Навигация:   Главная  –  Статьи  –  Структура компьютера




Структура компьютера


Контекст:

Б. В. Павлов "Трудись компьютер", Москва ВО АГРОПРОМИЗДАТ, 1991


Компьютер в общем виде - это сложный комплекс, совокупность электронных устройств, обеспечивающих автоматическое выполнение трудоемких и громоздких вычислений. Свое название он получил от латинского слова "computo" - считать, вычислять. Сам термин сравнительно недавно стал укореняться в русском языке вместо прежнего - электронно-вычислительная машина (ЭВМ), так что мы будем на равных пользоваться тем и другим, не подразумевая между ними никаких различий.

Решение любой задачи можно разбить на последовательность шагов - отдельные операции. Каждая операция выполняется компьютером по специальной команде. Набора таких команд, записанных на "понятном" компьютеру языке, образует программу вычислений. Программа составляется заранее и вместе с исходными расчетными данными вводится память машины, после чего компьютер действует самостоятельно и выдает готовый результат. Использование сменных программ и делает ЭВМ универсальным и гибким инструментом для обработки информации.

Первые ЭВМ создавались как мощные и быстродействующие устройства для выполнения громоздких и сложных расчетов, но очень скоро выявились возможности их использования и в других сферах - от управления производством до компьютерных игр, от госудерственного планирования до составления семейного бюджета. Родившись на нащих глазах, электронная вычислительная техника активно завоевывает все новые и новые области применения, ускоряя научно-технический прогресс.

Компьютер представляет собой автоматически действующую машину, в которой поданная исходная информация обрабатывается согласно заложенной программе и выдается в ином виде - как конечный результат. Соответственно любой компьютер имеет одно или несколько устройств ввода программы и первичных данных, арифметическо-логического устройства - процессора, осуществляющего операции, предусмотренные программой, и устройств вывода, выдающих готовый результат.

Структура компьютера

Устройства ввода-вывода (их еще называют оконечными или терминалами) - своеобразные средства общения между человеком и машиной. Первые ЭВМ могли воспринимать информацию только с перфокарт и с перфолент, на которых информация была закодирована специальным расположением отверстий на картонной карточке или бумажной ленте. Современные же компьютеры располагают широким и разнообразным набором терминалов. В качестве печатающих устройств используются телетайпы и скоростные электрические пишущие машинки, а отдельные модели компьютеров оснащаются еще более производительными устройствами, которые печатают сразу целую строку или даже группу строк. Для автоматического вычерчивания графической информации (диаграмм, схем, чертежей и т.д.) служат графопостроители.

Но наиболее важным и распространенным оконечным устройством, безусловно, является дисплей. Он позволяет вводить в компьютер и выводить из него информацию и наглядно отображать ее на таком же, как у телевизора, экране в буквенно-цифровом или графическом виде. С помощью дисплея можно вести настоящий диалог с компьютером: задавать ему вопросы, дополнять и корректировать информацию, находящуюся у него в памяти. Разрабатываются устройства, которые позволяют компьютеру воспринимать информацию, передаваемую голосом, а также голосом отвечать человеку.

Компьютер обладает и запоминающими устройствами, где хранятся программа вычислений, данные для расчетов, их результаты. Причем машинная память бывает двух видов: оперативная (быстродействующая) и долговременная (внешняя) большой емкости. Емкость памяти измеряется в байтах, она является важнейшей характеристикой машины. Байт-это количество информации, содержащейся в восьмиразрядном двоичном числе. Память разбита на ячейки, которые пронумерованы. Номер ячейки служит ее адресом. Числа, команды и другие элементы информации называются словами. Они размещаются в ячейках памяти, и компьютер находит нужные данные по их адресам и передает для обработки в арифметическо-логическое устройство.

Первый вид памяти (ее еще называют внутренней или основной) используется компьютером непосредственно во время выполнения операций. Здесь в качестве запоминающих элементов обычно используются магнитные сердечники-очень маленькие колечки, изготовленные из ферромагнитной керамики, или полупроводники. Второй вид памяти играет роль архива или справочника, в нем хранятся большие массивы данных, которые могут понадобиться компьютеру по ходу дела. Тогда они переводятся отсюда в оперативную память. Долговременная память организуется обычно на магнитной ленте (вроде магнитофонной) или на магнитных дисках. Работой всех блоков компьютера руководит устройство управления. Оно выбирает из памяти одну за другой команды программы и организует их выполнение. Важнейшая часть этого устройства - индикаторная панель, переключатели и световые индикаторы которой позволяют оператору следить, что происходит внутри ЭВМ, и вмешиваться в процесс обработки информации, если в нем обнаружатся какие-то нарушения.

Мощность компьютера определяется его быстродействием и емкостью памяти. Современные ЭВМ в течение секунды способны производить миллионы операций, создаются и машины, рассчитанные на миллиард операций в секунду. Что же до компьютерной памяти, то она в состоянии вместить энциклопедии, огромные архивы, целые библиотеки.