Arhitectura calculatorului. principiile lui Von Neumann. Nodurile logice ale unui computer. Executarea programului

Structura unui computer. Toată lumea știe cum arată un computer. Dar mulți pot doar ghici ce se află în interiorul unității de sistem. Deschiderea unității de sistem este înfricoșătoare la început. Este suficient să faci asta o dată și toate fricile tale vor dispărea pentru totdeauna. Și nu ești interesat să vezi ce și cum se află în interiorul acestei cutii magice? Dar mai întâi să ne uităm la structura interna computer pur teoretic.

Anatomia sau structura unui computer

De îndată ce deschideți capacul unității de sistem, veți vedea imediat placa de bază. Este diferit pe toate computerele și culoarea sa este, de asemenea, diferită. Poate fi galben, roșu, albastru sau verde.

Pe toate plăcile de bază, locația sloturilor interne (conectoarelor) este diferită, dar dacă știți care slot este folosit pentru ce, atunci găsiți-le și conectați-le echipamentul necesar nu va fi greu pentru tine.

Iată o diagramă a celor mai necesari conectori ai plăcii de bază pentru conectarea dispozitivelor interne și externe:

Structura unității de sistem informatic

Slotul pătrat este folosit pentru a instala și conecta un microprocesor.

Microprocesor

Un răcitor (sistem de răcire) este întotdeauna instalat deasupra microprocesorului. Nu este prezentat în diagrama de mai sus. ;

Sursa de alimentare a calculatorului

ÎN Conector HDD IDE cablul este conectat de la hard disk IDE. Acum sunt așa hard disk-uri disponibil numai pe computerele mai vechi. Puteți conecta o unitate CD sau DVD la același slot, dar din nou IDE. ;

Cablu pentru conectându-se greu unitate (HDD) sau CD/DVD IDE

Greu unitate HDD IDE

Conectori mici albastri 6 piese (pot fi si portocalii), concepute pentru hard disk-uri HDD-uri SATA, care sunt mult mai rapide Unități IDE. Sunt conectate cu cabluri subțiri. Unitățile CD sau DVD sunt, de asemenea, conectate la aceiași conectori;

Cablu pentru hard disk SATA

hard disk SATA

Cei mai lungi conectori sunt conectori de memorie . Memoria variază, astfel încât jumper-ul (sau jumperii) din aceste sloturi sunt situate diferit. Țineți cont de acest lucru când înlocuiți sau extindeți memoria. Există plăci de bază care acceptă mai multe tipuri de memorie. De regulă, astfel de plăci au două tipuri de conectori (jumperii de pe ele sunt amplasați diferit). ;

memorie DDR 1

memorie DDR 2

memorie DDR 3

Slot pentru card video poate fi, de asemenea, diferit, deci înainte de a instala unul nou sau de a schimba placa video veche trebuie să determinați ce slot aveți pe placa de bază și ce placă video se va potrivi. Pe plăcile de bază sofisticate există simultan mai multe tipuri de sloturi pentru plăcile video. În zilele noastre, multe plăci de bază au plăci video încorporate. Nu sunt fante și nu le veți vedea pe tablă, doar au conectorul monitorului (de obicei el Culoare roz, ca în diagrama mea);

SloturiPCI sunt acum aproape niciodată folosite. Ele pot fi instalate card de retea(acum aproape toate plăcile de bază îl au deja încorporat), modemuri pe care aproape nimeni nu le mai folosește, plăci de sunet(dacă cel încorporat nu funcționează pentru tine sau vrei ceva mai puternic) și tot felul de carduri de expansiune de care s-ar putea să nu ai nevoie niciodată.

Dacă decideți să construiți un computer de la zero, atunci în primul rând trebuie să alegeți placa de bază și abia apoi să selectați piesele pe care le suportă, de exemplu. Ce conectori și sloturi are?

Urmăriți un videoclip despre cum sunt făcute mamele Plăci Gigabyte:

Cu sinceritate,

La nivel de zi cu zi, majoritatea oamenilor asociază puternic termenul „arhitectură” cu diverse clădiri și alte structuri inginerești. Deci, putem vorbi despre arhitectura unei catedrale gotice, a Turnului Eiffel sau a unui teatru de operă. În alte domenii, acest termen este folosit destul de rar, dar pentru computere conceptul de „arhitectură a computerului” (calculator electronic) a fost deja ferm stabilit și a fost utilizat pe scară largă încă din anii 70 ai secolului trecut. Pentru a înțelege modul în care programele și scripturile sunt executate pe un computer, trebuie mai întâi să știți cum funcționează fiecare dintre componentele sale. Bazele doctrinei arhitecturii computerelor, care sunt discutate în lecție, au fost puse de John von Neumann. Mai multe detalii despre nodurile logice, precum și despre principiul modular al arhitecturii moderne calculatoare personale poți învăța în această lecție.

Principiile care stau la baza arhitecturii computerelor au fost formulate în 1945 de John von Neumann, care a dezvoltat ideile lui Charles Babbage, care a reprezentat funcționarea unui computer ca funcționarea unui set de dispozitive: procesare, control, memorie, intrare-ieșire.

principiile lui Von Neumann.

1. Principiul omogenității memoriei. Puteți efectua aceleași acțiuni asupra comenzilor ca și asupra datelor.

2. Principiul adresei memoriei. Memoria principală este compusă structural din celule numerotate; Orice celulă este disponibilă procesorului în orice moment. Aceasta implică capacitatea de a denumi zonele de memorie, astfel încât valorile stocate în acestea să poată fi accesate sau modificate ulterior în timpul execuției programului folosind numele atribuite.

3. Principiul secvenţial controlul programului. Se presupune că un program constă dintr-un set de comenzi care sunt executate de procesor automat una după alta într-o anumită secvență.

4. Principiul rigidității arhitecturale. Imutabilitatea topologiei, arhitecturii și listei de comenzi în timpul funcționării.

Calculatoarele construite pe principiile von Neumann au arhitectura clasica, dar pe lângă asta, există și alte tipuri de arhitectură. De exemplu, Harvard. Caracteristicile sale distinctive sunt:

depozitul de instrucțiuni și depozitul de date sunt dispozitive fizice diferite;
Canalul de instrucțiuni și canalul de date sunt, de asemenea, separate fizic.

În istoria dezvoltării tehnologia calculatoarelor un salt calitativ s-a produs aproximativ la fiecare 10 ani. Acest salt este asociat cu apariția unei noi generații de calculatoare. Ideea de a împărți mașinile a apărut datorită faptului că în timp poveste scurta dezvoltarea acestuia tehnologia calculatoarelor a facut o mare evolutie atat in ceea ce priveste baza elementului (lampi, tranzistoare, microcircuite etc.), cat si in sensul schimbarii structurii acestuia, aparitia de noi oportunitati, extinderea domeniului aplicatiilor si a naturii de utilizare. Mai multe detalii etapele dezvoltării calculatorului prezentată în fig. 2. Pentru a înțelege cum și de ce o generație a fost înlocuită cu alta, este necesar să cunoaștem semnificația unor concepte precum memorie, viteză, grad de integrare etc.

Orez. 2. Generații de calculatoare ()

Printre calculatoarele care nu sunt clasice, nu sunt arhitectura von Neumann, putem distinge așa-numitele neurocalculatoare. Ele simulează activitatea celulelor creierului uman, a neuronilor, precum și a unor părți sistem nervos, capabil să facă schimb de semnale.

Fiecare nod logic al computerului își îndeplinește propriile funcții. Funcții procesor(Fig. 3):

- prelucrarea datelor (efectuarea de operatii aritmetice si logice asupra acestora);

- controlul tuturor celorlalte dispozitive informatice.

Orez. 3. Unitate centrală de procesare a computerului ()

Programul constă din comenzi separate. Comanda include codul operației, adresele operanzilor (cantitățile care participă la operație) și adresa rezultatului.

Executarea comenzii este împărțită în următoarele etape:

· selecția echipei;

generarea adresei următoarei comenzi;
decodare comenzi;
calcularea adreselor operanzilor;
selectarea operanzilor;
executarea operatiunii;
formarea unui semn de rezultat;
înregistrarea rezultatului.

Nu toate etapele sunt prezente la executarea oricărei instrucțiuni (în funcție de tipul instrucțiunii), dar etapele de preluare, decodare, generare a adresei următoarei instrucțiuni și executare a operației au loc întotdeauna. În anumite situații, mai sunt posibili doi pași:

adresare indirectă;
răspuns la întrerupere.

RAM(Fig. 4) este dispusă după cum urmează:

primirea de informații de la alte dispozitive;
amintirea informațiilor;
transferul de informații la cerere către alte dispozitive informatice.

Orez. 4. RAM (Random Access Memory) a computerului ()

În inima arhitecturii calculatoare moderne minciuni coloana vertebrală-principiu modular(Fig. 5). Principiul modular vă permite să finalizați configurația dorită și să faceți upgrade-urile necesare. Se bazează pe principiul bus al schimbului de informații între module. Autobuz de sistem sau coloana vertebrală a computerului include mai multe autobuze pentru diverse scopuri. coloana vertebrală include trei magistrale multi-biți:

magistrala de date;
magistrala de adrese;
magistrala de control.

Orez. 5. Principiul coloană-modular al construcției PC-ului

Autobuzul de date este utilizat pentru a transfera diverse date între dispozitive computerizate; magistrala de adrese este utilizată pentru a adresa datele transferate, adică pentru a determina locația acestora în memorie sau în dispozitivele de intrare/ieșire; Busul de control include semnale de control care servesc la coordonarea temporară a funcționării diverse dispozitive computer, pentru a determina direcția transferului de date, pentru a determina formatele datelor transferate etc.

Acest principiu este valabil pentru diverse calculatoare, care poate fi împărțit în trei grupe:

staționar;
compacte (laptop-uri, netbook-uri etc.);
buzunar (smartphone-uri etc.).

ÎN unitate de sistem calculator desktop sau carcasa compactă conține principalele unități logice – acestea sunt placa de baza cu procesor, alimentare, dispozitive de stocare memorie externa etc.

Bibliografie

1. Bosova L.L. Informatica si TIC: manual pentru clasa a VIII-a. - M.: BINOM. Laboratorul de cunoștințe, 2012.

2. Bosova L.L. Informatica: Caiet de lucru pentru clasa a VIII-a. - M.: BINOM. Laboratorul de cunoștințe, 2010.

3. Astafieva N.E., Rakitina E.A., Informatica in scheme. - M.: BINOM. Laboratorul de cunoștințe, 2010.

4. Tannenbaum E. Arhitectura calculatoarelor. - Ed. a 5-a. - Sankt Petersburg: Peter, 2007. - 844 p.

1. Portalul de internet „Toate sfaturile” ()

2. Portalul de internet „Enciclopedia electronică „Computer”” ()

3. Portalul de internet „apparatnoe.narod.ru” ()

Teme pentru acasă

1. Capitolul 2, §2.1, 2.2. Bosova L.L. Informatică și TIC: manual pentru clasa a VIII-a. - M.: BINOM. Laboratorul de cunoștințe, 2012.

2. Ce înseamnă abrevierea COMPUTER?

3. Ce înseamnă termenul „Arhitectura computerului”?

4. Cine a formulat principiile de bază care stau la baza arhitecturii computerelor?

5. Pe ce se bazează arhitectura calculatoarelor moderne?

6. Care sunt principalele funcții? procesor centralȘi memorie cu acces aleator PC.

Pe această pagină, toate lecțiile site-ului sunt aranjate exact în ordinea în care vă recomandăm să le urmați. Din păcate, în acest moment Există lacune în lista de lecții care vor fi completate fără greș. Subiectele despre care există deja articole sunt link-uri (evidențiate cu albastru cu subliniere) - urmărește-le și învață! Lista nu include știri și unele articole (de exemplu, despre rezolvarea problemelor computerului) deoarece Nu sunt utile pentru antrenament, însă, le veți primi dacă vă abonați la newsletter.

Vă puteți scrie liber dorințele în comentarii, asta este binevenit. Subiectele propuse sunt incluse în planul de articole.

Să creăm împreună cel mai bun sistem gratuit de antrenament pas cu pas!

Ţintă: creați o listă de articole pe site-ul dvs., studiind care într-o anumită ordine, vă veți simți liber să lucrați la computer.

Important! Dacă puteți scrie un articol de expert pe oricare dintre aceste subiecte, scrieți-ne, articolele sunt plătite.

Curs: Utilizator computer - Nivel de bază

Ce este un netbook
Ce este un ultrabook
Ce este o tabletă
Ce este un telefon tabletă
Port USB: ce este și ce se poate conecta prin el
Cum să pornești computerul, ce se întâmplă în acest moment
Ce este un șofer? Ce este un shell de sistem de operare grafic
Computer desktop.
Mouse, cursor, cum se folosește mouse-ul.
Ce este o scurtătură, fișier, program, folder.
Tipuri de fișiere de bază. Ce este o extensie
Ce s-a întâmplat HDD si cum functioneaza ( La publicare)
Hard disk computer, partiții.
Tastatură. Cum să lucrezi cu ea. Creați un fișier text.
Meniul Start, ce este în el
Oprirea calculatorului. ( În curs)
Ce este modul de repaus și când să-l folosești
Ce este modul standby și când să îl utilizați
Instaleaza programul. Etapele principale ale instalării oricărui program. Unde va apărea, cum să găsiți unde este instalat, cum să îl găsiți în meniul Start.
Lucrăm cu programul. Elemente standard programe: setări, meniu derulant, panou de acces rapid.
Creaza o scurtatura. Toate modurile.
Cum să vizualizați caracteristicile computerului dvs.
Ecranul computerului. Rezoluție, setări, schimba tema desktopului.
Cum se instalează un driver de dispozitiv. De unde să descărcați driverul dacă nu este instalat automat. ( În curs)
Pornirea computerului. Cum se dezactivează un program de la pornire. Cum să dezactivați încărcarea automată în programul în sine. ( În curs)
Ce este o arhivă? Lucrul cu programul de arhivare
Cum să deschideți un videoclip pe un computer
Cum se deschide e-carte(.pdf .djvu .pdf) ( În curs)
Cum se deschide o prezentare
Cum se deschide un document (.doc, .docx, .fb2)
Cum să aflu ce placă video am
Ecranul albastru al morții - ce este?
Ce este BIOS-ul și pentru ce este?
Cum se deschide.pdf
Cum se deschide.mkv
Cum se deschide.djvu
Tastatură pe ecran - ce este și pentru ce este?
Cum să schimbi limba pe computer
Fierbinte Tastele Windows 7,8
Cum să măriți dimensiunea fontului pe computer

Curs: Securitate Calculatoare

Cum să setați o parolă pe Windows
Cum să găsești o parolă complexă
Cum să vă protejați contul Google
Ce este antivirusul
Ce este un firewall
Cum să blocați ferestrele pop-up
Cum să faceți vizibile extensiile de fișiere în Windows
Cum să te protejezi pe Internet folosind extensia WOT
Revizuirea Kaspersky Anti-Virus

Curs: Programe de calculator

Comutator Punto
Ceas cu alarmă pe computer
Program pentru crearea videoclipurilor din fotografii

Curs: Servicii Google

Curs: Utilizator computer: Nivel Intermediar

Cum se creează mașină virtuală(computer virtual)
Cum să transferați fotografiile vechi pe computer
Cum să puneți o parolă într-un folder
Cum să curățați registrul Windows
Cum să intri în BIOS
Cum se formatează un hard disk
Cum se face defragmentarea hard disc.

Curs: Utilizator de laptop și netbook

Caracteristici de lucru cu un laptop și netbook
Laptop, dispozitiv netbook
Tastatură pentru laptop și netbook - caracteristici de operare
Cum să prelungești durata de viață a bateriei
Ce trebuie să faceți dacă laptopul (netbook-ul) se încinge
Suporturi pentru computer: răcire și nu atât.
Cum să activați WiFi pe un laptop

Curs: Calculatoare și dispozitive apropiate de computer

Exerciții corporale

Programe de instruire pentru monitorizarea timpului pe calculator

Cum să-ți aranjezi corect locul de muncă

Ce să faci dacă ești obosit

Procrastinarea și modul în care computerul este implicat în ea

Cum să vă protejați mâinile, astfel încât să nu doară dacă trebuie să tastați mult (sindrom de tunel carpian).

Lucrul la computer în picioare: beneficii, avantaje și dezavantaje

Birouri în picioare cu reglare pe înălțime - prezentare generală.

Suporturi pentru laptop pentru lucru în picioare - recenzie.

Curs: Computer și copil

Este necesar să se limiteze timpul pe computer pentru copii și cum să o faci corect?
Ce poate învăța un copil folosind un computer?
Cum să-ți protejezi copilul de site-urile pentru adulți

Curs: Utilizator de Internet - Nivel de bază