Архитектура и структура на компютрите, Социална мрежа на преподавателите
Компютърната архитектура обхваща широк спектър от проблеми, свързани с изграждането на комплекс от хардуер и софтуер и отчитайки много фактори. Сред тези фактори най-важни са: цена, обхват, функционалност, лекота на използване, а един от основните компоненти на архитектурата е хардуерът.
| Компютърна архитектура | 2,28 MB |
Надписи на слайдове:
Архитектура и структура на компютъра Изпълнено от студент Амиров Стнислав
Архитектура Компютърната архитектура се разбира като набор от общи принципи за организиране на хардуер и софтуер и техните характеристики, които определят функционалността на компютъра при решаването на съответните класове проблеми. Компютърната архитектура обхваща широк спектър от проблеми, свързани с изграждането на комплекс от хардуер и софтуер и отчитайки много фактори. Сред тези фактори най-важни са: цена, обхват, функционалност, лекота на използване, а един от основните компоненти на архитектурата е хардуерът. Компютърна архитектура и структура
Основните компоненти на компютърната архитектура могат да бъдат представени под формата на диаграма: Архитектура и структура на компютъра
Архитектурата на изчислителния инструмент трябва да се разграничава от неговата структура. Структурата на изчислителен инструмент определя неговия специфичен състав на определено ниво на детайлност (устройства, блокове, възли и т.н.) и описва връзките в инструмента в тяхната цялост. Архитектурата определя правилата за взаимодействие на компонентите на изчислителния инструмент, чието описание се извършва до степента, необходима за формиране на правилата за тяхното взаимодействие. Той регулира не всички връзки, а най-важните, коитотрябва да се знае за по-компетентно използване на този инструмент. Компютърна архитектура и структура
Структурата на съвременния компютър Структурата на всеки изчислителен инструмент определя неговия специфичен състав на определено ниво на детайлност (устройства, блокове, възли и т.н.) и описва връзките в инструмента в тяхната цялост. Структурата на съвременния персонален компютър (PC) може да се разглежда на различни нива на детайлност. Ако подходим към структурата на компютъра като комплекс от функционални устройства, тогава той ще включва: системен блок, устройство за извеждане на информация - монитор, устройство за въвеждане на информация - клавиатура, устройство за управление - манипулатор (мишка). Всичко по-горе се счита за основния състав на компютъра. Компютърна архитектура и структура
ОСНОВЕН СЪСТАВ НА КОМПЮТЪР: Минималният набор от компоненти, които осигуряват работоспособността на изчислителната система Архитектура и структура на компютъра
Архитектура и структура на компютри Конфигурацията на модерен компютър е показана на фигурата:
Системният блок Като основен в компютъра, този блок включва централен микропроцесор, копроцесор, модули RAM и постоянна памет, контролери, магнитни дискови устройства и други функционални модули. Наборът от модули се определя от вида на компютъра. Потребителите могат по избор да променят конфигурацията на компютъра чрез свързване на допълнителни периферни устройства. Компютърна архитектура и структура
Външен вид на системната платка Архитектура и структура на компютъра
ПРОЦЕСОР Ядрото на всеки компютър е централен микропроцесор (MP), който изпълнява функциите за обработка на информация и контролира работата на всички устройства на компютъра. Английското наименование на процесора е CPU (Central Processing Unit). Компютърна архитектура и структура
Блокова схема на процесора Архитектура и структура на компютъра Товасхемата съответства на процесорите с архитектура P6. Тази архитектура е използвана за създаване на процесори от Pentium Pro до Pentium III. Процесорите Pentium 4 са базирани на новата архитектура Intel® NetBurst. В процесорите Pentium 4 L1 кешът е разделен на две части - кеш за данни и кеш за инструкции.
Контролен блок - контролира работата на всички процесорни блокове. Аритметичен логически блок - извършва аритметични и логически изчисления. Регистри - блок за съхраняване на данни и междинни резултати от изчисления - вътрешната RAM на процесора. Декодиращ блок - преобразува данните в двоична система. Prefetch block – получава команда от устройство (клавиатура и др.) и изисква инструкции от системната памет. Кеш от ниво 1 (или просто кеш) - съхранява често използвани инструкции и данни. Кеш от ниво 2 - съхранява често достъпни данни. Шинен блок - служи за въвеждане и извеждане на информация. Компютърна архитектура и структура
Спецификации на процесора Тактовата честота е броят операции, които процесорът може да извърши за секунда. Тези. колкото повече операции в секунда може да извърши един процесор, толкова по-бързо работи. Например, процесор с тактова честота 40 MHz изпълнява 40 милиона операции в секунда, с честота 300 Mg - 300 милиона операции в секунда, с честота 1 GHz - 1 милиард операции в секунда. Има два вида тактова честота - вътрешна и външна. Вътрешната тактова честота е тактовата честота, при която се извършва работа в процесора. Външната тактова честота или честотата на системната шина е тактовата честота, при която се обменят данни между процесора и RAM паметта на компютъра. В многоядрените процесори се въвежда концепцията за тактов множител, което повишава производителносттатактова честота спрямо честотата на системната шина. Например, ако външната тактова честота на процесора Intel Core 2 Duo E6700 2.66GHz (честота на системната шина 1066MHz) е 266MHz, тогава неговият тактов множител е 10: 266MHz*10=2.66GHz. Разрядността на процесора се определя от разрядността на неговите регистри. Компютърът може да работи едновременно с ограничен набор от информационни единици. Този набор зависи от ширината на вътрешните регистри. Цифрата е единица за съхранение на информация. В един работен цикъл компютърът може да обработи количеството информация, което може да се побере в регистрите. Компютърна архитектура и структура
Видове компютърна памет Памет с произволен достъп Паметта с произволен достъп се обозначава съкратено като RAM - Random Access Memory (или на английски RAM - Random Access Memory - памет с произволен достъп). RAM се използва за съхраняване на цялата информация, с която компютърът работи. Всяка програма, с която ще работим, е написана или, както се казва, "заредена" в RAM, а паметта съхранява всички данни и резултати от изчисления, които се извършват от процесора по време на изпълнение на програмата. Компютърна архитектура и структура
Кеш памет, предназначена да ускори операциите с паметта на компютъра, използва се бърза кеш памет. Частта от RAM информацията, която в момента се променя, се записва в кеш паметта. Процесорът предвижда следващите стъпки в изпълнението на програмата и предварително записва информацията, която ще им е необходима в кеша. По този начин се намалява времето за търсене на информация в паметта и се увеличава скоростта на изпълнение на програмата. Компютърна архитектура и структура
памет само за четене (ROM) Архитектурата и структурата на компютъра се използват за съхраняване на информация за системата вобщо взето. Тази информация винаги трябва да бъде непроменена, така че ROM е оборудван с автономен източник на захранване (батерия). Програмният код, записан в ROM, е създаден от производителя. BIOS се използва за промяна на I/O настройките. BIOS - ( Base Input-Output System ) Основната входно-изходна система, която изпълнява първоначалните операции за включване на компютъра. Когато включите захранването, BIOS тества състоянието на компютъра и неговите компоненти и след това прехвърля управлението на компютъра към процесора. BIOS чипове
Твърд диск Твърдият диск ( Hard Disk ) е предназначен за постоянно съхранение на информация, използвана при работа с компютър: програми на операционната система, често използвани софтуерни пакети, различни данни. Твърдият диск е магнитен диск, който е инсталиран в системния модул на компютъра. Външно този диск представлява запечатана метална кутия, вътре в която е самият диск, магнитни глави за четене и запис, механизми за въртене на диска и движение на главите. Компютърна архитектура и структура
Компютърна архитектура и структура
Захранване Осигурява захранване на персоналния компютър.Захранването включва трансформатор, токоизправител и охлаждащ вентилатор. Вътре в компютъра няколко комплекта проводници излизат от захранването за свързване към електрическото захранване на системната платка, твърдия диск, дисковите устройства.Архитектура и структура на компютъра
Портове Портовете са съединители на задния панел на системния модул на компютъра, които се използват за свързване на периферни устройства като монитор, клавиатура, мишка, принтер, скенер и др. към компютъра. Основните типове портове са: • Паралелен порт • Сериен порт • USB • PS/2 • AT/MIDI • FireWire архитектура икомпютърна структура
Паралелният порт е високоскоростен порт, през който сигналът се предава в две посоки по 8 паралелни линии. Паралелните портове свързват принтери, стримери и други устройства, които изискват висока скорост на трансфер на данни към вашия компютър. Паралелните портове се използват и за свързване на два компютъра един към друг. Компютърна архитектура и структура
Сериен порт ( Сериен порт или COM-порт : Комуникационен порт ) е порт, през който данните се прехвърлят само в една посока в даден момент. Данните се предават последователно в серии, първо в едната посока, след това в другата посока. Чрез серийни портове се свързват устройства, които не изискват висока скорост на трансфер на данни - мишки, клавиатури, модеми. Скоростта на трансфер на данни през серийния порт е 115 Kbps. В диаграмите паралелните портове са обозначени с COM1, COM2 и т.н. Компютърна архитектура и структура
USB (Universal Serial Bus) е универсален сериен порт. Това е порт, който ви позволява да свържете почти всяко периферно устройство. В момента производителите на периферни устройства ги произвеждат в два варианта - с обичайните за тези устройства портове (различни за различните устройства) и USB. За USB порта има мишки и клавиатури. Важна характеристика на USB портовете е, че поддържат технологията Plug and Play, т.е. когато свържете устройство, не е необходимо да инсталирате драйвер за него, освен това USB портовете поддържат възможността за "hot-plug" - свързване, докато компютърът работи. Компютърна архитектура и структура
PS/2 портовете са паралелни портове за мишка и клавиатура. PS / 2 портът е разработен от IBM през 1987 г. и първоначално тези портове се появяват на IBM компютри. Тезипортовете и конекторите за портове бяха значително по-малки от съществуващите AT/MIDI портове и конектори, така че други производители започнаха да използват PS/2 портове в своите компютри. Архитектура и структура на компютъра PS/2 портовете са 5-пинови и 6-пинови, но те са идентични на потребителя.
Външни устройства Устройствата, свързани към системния модул, се наричат външни.Те включват: Устройства за въвеждане на информация Устройства за извеждане на информация Устройства за съхранение на информация Устройства за четене и запис Комуникационни устройства Компютърна архитектура и структура