Архітектура комп’ютера
Слово “комп’ютер” означає “обчислювач”. Це пов’язано з тим, що перші комп’ютери створювались як пристрої для обчислювань. Але незабаром виявилося, що вони можуть обробляти ще й інші види інформації: символи, звуки, зображення, тощо. Це забезпечується за допомогою кодування елементів інформації.
В 1945 році знаменитий математик Джон фон Нейман описав, з яких основних пристроїв повинен складатися комп’ютер, щоб бути універсальним та ефективним засобом обробки информації. Ці основи конструкції комп’ютера називаються принципами фон Неймана. За цими принципами до складу комп’ютера повинні входити:
арифметико-логічний пристрій, виконуючий арифметичні та логічні операції;
керуючий пристрій, який організує процес виконання програм;
пам’ять для зберігання програми і даних;
зовнішні пристрої для вводу - виводу інформації.
Рис. Схематичне зображення взаємодії основних пристроїв комп’ютера
В сучасних комп’ютерах арифметико-логічний пристрій та керуючий пристрій об’єднані в єдиний пристрій - центральний процесор.
Для того, щоб комп’ютер міг здійснювати визначені дії, необхідно скласти для нього програму, тобто точну послідовність інструкцій, як слід обробляти інформацію.
В загальних рисах роботу комп’ютера можна описати так. Спочатку за допомогою будь-якого зовнішнього пристрою в пам’ять комп’ютера вводиться програма. Керуючий пристрій зчитує першу інструкцію (команду) програми та організує її виконання, потім зчитує команду, яка знаходиться безпосередньо за тільки-що виконаною, тощо.
Цей порядок може бути змінено за допомогою команд передачі управління. Такий перехід в програмі може виконуватись не завжди, а лише при виконанні деяких умов, наприклад, якщо деякі числа рівні, або якщо в результаті попередньої арифметичної операції одержано нуль, тощо. Керуючий пристрій виконує інструкції програми автоматично, без втручання людини. Результати виконання програми виводяться на зовнішні пристрої комп’ютера.
Всі програми можна розділити на три категорії:
прикладні програми - забезпечують виконання необхідних користувачу робіт: редагування текстів, малювання рисунків, обробку інформаційних масивів, тощо;
системні програми - забезпечують можливість діалогу користувача з комп’ютером та виконують допоміжні функції, наприклад, перевірку працездатності пристроїв комп’ютера, створення копій використовуваної информації, тощо;
інструментальні системи (системи програмування) - забезпечують створення нових програм для комп’ютера.
IBM PC-сумісні комп’ютери
В 1981 році фірма IBM, одна з найвідоміших комп’ютерних фірм, розробила комп’ютер IBM PC. Більшість сучасних комп’ютерів є IBM PC-сумісними персональними комп’ютерами. Слово “сумісність “ тут означає:
програмну сумісність - всі програми, розроблені для IBM PC, будуть працювати і на IBM PC-сумісних комп’ютерах;
в значній мірі апаратну сумісність - більшість пристроїв можуть переноситись на інші комп’ютери (крім пристроїв 5- чи 10-річної давності, які вже морально застаріли).
Слово “персональний” означає, що комп’ютер розрахований на роботу з одним користувачем.