Структурная схема персонального компьютера с минимальным составом внешних устройств представлена на рис. 1.
Рис. 1. Структурная схема ПК
Микропроцессор
Микропроцессор (МП) - центральное устройство ПК, предназначенное для управления работой всех блоков машины и для выполнения арифметических и логических операций над информацией. В состав микропроцессора входят несколько компонентов.
- Устройство управления (УУ) формирует и подает во все блоки машины в нужные моменты времени определенные сигналы управления (управляющие импульсы), обусловленные спецификой выполняемой операции и результатами предыдущих операций; формирует адреса ячеек памяти, используемых выполняемой операцией, ипередает эти адреса в соответствующие блоки компьютера.
- Арифметико-логическое устройство (АЛУ) предназначено для выполнения всех арифметических и логических операций над числовой и символьной информацией (для ускорения выполнения операций к АЛУ подключается дополнительный математический сопроцессор).
- Микропроцессорная память (МПП) предназначена для кратковременного хранения, записи и выдачи информации непосредственно используемой в ближайшие такты работы машины; МПП строится на регистрах. Регистры — быстродействующие ячейки памяти различной длины.
- Интерфейсная система микропроцессора предназначена для сопряжения и связи с другими устройствами ПК.
- Генератор тактовых импульсов генерирует последовательность электрических импульсов, частота которых определяет тактовую частоту микропроцессора.
Системная шина
Системная шипа — основная интерфейсная система компьютера, обеспечивающая сопряжение и связь всех его устройств между собой. Системная шина обеспечивает три направления передачи информации:
- между микропроцессором и основной памятью;
- между микропроцессором и портами ввода-вывода внешних устройств;
- между основной памятью и портами ввода-вывода внешних устройств.
Все блоки, а точнее их порты ввода-вывода, через соответствующие унифицированные разъемы (стыки) подключаются к шине единообразно: непосредственно или через контроллеры {адаптеры).
Основная память
Основная память (ОП) предназначена для хранения и оперативного обмена информацией с прочими блоками машины. ОП содержит два вида запоминающих устройств: постоянное запоминающее устройство (ПЗУ)и оперативное запоминающее устройство (ОЗУ).
- ПЗУ (ROM - Read Only Memory) предназначено для хранения неизменяемой (постоянной) программной и справочной информации; позволяет оперативно только считывать информацию, хранящуюся в нем (изменить информацию в ПЗУ нельзя);
- ОЗУ (RAM - Random Access Memory) предназначено для оперативной записи, хранения и считывания информации (программ и данных), непосредственно участвующей в информационно-вычислительном процессе, выполняемом ПК в текущий период времени.
Внешняя память
Внешняя память относится к внешним устройствам ПК и используется для долговременного хранения любой информации, которая может когда-либо потребоваться для решения задач. Внешняя память представлена разнообразными видами запоминающих устройств, но наиболее распространенными из них, имеющимися практически на любом компьютере, являются показанные на структурной схеме накопители па жестких (НЖМД)и гибких (НГМД)магнитных дисках.
В качестве устройств внешней памяти часто используются также накопители на оптических дисках (CD ROM— Compact Disk Read Only Memory) и реже - запоминающие устройства па кассетной магнитной ленте (НКМЛ, стримеры).Популярны также устройства флэш памяти.
Источник питания
Источник питания - блок, содержащий системы автономного и сетевого энергопитания ПК.
Таймер
Таймер — внутримашинные электронные часы реального времени, обеспечивающие при необходимости автоматический съем текущего момента времени (год, месяц, часы, минуты, секунды и доли секунд).
Внешние устройства
ВУ ПКобеспечивают взаимодействие машины с окружающей средой: пользователями, объектами управления и другими компьютерами. К внешним устройствам относятся:
- внешние запоминающие устройства (ВЗУ) или внешняя память ПК;
- диалоговые средства пользователя;
- устройства ввода информации;
- устройства вывода информации;
- средства связи и телекоммуникаций.
Диалоговые средства пользователя включают в свой состав: видеомонитор, устройства речевого ввода-вывода.
К устройствам ввода информации относятся: клавиатура, графические планшеты, сканеры (читающие автоматы), графические манипуляторы, сенсорные экраны.
К устройствам вывода информации относятся: принтеры, графопостроители (плоттеры).
Устройства связи и телекоммуникации используются для связи с приборами и другими средствами автоматизации и для подключения ПК к каналам связи, к другим компьютерам и вычислительным сетям
Функциональные характеристики ПК
Основными функциональными характеристиками ПК являются:
Производительность современных компьютеров измеряют обычно в миллионах операций в секунду. Единицами измерения служат:
- МИПС(MIPS — Millions Instruction Per Second) — для операций над числами, представленными в форме с фиксированной запятой (точкой);
- МФЛОПС(MFLOPC - Millions of FLoating point Operation Per Second) -для операций над числами, представленными в форме с плавающей запятой (точкой)
Разрядность микропроцессора и кодовых шин интерфейса
Разрядность — это максимальное количество разрядов двоичного числа, над которым одновременно может выполняться машинная операция, в том числе и операция передачи информации; чем больше разрядность, тем, при прочих равных условиях, будет больше и производительность ПК.
Типы системного и локальных интерфейсов
Разные типы интерфейсов обеспечивают разные скорости передачи информации между узлами машины, позволяют подключать разное количество внешних устройств и различные их виды.
Емкость оперативной памяти
Увеличение емкости основной памяти в 2 раза увеличивает эффективную производительность компьютера при решении сложных задач примерно в 1,41 раза.
Емкость накопителя на жестких магнитных дисках
Наличие, виды и емкость кэш-памяти
Кэш-память — это буферная, недоступная для пользователя быстродействующая память, автоматически используемая компьютером для ускорения операций с информацией, хранящейся в более медленно действующих запоминающих устройствах.
Аппаратная и программная совместимость с другими типами компьютеров
Аппаратная и программная совместимость с другими типами компьютеров означает возможность использования на компьютере, соответственно, тех же технических элементов и программного обеспечения, что и на других типах машин.
Возможность работы в многозадачном режиме
Многозадачный режим позволяет выполнять вычисления одновременно по нескольким программам (многопрограммный режим) или для нескольких пользователей (многопользовательский режим).
Надежность
Надежность — это способность системы выполнять полностью и правильно все заданные ей функции.
