Структура вычислительной системы



Аппаратное обеспечение

Любая ВС (точнее, информационно-вычислительная система) состоит из двух взаимно дополняющих составляющих: аппаратного обеспечения (АО, английский термин hardware) и программного обеспечения (ПО, английский термин software). Первое понятие включает в себя физические объекты – шины (проводники), электронные платы, микросхемы, включая процессор и др. Вторая составляющая является абстрактным понятием, основу которого составляют алгоритмы, записанные в виде последовательности операторов того или иного уровня вплоть до машинных команд.

Развитие АО ВС, начиная с момента создания первых электронных вычислительных машин (ЭВМ) в середине XX в., всегда шло опережающими темпами по отношению к развитию ПО. К настоящему времени разработан широкий спектр в/с, начиная от суперкомпьютеров и мэйнфреймов (большие ЭВМ) и кончая блокнотными и карманными компьютерами.

Упрощенная блок-схема классического компьютера показана на рис. 1.4.

1. Процессор(центральный процессор) – основной вычисли-тельный блок компьютера, содержит важнейшие функциональные устройства:

- устройство управления с интерфейсом процессора (системой сопряжения и связи процессора с другими узлами машины);

- арифметико-логическое устройство;

- процессорную память.

Процессор, по существу, является устройством, выполняющим все функции элементарной вычислительной машины.

2.  Оперативная память– запоминающее устройство, используемое для оператив­ного хранения и обмена информацией с другими узлами машины.

3. Каналы связи(внутримашинный интерфейс) служат для сопряжения централь­ных узлов машины с ее внешними устройствами.

4.  Внешние устройстваобеспечивают эффективное взаимо-действие компьютера с окружающей средой: пользователями, объектами управления, другими маши­нами. В состав внешних устройств обязательно входят внешняя память и уст­ройства ввода-вывода.

 

Рис. 1.4. Упрощенная блок-схема компьютера

 

Ограничимся рассмотрением структуры и назначения основных элементов такого массового представителя ВС как персональные компьютеры (ПК), которые получили наибольшее распространение.

ПК состоит из системного блока и соединенных с ним внешних устройств, к основным из которых следует отнести устройства ввода-вывода: монитор, клавиатуру и манипулятор мышь (и возможно другие устройства). В состав системного блока входит материнская (системная) плата, приводы (дисководы) жестких и других дисков – внешняя память, блок питания, различные разъемы для подключения внешних устройств. На материнской плате расположены: микропроцессор (центральный процессор, выполненный на одном кристалле полупроводникового материала); системная и локальные шины, связывающие между собой различные элементы, расположенные на материнской плате; модули постоянной и оперативной памяти; видеокарта; адаптеры для подключения внешней памяти и внешних устройств; разъемы для подключения дополнительных устройств.

Рассмотрим назначение основных элементов системного блока ПК. Микропроцессор является центральным звеном ПК: он выполняет основные вычислительные операции и функции управления другими составляющими ПК. Системная шина в физическом смысле представляет собой набор проводников, расположенных на системной плате в несколько слоев, и предназначена в первую очередь для связи между быстро-действующими компонентами системной платы (микропроцессор, оперативная память и видеокарта). Она состоит из шины данных, шины адреса и шины управления. Кроме нее на системной плате существуют так называемые локальные шины, которые связывают другие отдельные устройства с системной шиной.

Постоянные запоминающие устройства (ПЗУ) предназначены для хранения информации не только при включенном, но и при выключенном питании компьютера, в частности, о составе и настройках системного блока, системного времени и т. д. Оперативная память (ОП) предназначена для хранения и обмена информации только при включенном питании ПК. Здесь хранится информация о программах и данных, которые непосредственно находятся в процессе исполнения. При выключении питания вся информация в оперативной памяти теряется. Внешняя память предназначена для долговременного хранения информации в ПК, т. е. и при выключенном питании ПК. Она разделяется на несъемную и съемную внешнюю память. Несъемная внешняя память – это так называемые жесткие диски, которые расположены в системном блоке и представляют собой носители информации на магнитной основе. Отметим скорость работы и объемы рассмотренных видов памяти ПК. ПЗУ является самым низкоскоростным и малообъемным видом памяти. Оперативная память является более скоростным и объемным (несколько Гб) устройством. Жесткие диски как частично механические устройства уступают ОП по скорости, но значительно превосходят ее по объему (десятки и сотни Гб). Существуют разные виды съемной внешней памяти: гибкие диски, CD и DVD оптические диски, флэш-память и др.

Видеокарта представляет собой электронное устройство, расположенное на системной плате, и предназначено для хранения, обработки видеоинформации и связи с монитором. Видеокарта обладает своей собственной ОП. Адаптеры – это специальные электронные устройства, обеспечивающие связь между внешней памятью, внешними устройствами и системной и локальными шинами ПК.


Дата добавления: 2018-05-12; просмотров: 362; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:






Мы поможем в написании ваших работ!