Блок схема компьютера

Во время работы компьютера должен производиться обмен информацией между оперативной памятью и внешними устройствами. Такой обмен называется вводом-выводом.

Этот обмен между любым внешним устройством и оперативной памятью производится через два промежуточных звена:
1. Для каждого внешнего устройства в компьютере имеется электронная схема, которая им управляет. Эта схема называется контролером или адаптером (рис 25, 26). Некоторые контролеры могут управлять сразу несколькими устройствами.
2. Все контролеры и адаптеры взаимодействуют с микропроцессором и оперативной памятью через системную магистраль передачи данных, которую иначе называют шиной (рис 25, 26)..
Для упрощения подключения устройств электронные схемы ЭВМ состоят из нескольких модулей — электронных плат. На основной плате компьютера — системной, или материнской, плате — обычно располагаются микропроцессор, сопроцессор, оперативная память и шина. Схемы, управляющие внешними устройствами компьютера (контроллеры или адаптеры), находятся на отдельных платах, вставляющихся в унифицированные разъемы (слоты)на материнской плате. Через эти разъемы контроллеры устройств подключаются непосредственно к системной магистрали передачи данных в компьютера — шине. Таким образом, наличие свободных разъемов шины обеспечивает возможность добавления к компьютеру новых устройств. Чтобы заменить одно устройство другим (например, устаревший адаптер монитора на новый), надо просто вынуть соответствующую плату из разъема и вставить вместо нее другую. Несколько сложнее осуществляется замена самой материнской платы.
Строение компьютера можно изобразить в виде блок схемы (рис. 25). Заметим, что на ней контроллер клавиатуры показан на системной плате — так обычно и делается, поскольку это упрощает изготовление компьютера. Иногда на системной плате размещаются и контроллеры других устройств.
Одним из контроллеров, которые присутствуют почти в каждом компьютере, является контроллер портов ввода-вывода.

Эти порты бывают следующих типов:
• параллельные (обозначаемые LPT1-LPT4), к ним обыкновенно подключаются принтеры;
• асинхронные последовательные (обозначаемые СОМ1—СОМЗ). Через них обычно подсоединяются мышь, модем и т.д.;
• игровой порт — для подключения джойстика.
Блок схема компьютера, представляющая его полную структуру, представлен на рисунке 26.

Структура компьютера это совокупность его функциональных элементов и связи между ними. Элементы это различные устройства – от основных логических устройств до самых простых схем. Структура компьютера представляется графически в виде структурной схемы и с ее помощью можно дать объяснения о любом уровне компьютера.

 

                 Архитектура электронной вычислительной машины (компьютера).

Архитектура компьютера определяет принцип его работы, информационные связи и взаимное соединение основных логических элементов компьютера: процессора, внутренней и внешней памяти и внешних устройств.
Наиболее распространенные виды архитектуры компьютеров:
Классическая архитектура(архитектура фон Неймана) — состоит из одного арифметико-логического устройства (АЛУ) по которому проходит поток данных и одного управляющего устройства для потока команд. Это архитектура ещё однопроцессорного компьютера. Персональные компьютеры относятся к этой архитектуре.

Многопроцессорная архитектура.

Наличие нескольких процессоров в компьютере создает возможность организации одновременно множества потоков данных и команд. Поэтому на одном компьютере одновременно можно выполнить несколько фрагментов одной задачи. В таких компьютерах имеется несколько процессоров и одна оперативная память.
Архитектура параллельными процессорами. Несколько АЛУ работают под управлением одного УУ. Множество данных обрабатываются одной программой, т.е. одним потоком команд. Компьютеры с такой архитектурой обеспечивают максимальную скорость обработки данных, если одновременно вычисления производятся с несколькими однотипными потоками данных.
Многомашинная вычислительная система. В этой архитектуре для нескольких процессоров, входящих в вычислительную систему будет не одна оперативная память, а у каждого процессора отдельно. В много машинной архитектуре каждый компьютер является компьютером классической архитектуры. В таких вычислительных системах решаются задачи специализированной структуры, которая должна разбиваться на столько слабо связанных задач, сколько компьютеров в системе.