Тема 2.1 «Інформаційна система»
|
|
§ 2.1.1 «Апаратна частина ПК. Процесор»
|
•
|
Що таке комп'ютер
|
•
|
Схема фон Неймана
|
•
|
Сімейства комп'ютерів (IBM, Apple)
|
•
|
Структура комп'ютера
|
•
|
Центральний процесор
|
•
|
Структура центрального процесору
|
•
|
Механізм взаємодії центрального процесора з периферійними пристроям
|
• Що таке комп'ютер
|
|
|
|
Комп'ютер (від лат. «computо» — рахувати, обчислювати) призначений для зберігання, опрацювання, збирання та передавання інформації. Комп'ютер допомагає людині досліджувати явища природи, встановлювати нові закономірності, приймати оптимальні рішення, правильно організовувати інформацію. Комп'ютер є надійним інструментом та помічником у будь-яких галузях діяльності людини.
Комп'ютер — це електронний пристрій, призначений для здійснення заданої, чітко визначеної послідовності дій з обробки інформації.
Для роботи з інформацією потрібним є певний набір технічних пристроїв і програмного забезпечення, які керуватимуть роботою цих пристроїв.
В англійській мові є спеціальне слово «hardware» — твердий виріб — для позначення всіх частин і пристроїв, з яких складається комп'ютер. У спеціальній літературі, застосовується, це англійське слово, так і відповідна назва «апаратна частина».
Апаратна частина комп'ютера — це набір пристроїв, з яких він складається.
В англійській мові для позначення терміну «програмне забезпечення» є слово «software» — м'який виріб, яке наголошує на тому, що програмне забезпечення постійно змінюється і удосконалюється, пристосовуючись до конкретних задач та технічних засобів. Тому на відміну від «твердої» апаратної частини, програмне забезпечення є більш гнучким і «м'яким».
Програмне забезпечення комп'ютера — це набір програм, які керують діями комп'ютера для розв'язування завдань.
Сукупність апаратної частини комп'ютера і програмного забезпечення називають інформаційною системою.
|
|
|
|
|
|
• Схема фон Неймана
|
|
|
|
|
Загальна схема побудови сучасного комп'ютера була запропонована видатним американським математиком угорського походження Джоном фон Нейманом у червні 1945 року. Відповідно до цієї схеми комп'ютер складається з таких основних частин:
Арифметико-логічний пристрій, який призначений для виконання арифметичних та логічних операцій;
Керуючий пристрій, призначений для організації процесу виконання програми;
Пам'ять для збереження команд та даних;
Пристрої введення та виведення інформації, призначені для здійснення обміну інформацією між людиною та комп'ютером
З розвитком комп'ютерної техніки арифметико-логічний пристрій та пристрій керування поєднано в один пристрій — центральний процесор (ЦП).
Центральний процесор — це основний пристрій комп'ютера, призначений для безпосереднього виконання дій над інформацією та керування роботою всього комп'ютера.
Пристрої введення та виведення інформації є периферійними пристроями.
Революційність ідеї фон Неймана полягала у тому, щоб зберігати в пам'яті не тільки дані, але й команди для їх обробки.
Рис. 1. Схема будови комп'ютера
Ігровий автомат
Перед гравцем знаходиться екран комп'ютера. Зображення на екран виводиться з пам'яті. Залежно від ситуації на екрані гравець повертає кермо. Поворот керма перетворюється на сигнали, що надходять до ЦП. Відповідно до цих керуючих сигналів ЦП здобуває з пам'яті команди, виконання яких змінює зображення на екрані. Крім того, залежно від ситуації, що склалася на екрані (наприклад, вдалий об'їзд перешкоди), з пам'яті комп'ютера здобувається відповідна кількість очок для підрахунку сумарного результату.
Пам'ять комп'ютера містить зображення дороги та перешкод, що на ній виникають, а також команди, які повинен виконати ЦП, отримавши той чи інший керуючий сигнал (кут повороту та швидкості повороту керма).
ЦП отримує сигнали від керма (пристрою введення), здобувається з пам'яті команди, щоб змінити зображення на екрані, і передає це нове зображення на екран (пристрій виведення). Окрім того, ЦП підраховує сумарну кількість очок, які набирає гравець під час гри, і виводить це число на екран.
Периферійні пристрої:
пристрій введення — кермо, сигнали від якого надходять до ЦП;
пристрій виведення — екран, на який виводяться зображення дороги і кількість отриманих очок.
Комп'ютер у торгівлі
Дані штрихового коду товару надходять від скануючого пристрою до пам'яті комп'ютера. За цими даними ЦП здобуває з пам'яті команди пошуку ціни товару і виводить знайдене значення на світлове табло касового апарата. Коли всі товари одного покупця переглянуто, касир натискає клавішу на касовому апараті, сигнал від якої передається до ЦП. За цим сигналом ЦП здобуває з пам'яті і виконує команди підрахунку сумарної вартості покупки та команди керування друкуванням чека, а також команди передачі даних про здійснену покупку до пам'яті комп'ютера.
Пам'ять комп'ютера містить коди товарів, їх ціни і відомості про кількість товарів на складі крамниці, а також команди, які ЦП виконує при пошуку ціни кожного товару, підрахунку вартості покупки, відображенні цін на світловому табло та керуванні друкуванням чека.
ЦП отримує сигнал від сканера про зчитування коду, знаходить ціну товару в пам'яті комп'ютера і виводить її на табло. За сигналом від клавіші ЦП підраховує сумарну вартість покупки, передає друкувальному пристрою команду надрукувати чек і передає дані про здійснену покупку в пам'ять комп'ютера.
Периферійними пристроями тут є:
пристрої введення — сканер, що зчитує коди товарів, і касовий апарат;
пристрої виведення — світлове табло, на якому відображуються ціни товарів, і пристрій, що друкує чеки.
|
|
|
|
|
|
|
|
• Сімейства комп'ютерів (IBM, Apple)
|
|
|
|
|
В останні десятиріччя відбулися неймовірні зміни як із самими комп'ютерами — їх розміри зменшилися у сотні разів порівняно з розмірами моделей, що існували в 50-ті роки, — так і з програмним забезпеченням, яке тепер дозволяє використовувати комп'ютер у найрізноманітніших сферах людської діяльності. Комп'ютери вільно розміщуються на робочому столі. Для багатьох людей комп'ютер став необхідним робочим інструментом. Виникла назва — персональний комп'ютер (скорочено ПК, або англ. РС — від «Personal Computer»). Перший ПК було випущено в 1975 році американською фірмою МІТS (від англ. «Місro Instrumentation and Telemetry System»). Він називався Альтаїр-8800, мав ЦП Intel-8800, створений фірмою Intel, і обсяг пам'яті 256 байтів.
В усій різноманітності сучасних ПК можна виділити два основних сімейства, які відрізняються своєю архітектурою.
Архітектура — це склад і взаємне поєднання пристроїв апаратної частини комп'ютера.
Сімейство — це комп'ютери, що мають однакову чи подібну архітектуру.
Перше сімейство — це комп'ютери, з визначеною побудовою апаратної частини (архітектурою), схожою на комп'ютери фірми IBM. Оскільки перші комп'ютери такого типу випускалися фірмою ІВМ, комп'ютери цього сімейства називаються ІВМ-сумісними (або ІВМ РС-сумісними).
Рис. 2. Логотип фірми IBM
Друге сімейство — це комп'ютери з архітектурою фірми Епл Макінтош (англ. «Apple Macintosh»), які використовують мікропроцесори спільного виробництва декількох фірм.
Рис. 3. Логотип фірми Apple Macintosh
Сьогодні понад 80% комп'ютерів на світовому ринку становлять ІВМ-сумісні комп'ютери. Надалі ми вивчатимемо комп'ютери цього сімейства.
|
|
|
|
|
|
|
|
• Структура комп'ютера
|
|