Принципы организации современного компьютера на примере IBM PC
Понятие аппаратурного и программного обеспечения компьютера.
Современный компьютер из-за сложности оборудования, тесной связи аппаратных и программных средств, многообразия конфигураций и территориального рассредоточения оборудования правильнее рассматривать как вычислительную систему.
В составе компьютера принято выделять две составляющие:
1. Аппаратное обеспечение (hardware).
2. Программное обеспечение (software).
Аппаратное обеспечение представляет собой комплекс технических устройств, с помощью которых на физическом уровне реализуются информационные процессы:
· формирования,
· хранения,
· передачи,
· преобразования,
· извлечения информации.
Программное обеспечение – это комплекс прикладных и системных программ, взаимодействующих друг с другом и аппаратурой, предназначенный:
· для обеспечения эффективного использования ресурсов компьютера;
· для обеспечения наиболее полного удовлетворения потребностей пользователя в информации.
Программное обеспечение – это по существу среда сопряжения, согласования интересов пользователей компьютера и возможностей аппаратуры.
Принципы функционирования компьютера
Принципы функционирования компьютера были сформулированы фон Нейманом:
Принцип использования двоичной системы счисления для представления данных и команд.
2. Принцип программного управления. Программа состоит из набора команд, которые выполняются процессором друг за другом в определенной последовательности.
3. Принцип однородности памяти. Как программы (команды), так и данные хранятся в одной и той же памяти (и кодируются в одной и той же системе счисления – чаще всего двоичной). Над командами можно выполнять такие же действия, как и над данными.
4. Принцип адресуемости памяти. Структурно основная память состоит из пронумерованных ячеек; процессору в произвольный момент времени доступна любая ячейка.
Компьютер можно определить как устройство, которое обрабатывает данные в соответствии с хранимой в памяти программой.
В классической машине фон Неймана программа выполняется последовательно шаг за шагом, команда за командой, по принципу один поток команд - один поток данных.
Структура традиционной машины фон Неймана может быть представлена в виде логической схемы:
Если говорить коротко, то суть процесса обработки данных заключается во взаимодействии двух основных компонентов компьютера – центрального процессора и оперативной памяти. Устройства ввода-вывода (внешние устройства) играют второстепенную роль. Однако при их участии осуществляется взаимодействии компьютера с окружающим миром.
Базовая логическая структура компьютера может быть реализована по-разному в разных вычислительных системах.
Рассмотрим структурную организацию компьютера на примере популярного семейства персональных компьютеров IBM PC. Широкое распространение этих компьютеров обусловлено основными принципами организации структуры:
