Архитектура компьютера

Архитектура компьютера

Аналоговые и цифровые вычислительные машины

Аналоговый компьютер – это вычислительная машина, оперирующая информацией, представленной в виде непрерывных изменений некоторых физических величин.… Цифровой компьютер – это вычислительная машина, оперирующая информацией,…

Поколения компьютеров - история развития вычислительной техники

Можно выделить общие тенденции развития компьютеров: 1. Увеличение количества элементов на единицу площади. 2. Уменьшение размеров.

Нулевое поколение. Механические вычислители

В XIX веке большой вклад в будущее развитие вычислительной техники сделал Чарльз Бэббидж. Его разностная машина, хотя и умела только складывать и… В XX веке автоматические счетные машины конструировали Конрад Зус, Джорж… Первое поколение. Компьютеры на электронных лампах (194х-1955)

Пятое поколение?

Сюда относят неудавшийся проект Японии (хорошо описан в Википедии). Другие источники относят к пятому поколению вычислительных машин так называемые невидимые компьютеры (микроконтроллеры, встраиваемые в бытовую технику, машины и др.) или карманные компьютеры.

Также существует мнение, что к пятому поколению следует относить компьютеры с двухядерными процессорами. С этой точки зрения пятое поколение началось примерно с 2005 года.

Типы компьютеров: персональные, микроконтроллеры, серверы, мейнфреймы и др.

Персональные компьютеры, знакомые большинству людей, являются далеко не единственным типом вычислительных машин. Обычно компьютеры классифицируют по… Персональные компьютеры (ПК) Различают стационарные и портативные (ноутбуки).

Игровые компьютеры

В качестве примера игрового компьютера можно привести Sony PlayStation. Цены на игровые компьютеры обычно ниже, чем на персональные.

Карманные компьютеры

Похожи на персональные компьютеры, но меньше их по размеру (представляют собой «наладонники»). Обычно используются как электронные ежедневники или для чтения электронных книг.

Микроконтроллеры

Микроконтроллер, не смотря на свои размеры, является полноценным вычислительным устройством, т.к. имеет память, процессор и средства ввода-вывода.… Микроконтроллеры производятся в огромных количествах (большими партиями).

Серверы

У серверов обычно увеличены объемы памяти (ОЗУ и жесткий диск) и установлены высокоскоростные сетевые интерфейсы. На сервере хранят данные и…

Мейнфреймы

Мейнфреймы характеризуются высокой надежностью. Мощность мейнфреймов хоть и больше чем у ПК и серверов, но не намного. Зато… Мейнфреймы достаточно дорого стоят (в пределах миллиона долларов). Используются в больших организациях (банки,…

Суперкомпьютеры

Суперкомпьютеры – это очень мощные системы (мощный процессор), которые зародились в 60-х годах. Используются для решения задач, которые требуют сложных вычислений больших объемов (например, изучение космоса, составление прогноза погоды). Стоят десятки миллионов долларов.

Рабочие станции

Рабочие станции, как и персональные компьютеры, предназначены для одного пользователя, однако, более мощные и могут выполнять более сложные операции.

История персональных компьютеров

Таким образом, ПК – это компьютер, предназначенный для индивидуального использования. В настоящее время это мощный универсальный компьютер; он… Основные критерии отнесения компьютера к классу ПК – малые размеры, отсутствие… Так как технической основой ПК служит микропроцессор, то именно их развитие определило смену поколений персональных…

Принципы фон Неймана

2. Программное управление ЭВМ. Работа ЭВМ контролируется программой, состоящей из набора команд. Команды выполняются последовательно друг за другом.… 3. Память компьютера используется не только для хранения данных, но и… 4. Ячейки памяти ЭВМ имеют адреса, которые последовательно пронумерованы. В любой момент можно обратиться к любой…

Как работает машина фон Неймана

Машина фон Неймана состоит из запоминающего устройства (памяти) - ЗУ, арифметико-логического устройства - АЛУ, устройства управления – УУ, а также… Программы и данные вводятся в память из устройства ввода через… Команда состоит из указания, какую операцию следует выполнить (из возможных операций на данном «железе») и адресов…

Основные принципы работы компьютера

1. входная информация, представленная различными физическими процессами, как электрической, так и неэлектрической природы (буквами, цифрами,… 2. сигналы обрабатываются в блоке обработки; 3. с помощью преобразователя выходных сигналов обработанные сигналы преобразуются в неэлектрические сигналы…

Устройство процессора и его назначение

Описание и назначение процессоров

Первый процессор (Intel 4004) появился в 1971 году. Внешне представляет собой кремневую пластинку с миллионами и миллиардами (на… Назначение процессора – это автоматическое выполнение программы. Другими словами, он является основным компонентом…

Устройство процессора

Кэш данных и команд хранит часто используемые данные и команды. Обращение в кэш происходит намного быстрее, чем в оперативную память, поэтому, чем…

Схема процессора

Работа процессора

(Работа процессора сложнее, чем это изображено на схеме выше. Например, данные и команды попадают в кэш не сразу из оперативной памяти, а через блок… Блок управления помимо прочего отвечает за вызов очередной команды и… Арифметико-логическое устройство, получив данные и команду, выполняет указанную операцию и записывает результат в один…

Характеристики процессора

Процессор «общается» с другими устройствами (оперативной памятью) с помощью шин данных, адреса и управления. Разрядность шин всегда кратна 8… Разрядность шины данных говорит о том, какое количество информации (сколько… На мощность (производительность) процессора влияют не только его тактовая частота и разрядность шины данных, также…

Назначение ОЗУ

• Хранение данных и команд для дальнейшей их передачи процессору для обработки. Информация может поступать из оперативной памяти не сразу на обработку процессору, а в более быструю, чем ОЗУ, кэш-память процессора.
• Хранение результатов вычислений, произведенных процессором.
• Считывание (или запись) содержимого ячеек.

Особенности работы ОЗУ

ОЗУ представляет собой запоминающее устройство с произвольным доступом. Это означает, что прочитать/записать данные можно из любой ячейки ОЗУ в…

Логическое устройство оперативной памяти

Обычно одна ячейка содержит 1 байт информации (8 бит, то же самое, что 8 разрядов) и является минимальной единицей информации, к которой возможно…

Типы оперативной памяти

SRAM состоит из триггеров. Триггеры могут находиться лишь в двух состояниях: «включен» или «выключен» (хранение бита). Триггер не хранит заряд,… В DRAM нет триггеров, а бит сохраняется за счет использования одного…

Вид модуля оперативной памяти

Внешне оперативная память персонального компьютера представляет собой модуль из микросхем (8 или 16 штук) на печатной плате. Модуль вставляется в… По конструкции модули оперативной памяти для персональных компьютеров делят на… Основными характеристиками ОЗУ являются информационная емкость и быстродействие. Емкость оперативной памяти на…

Разделы жесткого диска

Обычно жесткий диск делят на несколько разделов. Это бывает удобно для хранения файлов и является необходимым условием при установке нескольких операционных систем на один физический жесткий диск компьютера.

Итак, раздел диска – это часть жесткого диска, используемая под определенные задачи: файловую систему того или иного типа, область подкачки и т.п. Изменение содержимого и файловой системы одного раздела никак не сказывается на других.

В Linux разделы диска принято именовать так: hda1, hda2, hda3 и т.д. - для первого (или единственного) физического жесткого диска компьютера.

Если на компьютере стоит несколько жестких дисков, то разделы второго будут именоваться так: hdb1, hdb2, hdb3 и т.д. Третьего - hdс1, hdс2, hdс3 и т.д.

Основных разделов (primary partition) на каждом жестком диске может быть всего четыре. Соответственно от hd_1 до hd_4. (Знак подчеркивания здесь употребляется для обозначения буквы того или иного физического жеского диска).

Однако часто бывает так, что четырех разделов диска становится недостаточно. Поэтому один из основных разделов диска объявляется расширенным (extended partition) и разбивается на подразделы, начиная с hd_5 и далее.

Пример:

В данном примере на компьютере установлен один жесткий диск, имеющий четыре основных раздела (хотя их может быть и меньше) – hda1, hda2, hda3, hda4. Последний является расширенным и разбит на пять частей (hda5, hda6, hda7, hda8, hda9), суммарный размер которых равен около 60 гигабайт.

На рисунке на графическом изображении жесткого диска расширенный раздел обведен голубой рамкой.

Второй столбец таблицы – Filesystem – отражает тип файловой системы раздела. Для разделов операционных систем семейства Windows используется файловая система NTFS или Fat32. Для разделов Linux – ext3, ext2 или другие.

Раздел hda5, в данном случае, отведен на раздел подкачки (linux-swap) для систем Linux.

А вот раздел hda2 содержит поврежденный сектор. Определить это по изображению не возможно, но поверьте так и было (хотя по тому что он скрыт — hidden - можно догадаться).

Изображения, использованные в статье

Разделы жесткого диска

Контроллеры и шина

1. Для каждого внешнего устройства ПК имеется электронная схема, которая им управляет. Его называют контроллером или адаптером. 2. Все контроллеры или адаптеры взаимодействуют с микропроцессором и… Для обмена данными с памятью и устройствами ввода-вывода служат разные компоненты шины: взаимодействие микропроцессора…

Магнитные диски

Выделяют жесткие и гибкие магнитные диски. Однако гибкие диски в настоящее время используются уже очень редко. Гибкие диски были особенно популярны… Гибкие диски (дискеты), называемые иногда флоппи-дисками (Floppy Disk),… Информация на магнитный диск записывается и считывается магнитными головками вдоль концентрических дорожек. При записи…

Клавиатура

На основной части клавиатуры находятся алфавитно-цифровые клавиши, причем расположение латинских букв на клавиатуре IBM PC, как правило, такое же,… Часто при работе приходится многократно пользоваться одной и той же командой.… Клавиши управления курсором позволяют перемещать курсор в нужном направлении.

Периферийные устройства персонального компьютера

Периферийные устройства – это любые дополнительные и вспомогательные устройства, которые подключаются к ПК для расширения его функциональных… Рассмотрим некоторые из периферийных устройств. Принтер (print - печатать) – устройство для вывода на печать текстовой и графической информации. Принтеры, как…

Нейрокомпьютеры, нейросети и нейроинформатика

1. Нейрокомпьютеры дают стандартный способ решения многих нестандартных задач. И неважно, что специализированная машина лучше решит один класс… 2. Вместо программирования – обучение. Нейрокомпьютер учится – нужно только… 3. Нейрокомпьютеры особенно эффективны там, где нужно подобие человеческой интуиции – для распознавания образов…