Прежде всего компьютер, согласно принципам фон Неймана, должен иметь следующие устройства:
• арифметико-логическое устройство, выполняющее арифметические и логические операции;
• устройство управления, которое организует процесс выполнения программ;
• запоминающее устройство, или память, для хранения программы и данных;
• внешнее устройство для ввода-вывода информации.
Следует заметить, что схема устройств современных компьютеров (персональный компьютер — ПК) несколько отличается от приведенной выше. Конструктивно ПК выполнены в виде центрального системного блока, к которому через разъемы подключаются внешние устройства: дополнительные устройства памяти, клавиатура, дисплей, принтер и др.
Связь между устройствами компьютера отражается функциональной схемой.
Системный блок обычно включает в себя системную плату, блок питания, накопители на дисках, разъемы для дополнительных устройств и платы расширения с контроллерами — адаптерами внешних устройств.
На системной плате (часто ее называют материнской платой) размещаются: микропроцессор; математический сопроцессор; генератор тактовых импульсов; блоки (микросхемы) внутренней памяти; адаптеры клавиатуры, дисковых накопителей; контроллер прерываний; таймер и др.
Процессор является основным устройством для выполнения команд.
Сопроцессор дополняет возможности центрального процессора и расширяет набор команд (выполняет команды, не входящие в стандартный набор). Он используется для ускоренного выполнения операций над двоичными числами с плавающей запятой, над двоично-кодированными десятичными числами, для вычисления некоторых трансцендентных (в том числе тригонометрических) функций.
Генератор тактовых импульсов генерирует последовательность электрических импульсов; частота генерируемых импульсов определяет тактовую частоту машины.
Промежуток времени между соседними импульсами определяет время одного такта работы машины или просто такт работы машины. Частота генератора тактовых импульсов является одной из основных характеристик персонального компьютера и во многом определяет скорость его работы, потому что каждая операция в ПК выполняется за определенное количество тактов.
Порт ввода-вывода — аппаратура сопряжения, позволяющая подключить к микропроцессору другое устройство ПК.
Системная шина — это основная интерфейсная (обеспечивающая взаимодействие) система компьютера, обеспечивающая сопряжение и связь всех его устройств между собой.
Системная шина обеспечивает три направления передачи информации:
1) между микропроцессором и основной памятью;
2) между микропроцессором и портами ввода-вывода внешних устройств;
3) между основной памятью и портами ввода-вывода внешних устройств (в режиме прямого доступа к памяти).
Все блоки, а точнее, их порты ввода-вывода, через соответствующие унифицированные разъемы (стыки) подключаются к шине единообразно: непосредственно или через контроллеры (адаптеры).
Рассмотрим подробнее состав и назначение основных устройств ПК.
