Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ)

Это устройство, предназначенное для хранения выполняющихся в текущий момент времени программ, а также данных, необходимых для их выполнения. Это набор микросхем, предназначенных для временного хранения данных, когда компьютер включен. В ОЗУ хранится текущая информация (то есть программа и данные) по решаемой задаче, причем она может как считываться, так и записываться. Зависит от источника питания, содержимое исчезает при его отключении. Объем оперативной памяти влияет на производительность компьютера. Современные программы требуют оперативной памяти сотни мегабайтов.

Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ)

ПЗУ предназначено для хранения информации, к которой необходим быстрый доступ, но нет возможности с каждым новым включением загружать ее в ОЗУ. Такая информация записывается в ПЗУ в заводских условиях и в дальнейшем может быть только прочитана.

Кэш-память

Специальная сверхбыстродействующая память небольшого объема (128-512 Кбайт), которая располагается как бы «между» микропроцессором и оперативной памятью и хранит копии наиболее часто используемых участков оперативной памяти. При обращении микропроцессора к памяти сначала производится поиск нужных данных в кэш-памяти. Поскольку время доступа к кэш-памяти в несколько раз меньше, чем к обычной памяти, а в большинстве случаев необходимые микропроцессору данные уже содержатся в кэш-памяти, среднее время доступа к памяти уменьшается.

CMOS-память

Это микросхема памяти для хранения параметров конфигурации компьютера. Эта память выполнена по специальной технологии «CMOS», обладающей низким электропотреблением. Содержимое CMOS-памяти не изменяется при выключении электропитания компьютера. Микросхема памяти CMOS постоянно питается от небольшой батарейки, расположенной на материнской плате.

Устройства внешней памяти

К ним относятся накопители на магнитных и оптических дисках, электронные устройства внешней памяти – флэш-память. Их функция – обеспечить чтение и запись информации на внешние носители. Если накопитель работает с дисками, то его называют дисководом. Например, дисковод жестких дисков, дисковод гибких дисков, дисковод компакт-дисков.

Встроенные в системном блоке магнитные диски вместе с дисководом жестких дисков называются винчестером. Это очень важная часть компьютера, поскольку именно здесь хранятся все необходимые для работы компьютера программы. Чтение и запись на жесткий диск производится быстрее, чем на все другие виды внешних носителей, но все-таки медленнее, чем в оперативную память. На современных ПК устанавливают жесткие диски на сотни гигабайтов. Они представляют собой систему, состоящую из механического привода, головок чтения/записи, нескольких носителей и контроллера, обеспечивающего работу всего устройства и передачу данных. Магнитная головка (несколько магнитных головок в специальном позиционере) является одной из наиболее важных частей устройства. Конструкция магнитных головок постоянно совершенствуется. Носитель информации состоит из нескольких дисков, каждый из которых имеет две рабочих поверхности. При записи информации используются магнитные свойства слоя, нанесенного на поверхность.

Устройства CD-ROM используют оптические диски емкостью до 700 Мбайт. Носитель представляет собой диск со светоотражающим слоем на одной стороне, на которой хранится информация. На диск нанесена спиралевидная дорожка от центра к краю диска, состоящая из отражающих и не отражающих свет точек. Считывание производится лазерным лучом. Сначала появились оптические диски, на которые информация записывается только один раз в заводских условиях. Диски CD-R с возможностью записи позволяют однократно записывать информацию на диски пользователем. Диски CD-RW позволяют делать многократную запись на диск. Здесь используется свойство рабочего слоя переходить под действием лазерного луча в кристаллическое или аморфное состояние, имеющие разную отражательную способность. Диск DVD - цифровой универсальный диск. Предназначен для хранения видео, аудио высокого качества, компьютерной информации большого объема.

Электронное устройство флэш-память используется для чтения и записи информации в файловом формате. Это энергонезависимое устройство. Обладает гораздо большим информационным объемом (сотни и тысячи мегабайтов) по сравнению с дисками. Его устанавливают в USB – порт материнской платы.

Контроллеры

Для работы компьютера необходим обмен информацией между оперативной памятью и внешними устройствами. Такой обмен называется «вводом-выводом».

Для каждого внешнего устройства в компьютере имеется электронная схема, которая им управляет. Эта схема называется контроллером, или адаптером. Существует контроллер дисковода, контроллер монитора, контроллер принтера и др. Некоторые контроллеры могут управлять сразу несколькими устройствами.

Одним из контроллеров, которые присутствуют почти в каждом компьютере, является контроллер портов ввода-вывода. Эти порты бывают следующих типов:

· параллельные, к ним обычно подключают принтеры;

· последовательные, через которые обычно подсоединяют мышь, модем и др.;

· usb – порт (цифровые устройства, электронное устройство - флэш – память и др.)

Источник питания

Это блок, содержащий системы автономного и сетевого энергопитания ПК.

Организация работы ЭВМ при выполнении задания пользователя

Один из «прозрачных» процессов машины – это организация ввода, преобразование и отображение результатов работы системного программного обеспечения. Программа задания, написанная программистом на алгоритмическом языке называется исходным модулем. Перевод исходной программы на машинный язык осуществляет программа translator. Он делится на: компилятор и интерпретатор.

Интерпретатор– после перевода на язык машины каждого оператора исходного модуля немедленно его исполняет.

Компилятор – сначала полностью переводит всю программу исходного модуля на машинный язык, затем его исполняет.

Объектный модуль– машинный язык.

Обобщенная структура ЭВМ

Простейшая структура ЭВМ с локальными шинами между ее устройствами, приведена на рисунке 1.4.1.

Рисунок 1.4.1-Обобщенная структура ЭВМ

В состав ЭВМ входят:

- оперативное запоминающее устройство (ОЗУ, более короткое обозначение- оперативная память ОП);

- процессор;

- устройство ввода- вывода (УВВ, другое обозначение- периферийное устройство ПУ);

-пульт контроля и управления (ПКУ).

Процессор предназначен для обработки информации. Он состоит из 2-х частей: УУ -устройство управления (управляющий автомат), и АЛУ -арифметико-логическое устройство. Обработку информации процессор осуществляет под управлением программы, хранящейся в ОЗУ. В ОЗУ наряду с программой также хранятся и данные, подлежащие обработке. Программа и данные поступают из ОЗУ в процессор по каналу связи между ОЗУ и процессором, называемым в вычислительной технике шиной. Такие же шины соединяют процессор и с другими устройствами ЭВМ. УВВ предназначено для ввода программ и данных в ОЗУ. После этого программа запускается на обработку. В современных машинах диалогового режима данные в ОП могут заноситься и непосредственно с клавиатуры.