Архитектура персонального компьютера (ПК)

Архитектура ПК – системное понятие, включающее описание на некотором уровне ресурсов ПК, доступных пользователю: аппаратных и программных средств, пользовательских интерфейсов.

Наиболее распространены следующие архитектурные решения.

Классическая архитектура (архитектура фон Неймана) — одно арифметико-логическое устройство (АЛУ), через которое проходит поток данных, и одно устройство управления (УУ), через которое проходит поток команд — программа.. Это однопроцессорный компьютер.

К этому типу архитектуры относится и архитектура персонального компьютера с общей шиной. Все функциональные блоки здесь связаны между собой общей шиной, называемой также системной магистралью.

Многопроцессорная архитектура. Наличие в компьютере нескольких процессоров означает, что параллельно может быть организовано много потоков данных и много потоков команд. Таким образом, параллельно могут выполняться несколько фрагментов одной задачи.

Архитектура с параллельными процессорами. Здесь несколько АЛУ работают под управлением одного УУ. Это означает, что множество данных может обрабатываться по одной программе — то есть по одному потоку команд.

Высокое быстродействие такой архитектуры можно получить только на задачах, в которых одинаковые вычислительные операции выполняются одновременно на различных однотипных наборах данных.

В современных машинах часто присутствуют элементы различных типов архитектурных решений. Существуют и такие архитектурные решения, которые радикально отличаются от рассмотренных выше.

Ресурсы ПК можно объединить в ряд систем (рис.3): система ввода информации, система обработки, система регистрации информации, видеосистема, система хранения информации, система резирвирования, система мультимедиа, система коммуникаций.

Аппаратные средства ЭВМ – совокупность электронных, электрических и механических устройств, составляющих техничесую основу ЭВМ: процесор, память, устройство ввода/вывода, система электропитания, разъемы и др.

Система Система Система

ввода обработки регистрации

информации информации

Системная шина

Система Видеосис- Система Система Система

хранения тема резерви- мультиме- коммуника-

информации рования диа ций

Рисунок - Архитектура ПЭВМ

Рассмотрим подробнее каждую из систем, составляющих архитектуру ПК.

Система ввода информации в ПК – комплекс технических и программных средств для ввода информации и ручного управления средствами компьютера.

Состав системы: ручные и автоматические устройства ввода, адаптеры, драйверы управления устройствами ввода.

Функции системы: ручной или автоматический ввод символьной, графической, тактильной, аудио - и видеоинформации, кодирование и ввод в память различных видов информации, ручное управление обработкой, отображением, регистрацией и резервированием информации.

Адаптер – устройство ПК, предназначенное для согласования и управления подключеных к нему ПУ. Адаптер работает под управленим специальной программы, называемой драйвером. Примеры адаптеров: адаптер дисплея, адаптер НГМД, адаптер принтера и др.

Порт – часть электрической схемы адаптера, используемая непосредственно для ввода / вывода информации.

Драйвер – специальная программа управления, обеспечивающая взаимодействие ОС с периферийным устройством ПК(например, драйвер клавиатуры, мши, дисплея, принтера и др.).

Система регистрации информации в ПК- комплекс технических и программных средств нанесения информации на широко распространенные носители.

Состав системы: принтеры, графопостроители, микрофильмирующие устройства, адаптеры и драйверы.

Функции системы: регистрация символьной и графической информации на бумаге, картоне, пленке или позитивной фотопленке, совмещение на одном носителе символьной и графической информации, печать символьной информации различным шрифтом и раз мером, получение нескольких копий документа.

Система хранения информации в ПК на магнитных носителях – комплекс технических и программных средств для длительного хранения информации на энергонезависимых магнитных носителях.

Состав системы: накопители на гибких магнитных дисках (НГМД) и жестких магнитных дисках (НЖМД), адаптеры и драйверы.

Функции системы: запись данных и программ на носители, возможность изменения и удаления информации, длительное хранение информации, обмен информацией с ОЗУ, обмен информацией между НГМД и НЖМД.

Видеосистема ПК – комплекс технических и программных средств для отображения на экране дисплея вводимой, обрабатываемой, итоговой и справочной информации. Состав системы: дисплей, видеоадаптер, видеопамять, драйвер управления дисплеем. Функции системы: отображение символьной и графической информации на экранах дисплеев различных типов; преобразование даннях из дволичного кода в напряжения, управляющие отображением; работа в растровом или векторном, буквенно-цифровом или графическом, цветном или монохронном режимах.

Видеоадаптер (адаптер дисплея) – устройство согласования работы микропроцессора с дисплеем и управления работой дисплея.

Видеопамять – область ОЗУ, предназначенная для хранения даннях, определяющих характер изображения на экране дисплея.

Система резервирования информации в ПК – комплекс технических и программных средств нанесения информации на широко распространенные носитеи.

Состав системы: принтеры, графопостроители, микрофильмирующие устройства, адаптеры и драйверы.

Функции системы: регистрация символьной и графической информации на бумаге, картоне, пленке или позитивной фотопленке, совмещение на одном носителе символьной и графической информации, печать символьной информации различным шрифтом и раз мером, получение нескольких копий документа.

Сжатие информации – процесс преобразования информации на машинном носителе с целью уменьшения места, занимаемого информацией на носителе, однако без потери информации. сжатие информации увеличивает рабочий объем ВЗУ в 1,5-2,5 раза и повышает эффективность передачи данных в сетях. сжимают файлы специальные программы-архиваторы и раерхиваторы. В IBM – совместимых ПК широко используются программы PKZIP / PKUNZIP, ARJ, WINZIP, WINRAR.

Мультимедиа - совокупность технических и программных средств, дающих возможность пользователю одновременно использовать символьную, графическую, звуковую, анимационную и видеоинформацию. Все виды информации записываются на один носитель, в настоящее время обычно на CD ROM.

Система мультимедиа ПК - комплекс технических и программ­ных средств для работы с мультимедийными сред­ствами.

Состав системы: микрофон, накопитель на оптичес­ких дисках, аудиоадаптер, видеоадаптер, дисплей, ви­деобластер, операционная система Windows, специ­альные мультимедийные прикладные программы.

Функции системы: прием, кодирование, запоминание, обработка и воспроизведение речи, музыки, анима­ционных и видеоизображений, создание видеоклипов, подготовка презентаций, игры с трехмерными изоб­ражениями и стереофоническим звуком.

Видеобластер - устройство для согласования работы ПК с телевизионными каналами, видеомагнитофонами и видеокамерами.

Система коммуникации ПК - комплекс технических и про­граммных средств для обеспечения работы пользова­теля в компьютерных сетях.

Состав системы: сетевой адаптер, последовательный сетевой интерфейс, модем для работы с телефонны­ми каналами связи, радиостанция для работы с ра­диоканалом связи, операционная система с сетевыми средствами или специальная сетевая программа.

Функции системы: согласование ПК с каналами свя­зи, обмен сообщениями с абонентами сетей, исполь­зование сетевых баз данных, участие в сетевых кон­ференциях.