Центральное процессорное устройство

Устройство ЭВМ

 

Основные функции компьютера заключаются в обработке, х ранении и передаче информации. Поэтому функциональная структура ЭВМ состоит из процессора (центральное процессорное устройство - ЦПУ), памяти, устройств ввода-вывода и подсистем управления и связи между всеми отдельными модулями ЭВМ (интерфейсы).

 

ЦПУ

 

Уст-ва графики   контроллеры

Уст-ва Ввода/Вывода контроллерыы

IDE / SCSI

 

PCI AGP

 

USB

Рис. 2.1 Структура персональной ЭВМ

 

Основные электронные компоненты, определяющие архитектуру компьютера, размещаются на основной плате компьютера, которая называется системной или материнской (Mother Board). А контроллеры и адаптеры дополнительных устройств, либо сами эти устройства, выполняются в виде плат расширения (Dаughter Board — дочерняя плата) и подключаются к шине с помощью разъёмов расширения, называемых также слотами расширения (англ. slot — щель, паз).

Центральное процессорное устройство

Центральное процессорное устройство – мозг компьютера, его задача выполнять программы (выполнять алгоритм решения задачи, согласно программе вычислений).

Процессор состоит из нескольких частей:

· Устройство Управления – отвечает за вызов команды из памяти, определение типа команды и реализацию микропрограммного исполнения команды;

· Арифметико Логическое Устройство – выполняет все операции по обработке всех видов данных в том числе арифметические и логические операции;

· Внутримашинный интерфейс (интерфейс) – осуществляет связь и регулирует трафик внутри процессора;

· Кэш -память 1^го уровня – представляет собой быстродействующий буфер между процессором и ОП, содержит копию текущего фрагмента исполняемой программы;

· Блок регистров, регистровый файл – реализует сверхбыстродействующую память для хранения промежуточных результатов и некоторых команд управления.

В настоящее время все эти модули удается сделать в виде единой интегральной микросхемы – микропроцессора.

Системный интерфейс (внутримашинный системный интерфейс) – система связи и сопряжения узлов и блоков ЭВМ между собой - представляет собой совокупность электрических линий связи (проводов), схем сопряжения с компонентами компьютера, протоколов (алгоритмов) передачи и преобразования сигналов.

Существует два варианта организации внутримашинного интерфейса.

1. Многосвязный интерфейс: каждый блок ПК связан с прочими блоками своими локальными проводами; интерфейс применяется, как правило, только в простейших бытовых.

2. Односвязный интерфейс: все блоки ПК связаны друг с другом через общую или системную шину.

В подавляющем большинстве современных ПК в качестве системного интерфейса используется системная шина. Важнейшими функциональными характеристиками системной шины являются: количество обслуживаемых ею устройств и ее пропускная способность, т.е. максимально возможная скорость передачи информации. Пропускная способность шины зависит от ее разрядности (есть шины 8-,16-,32- и 64- разрядные) и тактовой частоты, на которой шина работает.

В качестве системной шины в разных ПК использовались и могут использоваться:

шины расширений - шины общего назначения, позволяющие подключать большое число самых разнообразных устройств;

локальные шины, специализирующиеся на обслуживании небольшого количества устройств определенного класса.