Слайд 1Состав и назначение основных блоков ПК. Системная шина. Процессор.
Слайд 2Компьютер, электронная вычислительная машина (ЭВМ)-
- комплекс технических средств, предназначенных для
автоматической обработки информации в процессе решения вычислительных и информационных задач.
Слайд 3Большинство компьютеров создаются в соответствии с принципами, определенными американским ученным
Джоном фон Нейманом (1941 г.)
Слайд 4Принципы фон Неймана
принцип двоичного кодирования
принцип программного управления
принцип однородности памяти
принцип адресности
Слайд 5принцип однородности памяти
Программы и данные хранятся в одной и той
же памяти, поэтому компьютер не различает что храниться в данной
ячейки памяти - число, текст или команда. Над командами можно выполнять такие же действия, как и над данными.
Слайд 6принцип адресности
Структурно основная память состоит из пронумерованных ячеек. Процессору в
произвольный момент времени доступна любая ячейка.
Слайд 7принцип программного управления
Программа состоит из набора команд, выполняющихся процессором автоматически
в определенной последовательности.
Слайд 8принцип двоичного кодирования
Вся информация в компьютере передается и хранится
в двоичном виде.
Слайд 9Машинная команда
Машинная команда - элементарная инструкция, выполняемая компьютером автоматически без
дополнительных пояснений и указаний.
В общем случае команда содержит следующую информацию:
код
выполняемой операции
указания по определению операндов (или их адресов)
указания по размещению получаемого результата.
Слайд 10Структура машинной команды:
Операционноая часть команды - это группа разрядов в
команде, предназначенная для представления кода операции машины.
Адресная часть команды
- это группа разрядов в команде, в которых записываются коды адреса (адресов) ячеек памяти, предназначенных для оперативного храения информации, или иных объектов, задействованных при выполнении команды. Часто эти адреса называются адресами операндов (чисел, участвующих в операции).
Слайд 12Виды машинных команд
Операции пересылки информации
Арифметические операции
Логические операции
Обращение к внешним
устройствам
Операции передачи управления
Безусловная передача
Условная передача
Обслуживающие и вспомогательные
Слайд 13При рассмотрении компьютерных устройств принято различать их архитектуру и структуру
Слайд 14Структура ЭВМ
Структура вычислительного средства определяет его конкретный состав на некотором
уровне детализации (устройства, блоки узлы и т. д.) и описывает
связи внутри средства во всей их полноте.
Слайд 15Архитектура ЭВМ
Под архитектурой ЭВМ понимается совокупность общих принципов организации аппаратно-программных
средств и их характеристик, определяющая функциональные возможности ЭВМ при решении
соответствующих классов задач.
Слайд 16Отличие структуры от архитектуры, упрощенно:
Структура – hardware,
Архитектура – hardware +
software.
Слайд 17Архитектура фон Неймана
Процессор:
Устройство управления (УУ);
Арифметико-логическое устройство (АЛУ).
Устройства ввода-вывода
Память компьютера
Слайд 18
Порты ввода/вывода
Устройства хранения данных
Общая схема ПК
Процессор
Видео-
адаптер
НЖМД
НГМД
LPT
COM
USB
Карты расширения
Системная шина (магистраль)
НОД
Клавиатура,
мышь
Основная память
Firewire
Монитор
Сетевая
карта
Звуковая карта
Модем
Принтер
Сканер
Слайд 19Системная шина
Устройство, предназначенное для организации интерфейса (связи) между всеми устройствами
ЭВМ.
Основные характеристики
способ передачи сигнала (последовательные или параллельные);
разрядность;
рабочая частота;
пропускная способность,
количество и тип поддерживаемых устройств:
Шины расширений. Обеспечивают подключение большого количества разнообразных устройств (ISA, EISA);
Локальные шины. Подключают небольшое количество устройств определенного типа (VLB, PCI).
протокол работы.
Слайд 20Направления передачи информации системной шиной
микропроцессор-основная память
микропроцессор-порты ввода/вывода
основная память-порты ввода/вывода
Слайд 21Процессор
Микропроцессор (CPU, Central Processing Unit), МП – функционально законченное программно-управляемое
устройство обработки информации, выполненное в виде одной или нескольких сверхбольших
(СБИС) интегральных схем.
Слайд 22Микропроцессор - это интегральная схема, сформированная на маленьком кристалле кремния.
Микропроцессор содержит миллионы транзисторов, соединенных между собой тончайшими проводниками из
алюминия или меди и используемых для обработки данных.
Слайд 23Схема компьютера Джона фон Неймана
___ пути и направления передачи управляющих
сигналов
------пути и направления движения информации
Эти устройства соединены каналами связи, по
которым передается информация.
Слайд 24АЛУ - часть процессора, выполняющая команды
УУ - часть процессора, выполняющая
функции управления устройствами.
Регистр – ячейка памяти, выполняющая функцию кратковременного хранения
числа или команды.
Слайд 25Типы регистров
(отличаются видом выполняемых операций)
счетчик команд - регистр УУ,
содержимое которого соответствует адресу очередной выполняемой команды;
регистр команд -
регистр УУ для хранения кода команды на период времени, необходимый для ее выполнения.
сумматор - регистр АЛУ, участвующий в выполнении каждой операции.
регистры операндов – регистр АЛУ, в котором хранятся данные (операнды), считанные из памяти по сигналам УУ.
Слайд 26Как выполняется команда
из ячеек памяти, адрес которой храниться в счетчике
команд, выбирается очередная команда;
выбранная команда передается в устройство управления
на регистр команд;
УУ расшифровывает адресное поле команды;
по сигналам УУ операнды (данные) считываются из памяти и записываются в АЛУ на специальные регистры операндов;
УУ расшифровывает код операции и выдает в АЛУ сигнал выполнить соответствующую операцию над данными;
результат операции либо остается в процессоре, либо отправляется в память, если в команде был указан адрес результата;
все предыдущие этапы повторяются до достижения команды "стоп"
Слайд 27Функции процессора
Основной функцией МП является исполнение инструкций программ и управление
и координация работы остальных компонентов ЭВМ.
Эту функцию можно разделить
на подфункции.
Слайд 28Подфункции микропроцессора:
чтение и дешифрация команд из основной памяти;
чтение данных из
ОП и регистров адаптеров внешних устройств;
прием и обработка запросов и
команд от адаптеров на обслуживание ВУ;
обработка данных и их запись в ОП и регистры адаптеров ВУ;
выработка управляющих сигналов для всех прочих узлов и блоков ЭВМ.
Слайд 29Характеристики микропроцессоров
тактовая частота процессора – измеряется в мега- или
гигагерцах и показывает число рабочих тактов процессора в 1 сек.
Например, 2ГГц=2*109 рабочих тактов в секунду;
разрядность процессора – сколько бит данных может быть принято и обработано процессором за один раз (такт);
Слайд 30Разрядность процессора определяется разрядностью:
шины ввода и вывода данных (определяет разрядность
ЭВМ в целом; );
шины адреса памяти (передается адрес ячейки
памяти, в которую или из которой пересылаются данные);
внутренних регистров. (регистр — ячейка памяти внутри процессора. Разрядность регистра - Количество бит данных, которые может обработать процессор за один прием)
Слайд 31система команд - набор основных и дополнительных команд МП.
CISC (Complex
Instruction Set Computing) с полным набором команд;
RISC (Reduced Instruction
Set Computing) с сокращенным набором команд;
MISC (Minimum Instruction Set Computing) с минимальным набором команд.
Для ПК наиболее распространены процессоры CISC.
объем и структура кэш-памяти
Показывает объем (кб или Мб) и структуру (уровни) кэш-памяти, используемой для команд и данных.