Введение

Состав вычислительной системы (конфигурация) включает в себя аппаратные и программные средства. Архитектура персонального компьютера (ПК) - это совокупность аппаратных и программных средств ПК, а также система взаимодействия их, обеспечивающая функционирование ПК. В упрощенном виде структура базовой ЭВМ типа IBM PC показана на рис.1.

Рисунок 1 - Упрощенная структура ЭВМ типа IBM PC

Базовая ЭВМ типа IBM PC включает процессорный блок, блок памяти и устройства ввода-вывода. Все эти устройства объединены между собой системной шиной, состоящей из набора проводников, усилителей и других устройств, предназначенных для обмена данными, адресной и управляющей информацией между составными частями ЭВМ.

В процессорный блок входят центральный процессор (CPU - Central Processing Unit), предназначенный для исполнения основной программы, и сопроцессоры - вспомогательные процессоры, предназначенные для эффективного исполнения каких-либо специфических функций, таких, как математический сопроцессор, выполняющий операции над числами, представленными в форме с плавающей точкой, графический ускоритель, выполняющий геометрические построения и обработку изображений, процессоры ввода-вывода, разгружающие CPU от операций взаимодействия с различными устройствами.

Блок памяти предназначен для кратковременного и долговременного хранения информации. Исторически память разделяется на внутреннюю и внешнюю. В настоящее время к внутренней памяти относят электронную (полупроводниковую) память, расположенную на системной плате или платах расширения. К внешней памяти относят память, реализованная в виде устройств хранения информации. Для процессора непосредственно доступной является только внутренняя память. Внутренняя память разделяется на оперативную, реализованная на микросхемах динамической памяти, информация в которой может меняться процессором в любой момент времени, и постоянную, информацию из которой процессор может только считывать.

Устройства ввода-вывода служат для преобразования информации из внутреннего представления в компьютере в форму доступную пользователю. Различают устройства ввода информации (клавиатура, мышь, сканер, джойстик и др.), устройства вывода информации (дисплей, принтер, аудио динамики и др.) и коммуникационные устройства, предназначенные для передачи информации между компьютерами (модем, сетевой адаптер и др.).

В то же время компьютер не имеет практической ценности без программного обеспечения (ПО), которое в компьютере имеет многоуровневую организацию.

Неотъемлемой от компьютера частью программного обеспечения является ба­зовая система ввода-вывода (Basic Input-Output System, BIOS), которая хра­нится в постоянной (энергонезависимой) памяти ROM BIOS (ПЗУ базовой системы ввода-вывода). В ROM BIOS находится программа инициализации, на­зываемая POST (PowerOn SelfTest — самотестирование по включению), кото­рая обеспечивает тестирование и запуск компьютера при включении, а также загрузку операционной системы. В ROM BIOS содержатся процедуры для ра­боты со стандартными устройствами, реализующие связь операционной систе­мы и прикладных программ с аппаратными средствами компьютера. BIOS нахо­дится на самом нижнем уровне ПО, который обеспечивает изоляцию выше­стоящих уровней от подробностей реализации аппаратных средств компьютера.

Следующий уровень — операционная система (ОС), основным назначением ко­торой является загрузка прикладных программ и предоставление им некоторых сервисов. Сервисы ОС функционируют на более высоком уровне — если BIOS работает с физическими устройствами, то ОС предоставляет возможность ра­боты на логическом уровне. Сервисы ОС, обслуживающие стандартные устрой­ства, могут обращаться к соответствующим сервисам BIOS; они расширяют функциональность сервисов BIOS, а также выполняют обработку ошибок фи­зических устройств. ОС может работать с системными устройствами и в обход BIOS, через собственные драйверы. ОС, как правило, загружается с устройства внешней па­мяти (локального или сетевого диска), для чего требуется специально подготовленный сис­темный диск. В самом начале системного диска располагается загрузчик — короткая программа, загружающая несколько файлов ядра операционной сис­темы в память и передающая им управление. Эти файлы находятся на том же системном диске в месте, известном загрузчику.

И наконец, верхний уровень иерархии ПО — прикладное программное обеспече­ние — комплекс программ, с помощью которых пользователь может решать свои информационные задачи из самых разных предметных областей, не прибегая к программированию. Именно возможность загрузки любой прикладной программы в совокупности с неограниченным ассортиментом под­ключаемых устройств и позволяет считать персональный компьютер универ­сальным инструментом с неограниченными возможностями.