Архитектура персональных ЭВМ
В настоящее время ЭВМ проектируются как системы, состоящие из совокупности аппаратных (hardware) и программных (software) средств. Так возникло принципиально новое понятие –«архитектура ЭВМ».
По определению архитектура – это описание сложной системы, состоящей из множества элементов, как единого целого.
Архитектуру компьютера следует отличать от его структуры. Структура определяет конкретный набор устройств, узлов, блоков, входящих в состав компьютера, тогда как архитектура определяет правила взаимодействия составных частей компьютера. Архитектура определяет не все связи, а только наиболее важные, которые должны быть известны для более эффективного использования данного компьютера.
В архитектуре ЭВМ выделяются три составляющие, представленные на рис.2.3.
 |
Рис. 2.3. Составляющие архитектуры персональной ЭВМ.
Архитектура современного персонального компьютера определяется несколькими основополагающими принципами, которые, по сути, являются обобщением принципов построения ЭВМ, предложенных фон Нейманом.
В основу архитектуры современных персональных компьютеров положен магистрально-модульный принцип,который включает в себя:
· Принцип программного управления. Из него следует, что программа состоит из набора команд, которые выполняются процессором ПК автоматически друг за другом в определенной последовательности.
Таким образом, процессор исполняет программу автоматически, без вмешательства человека.
· Принцип программы, сохраняемой в памяти.Команды программы подаются, как и данные, в виде чисел и обрабатываются так же, как и числа, а сама программа перед выполнением загружается в оперативную память, что ускоряет процесс ее выполнения.
· Принцип произвольного доступа к памяти. Программы и данные записываются в произвольное место оперативной памяти, что позволяет обратиться по любому заданному адресу к требуемому участку памяти
На основании изложенных принципов можно сформулировать следующее определение.
Компьютер— это техническое устройство, которое после ввода в память начальных данных и программы их обработки, представленных в общем цифровом формате, автоматически осуществляет вычислительный процесс, заданный программой, и выдает результаты решения задачи в форме, пригодной для восприятия человеком.
Компьютеры, построенные на этих принципах, относятся к типу фон-неймановских.
Обобщенная логическая структура ЭВМ показана на рис.2.4.
Рис. 2.4. Логическая структура ЭВМ
Реальная структура компьютера значительно сложнее, чем представленная логическая. Это обусловлено тем, что в современных персональных компьютерах классическая архитектура фон Неймана значительно усовершенствована, хотя и сохраняет общие черты.