Структура и принцип действия ЭВМ

     По  быстродействию ОЗУ уступает кэш-памяти и тем более сверхоперативной памяти — БР. Но стоимость ОЗУ  значительно ниже стоимости упомянутых видов памяти.

     В постоянном запоминающем устройстве (ПЗУ) хранится информация, которая не изменяется при работе ЭВМ. Такую информацию составляют тест-мониторные программы (они проверяют работоспособность компьютера в момент его включения), драйверы (программы, управляющие работой отдельных устройств ЭВМ, например, клавиатурой) и др.

     ПЗУ является энергонезависимым устройством, поэтому информация в нем сохраняется  даже при выключении электропитания. 

     Перспективным видом постоянной памяти является память с электрическим способом стирания и записи информации (FLASH-память), которая  при острой необходимости позволяет  перепрограммировать ПЗУ и тем  самым оперативно улучшить характеристики ЭВМ.

     Внешние запоминающие устройства (ВЗУ) предназначены для долговременного хранения информации. К ВЗУ относятся накопители на магнитной ленте (магнитофоны, стримеры), накопители на жестких дисках (винчестеры), накопители на гибких дисках, проигрыватели оптических дисков. ВЗУ по сравнению с ОЗУ имеют, в основном, больший объем памяти, но существенно меньшее быстродействие.

     К устройствам ввода  информации относятся: клавиатура, мышь, трекбол, джойстик, трекпойнт, трекпад, сканер, сенсорный экран, световое перо, информационные перчатки, информационный костюм, шлем, джойстринг, диджитайзер, цифровая видеокамера, микрофон, датчики и др.

     К устройствам вывода информации относятся: дисплей (монитор), принтер, плоттер, акустические колонки и др.

     Модем выполняет функции и устройств ввода, и устройств вывода информации. Он позволяет соединяться с другими удаленными компьютерами с помощью телефонных линий связи и обмениваться информацией между ЭВМ. Модем на передаче превращает цифровые сигналы в звуки, а на приеме – наоборот.

     Системная шина - основная интерфейсная система компьютера, обеспечивающая сопряжение и связь всех его устройств между собой. Она включает в себя провода, разъемы и схемы сопряжения для параллельной передачи всех разрядов числового кода операнда, адреса ячейки памяти или команды. Системная шина включает в себя: кодовую шину данных (КШД); кодовую шину адреса (КША); кодовую шину команд (КШК); шину питания, имеющую провода и схемы подключения для блоков ПК к системе энергопитания.

     Шины  ЭВМ характеризуются разрядностью и скоростью передачи информации (байт/с). Разрядность шины -- число  проводов, по которым передаются двоичные сигналы. Разрядность шины данных обычно такая же как у микропроцессора.

     Системная шина обеспечивает три направления  передачи информации: 1) между микропроцессором и ОЗУ; 2) между микропроцессором и портами ввода-вывода внешних  устройств (клавиатура, монитор); 3) между  ОЗУ и портами ввода-вывода внешних  устройств (в режиме прямого доступа  к памяти).

     Одной из плодотворных идей, положенных в  основу персональных компьютеров, является открытость архитектуры. Согласно этой концепции, каждый пользователь может  самостоятельно формировать конфигурацию своего компьютера по своему усмотрению. Это означает, что в зависимости  от потребности пользователь может  подключить к системной шине различные  устройства: модем, звуковую плату, клавиатуру электромузыкального инструмента, плату телевизионного приемника  и т. п. Открытость архитектуры позволяет  легко модернизировать имеющийся  компьютер, например, путем замены винчестера на жесткий диск большего объема, замены процессора, увеличения объема оперативной  памяти и т. д.

     Основные  принципы работы ЭВМ.

     Современные ЭВМ построены в соответствии с принципами, сформулированными  фон Нейманом в 1945 г.:

     1. Принцип программного управления: ЭВМ работает по программе,  которая находится в оперативной  памяти и выполняется автоматически;  программы дискретны и представляют  собой последовательность команд, каждая из которых осуществляет  отдельный акт преобразования  информации; все разновидности команд  образуют систему команд машины.

     2. Принцип условного перехода: При  выполнении программы возможен  переход к той или иной команде  в зависимости от промежуточных  результатов вычислений; это допускает  создание циклов.

     3. Принцип хранимой информации: Команды  как и операнды представляются  в машинном коде и хранятся  в оперативной памяти. При работе  команды обрабатываются устройством  управления процессора, а операнды -- арифметико-логическим устройством. 

     4. Принцип использования двоичной  системы счисления: Информация  кодируется в двоичной форме  и разделяется на элементы, называемыми  словами. В двоичной системе  используются две цифры 0 и  1, что соответствует двум состояниям  двустабильной системы (кнопка  нажата-отпущена, транзистор открыт-закрыт, ...)

     5. Принцип иерархичности ЗУ: Компромиссом  между необходимыми большой емкостью  памяти, быстрым доступом к данным, дешевизной и надежностью является  иерархия запоминающих устройств: 1) быстродействующее ОЗУ, имеющее  небольшую емкость для операндов  и команд, участвующих в вычислениях; 2) инерционное ВЗУ, имеющее большую  емкость для информации, не участвующей  в данный момент в работе  ЭВМ.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Заключение

       В данной работе была раскрыта структурная  схема ЭВМ. Структура компьютера – это некоторая модель, устанавливающая состав, порядок и принципы взаимодействия входящих в нее компонентов. Центральной частью компьютера является системный блок, с присоединенными к нему клавиатурой, монитором и мышью. Описаны основные компоненты ЭВМ: микропроцессор, внешняя и внутренняя память, , системная шина, устройства ввода и вывода информации и другие. Рассмотрен принцип взаимодействия основных устройств.

       Разобраны основные виды памяти и их основные характеристики,. Оперативная память — устройство, предназначенное для хранения обрабатываемой информации (данных) и программ, управляющих процессом обработки информации. CMOS-память предназначена для длительного хранения данных о конфигурации и настройке компьютера (дата, время, пароль), в том числе и когда питание компьютера выключено.

     В заключении работы еще раз повторим , что ЭВМ (компьютеры) являются основными средствами реализации информационных технологий. При помощи ЭВМ осуществляют сбор, обработку, хранение и передачу информации, представленной в дискретной форме.

     Развитие ЭВМ и опыт их эксплуатации с каждым годом растет.  
 
 
 
 
 
 
 
 

     Список  литературы

1. Вировлянская  И.А. информатика. Программа и методические указания для всех специальностей.;Н.Новгород,2008
2. Информатика: Учебник. Под ред. Макаровой Н. В. М.: Финансы и статистика, 2000.
3. http://www.ggpi.org/metod/kaf_d_ph/glava2/glava2.html