ЗАДАНИЕ К ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ № 2
Теоретическая часть
Компьютер - это программируемое электронное устройство, способное обрабатывать данные и производить вычисления, а также выполнять другие задачи манипулирования символами.
Конструктивно компьютер состоит из аппаратуры (HardWare), построенной, в основном, с использованием электронных и электромеханических элементов и устройств.
Действие компьютера заключается в выполнении программ (SoftWare) – заранее заданных, чётко определённых последовательностей арифметических, логических и других операций.
В основе построения всех IBM РС-совместимых компьютеров лежит так называемая фон-неймановская архитектура вычислительных машин.
Ее основные принципы:
1. Принцип программного управления. Из него следует, что программа состоит из набора команд, которые выполняются автоматически друг за другом в определенной последовательности.
2. Принцип однородности памяти. Он означает, что программы и данные хранятся в одной и той же памяти и компьютер не различает, хранится в ячейке число, текст или команда.
3. Принцип адресности. Основная память состоит из перенумерованных ячеек, к любой из них можно обращаться с использованием ее адреса.
Логическая схема компьютера с такой архитектурой состоит из следующих элементов:
· процессора, в который входят:
- арифметико-логическое устройство (АЛУ) и
- устройство управления (УУ);
· памяти;
· устройства ввода-вывода.
Эти устройства соединены каналами связи, по которым передается информация.
Арифметико-логическое устройство и устройство управления выделяются условно, конструктивно они неразделимы.
В их состав входят регистры (специализированные дополнительные ячейки памяти), в которых кратковременно хранятся числа или команды.
Основным элементом регистра является триггер – электронное устройство, способное хранить одну двоичную цифру (разряд двоичного кода).
Регистр представляет собой совокупность триггеров, связанных друг с другом определенным образом общей системой управления.
Некоторые важные регистры получили свои названия:
· сумматор – регистр АЛУ, участвующий в выполнении каждой операции;
· счетчик команд – регистр УУ, содержимое которого соответствует адресу очередной выполняемой команды и служит для автоматической выборки программы из последовательных ячеек памяти;
· регистр команд – регистр УУ для хранения кода команды на период времени, необходимого для ее выполнения (часть его разрядов используется для хранения кода операции, остальные – для хранения кодов адресов операндов).
Функции процессора:
· обработка данных по заданной программе путем выполнения арифметических и логических операций;
· программное управление работой устройств компьютера.
Функции памяти:
· прием информации из других устройств;
· запоминание информации;
· выдача информации по запросу в другие устройства компьютера.
Компоненты, которые могут входить в состав современного персонального компьютера:
· процессор;
· системная (материнская) плата;
· память (оперативная память);
· корпус;
· блок электропитания;
· блок охлаждения;
· дисковод для гибких дисков (устаревает);
· жесткий диск (винчестер);
· накопитель CD-ROM, CD-R или DVD-ROM;
· устройства ввода;
· видеоадаптер;
· монитор (дисплей);
· звуковая плата;
· акустические системы.
По принципу построения и действия компьютеры делятся на:
· аналоговые;
· цифровые;
· комбинированные.
Аналоговые машины – вычислительные машины непрерывного действия, обрабатывающие аналоговые данные.
Комбинированные машины – вычислительные машины, сочетающие аналоговую и цифровую формы обработки данных.
Цифровые компьютеры по производительности и характеру использования можно условно подразделить на:
· микрокомпьютеры, в том числе – персональные компьютеры;
· миникомпьютеры;
· мэйнфреймы (универсальные компьютеры);
· суперкомпьютеры.
По условиям эксплуатации компьютеры делятся на два типа:
· офисные (универсальные);
· специальные.
Офисные предназначены для решения широкого класса задач при нормальных условиях эксплуатации.
Специальные компьютеры служат для решения более узкого класса задач или даже одной задачи, требующей многократного решения, и функционируют в особых условиях эксплуатации. Машинные ресурсы специальных компьютеров часто ограничены. Однако их узкая ориентация позволяет реализовать заданный класс задач наиболее эффективно.
Условно можно выделить:
· управляющие;
· бортовые;
· бытовые;
· выделенные специальные компьютеры и др.
Задание
1. Раскрыть принципы фон-неймановской архитектуры.
2. Какие элементы составляют логическую схему компьютера.
3. Привести перечень функций процессора и памяти, их основные параметры.
4. Перечислить основные узлы системного блока
5. Что расположено на материнской плате.
6. Какова роль блока электропитания, какие уровни напряжения на его выходе.
