Принципы работы компьютера.

с помощью внешнего устройства в память компьютера вводится программа.

Устройство управления считывает содержимое ячейки памяти, где находится первая команда (инструкция) программы, и организует ее выполнение.

Как правило, после выполнения одной команды устройство управления начинает выполнять команду из ячейки памяти, которая находится непосредственно за только что выполненной командой.

Однако этот порядок может быть изменен с помощью команд передачи управления (перехода). Это позволяет организовать выполнение одной и той же последовательности команд в программе много раз (цикл) и создавать достаточно сложные программы (ветвление).

Поскольку внешние устройства, как правило, работают значительно медленнее, чем остальные части компьютера, управляющее устройство может приостанавливать выполнение программы до завершения операции ввода-вывода.

Все результаты выполненной программы должны быть ею выведены на внешние устройства компьютера, после чего компьютер переходит в режим ожидания сигналов от внешних устройств.

Особенности современных компьютеров.

схема устройства современных компьютеров несколько отличается от приведенной выше.

Арифметико-логическое устройство и устройство управления, как правило, объединены в единое устройство — центральный процессор.

Процесс выполнения программ может прерываться для выполнения неотложных действий, связанных с поступившими сигналами от внешних устройств компьютера — прерываний.

Параллельная обработка данных на нескольких процессорах.

Память представляет из себя пронумерованные ячейки, в которых хранятся программа и данные для работы. Внешние устройства компьютера – клавиатура для ввода информации и монитор для ее вывода.

Персональный компьютер состоит из двух частей:

Технические средства, то есть аппаратура компьютеров, в английском языке обозначаются словом Hardware, которое буквально переводится как “твёрдые изделия”.

А для программных средств выбрано (а точнее, создано) очень удачное слово Software (буквально — “мягкие изделия”).

Программное обеспечение — это совокупность всех программ, используемых компьютерами, а также вся область деятельности по их созданию и применению.

Стандартная конфигурация пк

В состав Персонального Компьютера входят:

1. Системный блок
2. Монитор
3. Клавиатура
4. Мышь

Системный блок

Системный блок является важнейшей частью персонального компьютера, так как в нем располагаются устройства, без которых невозможна работа ЭВМ. Тип корпуса системного блока зависит от вида персонального компьютера и определяет размер, размещение и количество устанавливаемых компонентов системного блока. Для настольных персональных компьютеров наиболее распространенными корпусами являются настольные (desktop) или в виде башни (tower).

Внутри системного блока размещены следующие обязательные компоненты, обеспечивающие работу компьютера в целом: системная (материнская) плата; микропроцессор; память компьютера; системная шина; набор электронных схем; блок электропитания; панель индикации; порты и слоты расширения; платы расширения; внешняя память.

Аппаратной основой персонального компьютера является системная (материнская) плата, на которой расположены микросхемы – центральный процессор и внутренняя память. Системная плата обеспечивает условия функционирования и связь основных составных частей персонального компьютера. Именно на системной плате размещены системные часы, которые определяют скорость выполнения компьютером операций. Скорость измеряется в мегагерцах (1МГц равен 1 млн. тактов в секунду). Системные часы задают ритм работы всего компьютера, синхронизируют работу большинства компонентов системной платы компьютера.

Платы и слоты расширения обеспечивают принцип открытой архитектуры построения современного персонального компьютера. Слотом называется разъем, куда вставляется плата. Наличие слотов расширения на системной плате позволяет рассматривать персональный компьютер как устройство, которое можно модифицировать. Расширение возможностей компьютера осуществляется путем установки в слоте платы расширения. На плате расширения смонтированы различные микросхемы, которые предназначены для управления каким-либо устройством вне системного блока. Разъем платы расширения с помощью кабеля соединяет ее с этим устройством, расположенным вне системного блока. Термин “плата расширения” имеет синонимы “карта”, “адаптер”. К наиболее распространенным платам расширения относятся видеокарты, сетевые адаптеры, звуковые карты, внутренние модемы.

Реальные режимы работы монитора зависят от типа видеокарты, которая обеспечивает управление и взаимодействие монитора с персональным компьютером. Видеокарта (видеоадаптер) устанавливается в слот расширения на системной плате компьютера. Монитор, видеоадаптер и набор программ-драйверов образуют видеосистему персонального компьютера.

Системная шина предназначена для организации обмена информацией между всеми компонентами компьютера. Все основные блоки персонального компьютера подсоединены к системной шине. Основной функцией системной шины является обеспечение взаимодействия между центральным процессором и остальными электронными компонентами компьютера. По проводникам этой шины осуществляется передача данных, их адресов, а также управляющей информации. Системная шина физически представляет собой набор проводников, объединяющих основные узлы системной платы. От типа системной шины, так же как и от типа процессора, зависит скорость обработки информации персональным компьютером. К основным характеристикам системной шины относятся тактовая частота и разрядность канала связи. Современный компьютер имеет системную шину 32, 64 бита. Такая разрядность шины данных позволяет значительно повысить скорость обмена информацией, а увеличение разрядности адресной шины обеспечивает возможность обращения к большему объему оперативной памяти.

Однако системная шина как основная информационная магистраль не может обеспечить достаточную производительность для внешних устройств. Для решения этой проблемы в компьютере стали использовать локальные шины, которые связывают микропроцессор с периферийными устройствами.

Принцип и схема работы компьютера – аппаратная и программная части

В 1940-х годах, Томас Уотсон, глава корпорации IBM утверждал, что всему человечеству понадобится «около пяти компьютеров». Но уже сейчас, менее, чем через сто лет, число компьютеров и пользователей возросло до одного миллиарда! Правда и компьютеры изменились. Если тогда это были гигантские научные машины стоимостью больше миллиона долларов за штуку, то сейчас компьютеризированы не только ПК, но и телефоны, планшеты, микроволновки и холодильники. Но внешне различные приборы тем не менее состоят из одних и тех же чипов, цепей и транзисторов.

Принципы работы компьютера

Работу компьютера (ПК) делят на аппаратную и программную составляющие. Проще говоря, аппаратная составляющая – это те физические, реально существующие устройства ПК, а программная – это софт, программное обеспечение, которое нельзя потрогать, но которое служит для выполнения различных задач пользователя.

Программный принцип

Программная часть состоит из всех тех внутренних компонентов, которые делают работу с ним интуитивно понятной и удобной для пользователя. К ней относятся и операционная система, и различные программы, и драйвера, которые способствуют правильной работе периферийных (подключаемых) устройств.

Существуют три различных вида ПО: системное, прикладное и системы программирования. Системное подразумевает функционирование различных операционных систем, драйверов и системных утилит которые помогают выстроить «диалог» между пользователем и его устройством, управлять файлами ПК и подключенными к нему устройствами.

Прикладная часть состоит из приложений, направленных на решение поставленных задач. Они делятся на общее программное обеспечение и на программное обеспечение специального назначения. К первому виду относятся текстовые редакторы, аудиоплееры, игры и др., ко второму – различные математические, профессиональные программы, используемые ограниченным кругом лиц.

Системы программирования – это разные среды разработки, необходимые для создания пользовательских программ, используя различные языки программирования, компиляторы, средства сервиса и трансляции.

Что такое глобальная компьютерная сеть?

Аппаратный принцип

Аппаратная же схема работы – это внутренние и внешне подключаемые к ПК устройства: клавиатура, мышь, принтер, а также непосредственно системный блок со всеми своими компонентами (материнская плата, процессор, память и т.п.) и монитор.

Для правильной работы ПК важны все элементы системного блока, однако отдельно выделяют материнскую плату, к которой и подключаются практически все остальные элементы: процессор, оперативная и постоянная память, жесткий диск, видео- и звуковая карты и др. Также материнская плата включает в себя слоты расширения, транзисторы и шины, которые используются для соединения и правильной работы ее элементов.

Микропроцессор, или центральное процессорное управление – это небольшое электронное устройство, которое может выполнять сложные вычисления. По сути, все логические и арифметические операции, которые и заложены в работу ПК – это работа именно ЦПУ.

Оперативное запоминающее устройство – память, которая задействуется для выполнения конкретных задач. Она хранит данные и инструкции, которые используются микропроцессором для выполнения операций. Постоянное запоминающее устройство хранит программы, инструкции и алгоритмы, непосредственно доступные в микропроцессоре.

Как работает компьютер?

Компьютер принимает и обрабатывает данные в соответствии со специальными инструкциями, а результаты обработки отправляет на устройства вывода.

Алгоритмы (наборы команд), программы и все остальные данные хранятся в памяти компьютера, которая разделена на ячейки. Центральное процессорное устройство включает в себя программный счетчик, который нужен для правильного порядка исполнения команд и алгоритмов. Также в состав ЦПУ входит и модуль для контроля порядка команд при обработке данных, арифметический логический модуль, служащий для выполнения компьютером операций арифметики и логики: сложения и сравнения.

Компьютер занимается обработкой введенной (входной) информацией, ее хранением и выводом. Вся информация представляется в виде двоичного (бинарного) кода: то есть нолей «0» (ложь) и единиц «1» (истина), которые также называются логическими переменными. Выделяют следующие программные элементы работы компьютера:

1. Входные данные: существуют различные формы ввода, такие как клавиатура и мышь, микрофон, веб-камера, сканер и др.
2. Память / хранение: компьютер хранит все документы и файлы пользователя на жестком диске, а вот телефоны и бытовые приборы используют другие устройства – флэш-карты памяти.
3. Обработка: она происходит с помощью процессора, которые спрятан глубоко внутри.
4. Вывод: компьютер снабжается монитором, экран которого способен отображать графические данные, так же к ПК часто подключаются колонки для вывода аудиоинформации.

Что делать если тормозят игры на Windows 10

Что же происходит, когда пользователь включает компьютер и запускает произвольную программу? Сначала программа, хранящаяся на жестком диске, загружается в оперативную память и сообщает процессору, какие дополнительные данные необходимо выгрузить в ОЗУ для дальнейшей работы, затем ЦПУ (центральное процессорное устройство) порционно обрабатывает взятую из ОЗУ информацию, выполняет сообщенные алгоритмы и действия, после чего результат выгружает обратно в оперативную память. Когда порции данных для обработки заканчиваются, итоговый результат загружается на жесткий диск и отправляется на хранение.

Например, пользователю необходимо сложить два числа А и В и получить число С. Входные числа будут определены в соответствующие ячейки ОЗУ, а еще одна будет задействована для фиксации результата С. Итак, можно выделить следующие шаги:

1. Контрольный модуль микропроцессора выгрузит по очереди инструкции программы (в нашем случае ввод чисел А и В, их сложение и вывод суммы) и, согласно им, входные данные (числа А и В, представленные в двоичном коде). При этом число А будет рассчитано в первую очередь и помещено в ОЗУ.
2. Число В будет отправлено непосредственно в арифметический логический модуль (АЛМ), где в дальнейшем и осуществится необходимая математическая операция.
3. Получившийся результат зафиксируется в регистре ЦПУ в случае, если в программе не будет указания сохранить результат, или, если такие указания приводятся, то контрольный модуль поместит число С в ячейку ОЗУ.
4. При закрытии программы результат ее выполнения сохраняется на жесткий диск компьютера.

При подготовке материала использовались источники:
https://studfile.net/preview/7642998/page:4/