Задание
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ:
- Какое устройство является «сердцем» компьютера и почему?
- В чём главное отличие HDD от SSD по принципу работы?
- Что входит в центральное устройство ЭВМ?
- Какие классические типы архитектур ЭВМ существуют?
- Что представляет собой системная шина в магистральной архитектуре?
- Каковы функции шины данных, шины адреса и шины управления?
- В чём разница между ПЗУ и ОЗУ?
- Какие основные элементы материнской платы определяют производительность компьютера?
-
«Сердцем» компьютера считают процессор. Он выполняет команды программ, обрабатывает данные и управляет работой остальных устройств. От его скорости зависит быстродействие всей машины.
-
HDD хранит данные на вращающихся магнитных дисках, а головка механически считывает и записывает информацию. В SSD механики нет: данные записываются в микросхемах флеш-памяти электрически. Поэтому SSD быстрее, тише и устойчивее к ударам.
-
В центральное устройство ЭВМ входят процессор и основная (оперативная) память. Процессор включает арифметико-логическое устройство (АЛУ), устройство управления (УУ) и регистры.
-
Классические архитектуры:
- архитектура фон Неймана: программы и данные хранятся в одной памяти и используют общий канал;
- гарвардская архитектура: память и шины для команд и для данных разделены;
- магистральная (шинная) архитектура: все устройства подключены к общей шине. Её используют современные ПК.
-
Системная шина в магистральной архитектуре — это общий набор линий связи, по которому процессор, память и устройства ввода-вывода обмениваются данными, адресами и управляющими сигналами. Она состоит из шины данных, шины адреса и шины управления.
-
Функции шин:
- шина данных передаёт сами данные между процессором, памятью и устройствами; её разрядность определяет, сколько бит передаётся за раз;
- шина адреса передаёт адрес ячейки памяти или устройства, к которому идёт обращение; её разрядность определяет максимальный объём адресуемой памяти;
- шина управления передаёт управляющие сигналы: чтение, запись, синхронизацию, прерывания.
-
ПЗУ (постоянное запоминающее устройство) энергонезависимо: информация сохраняется при выключении питания. В нём хранятся программы начальной загрузки (BIOS/UEFI), и данные в нём обычно только читаются. ОЗУ (оперативная память) энергозависимо: хранит данные и программы во время работы, при выключении питания всё стирается. Оно быстрое, и в него можно и читать, и писать.
-
Производительность компьютера определяют:
- процессор (частота, число ядер, кэш);
- оперативная память (объём, частота);
- чипсет и сокет материнской платы, от которых зависит совместимость и скорость обмена между компонентами;
- шины и разъёмы (PCI Express для видеокарты и накопителей, SATA/M.
); - видеокарта и накопитель (SSD или HDD), подключаемые к плате.
Все устройства компьютера связаны шинами, поэтому скорость работы определяется самым медленным звеном: процессором, памятью, накопителем или шиной.
- Процессор: он выполняет команды и управляет всеми устройствами.
- HDD — магнитные вращающиеся диски с механикой, SSD — флеш-память без движущихся частей.
- Процессор (АЛУ, УУ, регистры) и оперативная память.
- Фон Неймана, гарвардская, магистральная (шинная).
- Общая магистраль из шин данных, адреса и управления для связи процессора, памяти и устройств.
- Шина данных передаёт данные, шина адреса — адреса ячеек, шина управления — управляющие сигналы.
- ПЗУ энергонезависимо и хранит BIOS/UEFI, ОЗУ энергозависимо и хранит данные во время работы.
- Процессор, оперативная память, чипсет и сокет, шины и разъёмы (PCI Express, SATA/M.
), а также подключаемые видеокарта и накопитель.
