемых за одну секунду импульсов, синхронизирующих работу узлов компьютера (в МГц). Характерные тактовые частоты микропроцессоров: 40 МГц, 66 МГц, 100 МГц, 130 МГц, 166 МГц, 200 МГц, 333 МГц, 400 МГц, 600 МГц, 800 МГц, 1000 МГц и т. д. до 3 ГГц.

Частота генератора тактовых импульсов является одной из основных характеристик персонального компьютера и во многом определяет скорость его работы, ибо каждая операция в машине выполняется за определенное количество тактов.

2. Разрядность процессора – это число одновременно обрабатываемых процессором битов, то есть количество внутренних битовых (двоичных) разрядов - важнейший фактор производительности микропроцессора. Процессор может быть 8-,16-, 32- и 64-разрядным. Вместе с быстродействием разрядность характеризует объем информации, перерабатываемый процессором компьютера за единицу времени.