Архитектура компьютера. Принципы фон Неймана

Я рад, что вы решили пройти начальный видео курс – Основы работы на компьютере. Этот курс представляет собой учебник, который многие, его прошедшие, уже называют – Компьютер для чайников.

Если вы сразу хотите приступить к его обучению, то для начала посмотрите видео урок, о том, как проходить этот учебник , видео урок можете посмотреть (нажмите по слову «тут» один раз левой кнопкой мыши), а после чего, вернитесь сюда(там будет рассказано как), перемотайте вниз, к содержанию видео курса, и начинайте изучение. Ну а те, кто хочет прочитать предисловие к учебнику – милости просим.

Компьютер для чайников, или что такое компьютер и с чем его едят?

Для многих людей, которые только-только начинают пользоваться компьютером, это «пользование» является настоящей проблемой. Ведь этот злополучный ПК (персональный компьютер, обозначает то же самое, что и просто слово «компьютер», так что не пугайтесь), имеет огромное количество функций, и как я уже писал на , после того как человек находит ответ на один вопрос, на его месте тут же возникает еще пятнадцать.

Однажды, обучая свою маму и тётю, я понял, что если человека научить определенным, базовым, знаниям компьютера, то после такого обучения, все остальные знания, будут накладываться легко. Но как же эту базу определить, где найти такие слова, что бы изложить информацию начинающим пользователям так, что бы компьютер для чайников стал понятен.

Я решил взяться за это дело и захотел создать компьютерные курсы для начинающих, таким образом, чтобы обучение у них шло от самого простого к сложному. Вы скажете, что все так делают. А вот и нет. Прежде чем сделать свой курс, я прочитал три толстенных учебника по обучению компьютера для чайников, просмотрел кучу сайтов с видео уроками и статьями, и заметил такую штуку – новичкам буквально с первого урока начинают рассказывать о том, что такое реестр, и . Но эти «учителя» забывают об одном, что порой, человек не знает, как включать компьютер, а они ему уже начинаете втирать о том, что такое реестр, ужасно страшное слово для «чайника»(Кстати, если потом станет интересно, то можете потом прочитать, но только после прохождения учебника).

Мои компьютерные курсы для начинающих.

Давайте я вам расскажу, чем же мой первый курс отличается от других (у меня есть еще и второй курс – , но его я вам, настоятельно, рекомендую пройти, после прохождения первого). А отличается он тем, что в самом первом уроке (первое видео – это Введение, но оно не считается уроком), мы с вами научимся , да-да именно работать мышкой. Поверьте мне, знание этого, избавит вас от кучи проблем, одна из таких, когда кликать один раз кнопкой мыши, а когда два (порой даже «старички» путаются). Мышкой вы будете работать больше всего , однако, другие «учителя», порой даже не упоминают о мышке, а ведь именно ею вы и будете «ерзать» все время, пока сидите за компьютером.

После чего пойдет более глубокое изучение того, что располагается на рабочем столе, ведь именно он открывается перед вами, после включения компьютера. Очень подробно будет рассказано о , которое для многих новичков является гремучим лесом. После просмотра этого урока, вы поймете, что меню Пуск, один из самых удобных инструментов , для быстрой работы с программами.

В следующем шаге, мы с вами пройдем вкладку (иногда она еще называется «Мой компьютер») и все, что в ней находиться. Точнее не все, а то, что вам нужно, так как там есть некоторые файлы и папки , в которые даже хорошие мастера «залезают» по очень острой нужде. Кстати проскочило пара непонятных слов – , о них вам тоже будет подробно рассказано.

После чего мы еще раз вернемся к мышке , только теперь к , потому что она требует особого внимания и знать, как с ней работать, нужно обязательно.

После того, как мы усвоим все то, о чем я говорил выше, мы перейдем к более сложным вещам, таким как: и . Вы думаете это сложно и страшно? А вот и нет, после прохождения первых пяти уроков, у вас пропадет этот самый страх , который раньше тормозил ваше обучение. Тут уже проснется другое чувство – интерес . Именно это нам и нужно. Ведь то, чему интересно обучаться, всегда будет побуждать вас узнавать что-то новое, и в итоге, вы и глазом моргнуть не успеете, как будете разбираться в ПК на хорошем уровне.

Ну и в заключении, я покажу вам, как записывать, что-либо, . Я считаю, что это знать надо, потому, что научившись записывать информацию на диск , с записью на флешку, проблем у вас вообще не будет. А флешка, это очень нужная вещь, и уметь с ней обращаться надо.

Ну вот краткий обзор учебника и закончен, его смысл очень прост:

1. В начале, изучаем то, что является основой основ (мышка, рабочий стол)
2. После чего, среду, в которой мы будем работать (Мой компьютер, Пуск)
3. Работа с программа (Установка, и собственно, сама работа (на примере Word, Excel))

Как вы поняли, мы идем от простого к сложному.

Ну, а мне, осталось пожелать вам, успешного прохождения данного учебника! Чтобы понять, как правильно смотреть видео уроки, обязательно изучите эту небольшую статью – (нажмите один раз, левой кнопкой мыши). А после можете приступать к прохождению учебника. Успехов!

Строение компьютера. Как выглядит компьютер, знают все. Но вот, что находится внутри системного блока, многие только догадываются. Вскрывать системный блок только на первых порах страшно. Достаточно сделать это один раз, и все ваши страхи исчезнут навсегда. И разве вам не интересно посмотреть, что и как расположено внутри этого волшебного ящика? Но для начала давайте рассмотрим внутреннее строение компьютера чисто теоретически.

Анатомия или Строение компьютера

Как только вы откроете крышку системного блока, то сразу же увидите материнскую плату. Во всех компьютерах она разная и цвет у неё тоже разный. Она может быть и желтого, и красного, и синего, и зеленого цвета.

На всех материнских платах расположение внутренних слотов (разъемов) разное, но если вы знаете, какой слот для чего служит, то найти их и подключить необходимое оборудование для вас не составит труда.

Вот схема самых необходимых разъемов материнской платы для подключения внутренних и внешних устройств:

Строение системного блока компьютера

Квадратный слот служит для установки и подключения микропроцессора.

Микропроцессор

Сверху на микропроцессор всегда устанавливается кулер (система охлаждения). На схеме выше он не показан. ;

Блок питания компьютера

В разъем HDD IDE подключается шлейф от жесткого диска IDE. Сейчас такие жесткие диски имеются только в старых компьютерах. В этот же слот можно подключить CD или DVD-дисковод, но опять же IDE. ;

Шлейф для подключения жесткого диска (HDD) или CD/DVD-диск IDE

Жесткий диск HDD IDE

Маленькие голубые разъемы 6 штук (они могут быть и оранжевые), предназначены для жестких дисков HDD SATA, которые намного быстрее дисков IDE. Они подсоединяются тонкими шлейфами. В эти же разъемы подключаются и CD или DVD-дисководы;

Шлейф для жесткого диска SATA

Жесткий диск SATA

Самые длинные разъемы – это разъемы для памяти . Память бывает разная, поэтому перемычка (или перемычки) в этих слотах расположены по-разному. Имейте это в виду при замене или наращивании памяти. Есть материнские платы, которые поддерживают несколько видов памяти. На таких платах стоят, как правило, два вида разъемов (на них перемычки расположены по-разному). ;

Память DDR 1

Память DDR 2

Память DDR 3

Слот для видеокарты тоже бывает разный, поэтому прежде чем устанавливать новую или менять старую видеокарту необходимо определить какой у вас слот на материнской плате, и какая видеокарта подойдет к нему. На навороченных материнских платах есть одновременно несколько видов слотов для видеокарт. Сейчас многие материнские платы имеют встроенные видеокарты. Они не устанавливаются в слоты, и вы не увидите их на плате, просто у них есть разъем для подключения монитора (обычно он розового цвета, как у меня на схеме);

Слоты PCI сейчас уже почти не используются. В них можно установить сетевую карту (сейчас почти на всех материнках она уже встроена), модемы, которыми почти никто уже не пользуется, звуковые карты (если у вас не работает встроенная или вы хотите помощнее), и всякие платы расширений, которые вам могут никогда и не понадобиться.

Если вы решите собрать компьютер с нуля, то в первую очередь необходимо выбирать материнскую плату, а уже потом подбирать детали, которые она поддерживает, т.е. какие на ней разъемы и слоты.

Посмотрите видеоролик о том, как изготавливают материнские платы Gigabyte:

С уважением,

На бытовом уровне термин «архитектура» у большинства людей прочно ассоциируется с различными зданиями и другими инженерными сооружениями. Так, можно говорить об архитектуре готического собора, Эйфелевой башни или оперного театра. В других областях этот термин применяется достаточно редко, однако для компьютеров понятие «архитектура ЭВМ» (электронно-вычислительная машина) уже прочно устоялось и широко используется, начиная с 70-х годов прошлого века. Для того чтобы разобраться в том, каким образом происходит выполнение программ, сценариев на компьютере, необходимо в первую очередь знать, как устроена работа каждой из его составляющих. Основы учения об архитектуре вычислительных машин, которые рассматриваются на уроке, были заложены Джоном фон Нейманом. Более подробно о логических узлах, а также о магистрально-модульном принципе архитектуры современных персональных компьютеров можно будет узнать на этом уроке.

Принципы, лежащие в основе архитектуры ЭВМ, были сформулированы в 1945 году Джоном фон Нейманом, который развил идеи Чарльза Беббиджа, представлявшего работу компьютера как работу совокупности устройств: обработки, управления, памяти, ввода-вывода.

Принципы фон Неймана.

1. Принцип однородности памяти. Над командами можно выполнять такие же действия, как и над данными.

2. Принцип адресуемости памяти. Основная память структурно состоит из пронумерованных ячеек; процессору в произвольный момент времени доступна любая ячейка. Отсюда следует возможность давать имена областям памяти, так чтобы к хранящимся в них значениям можно было бы впоследствии обращаться или менять их в процессе выполнения программы с использованием присвоенных имен.

3. Принцип последовательного программного управления. Предполагает, что программа состоит из набора команд, которые выполняются процессором автоматически друг за другом в определенной последовательности.

4. Принцип жесткости архитектуры. Неизменяемость в процессе работы топологии, архитектуры, списка команд.

Компьютеры, построенные на принципах фон Неймана, имеют классическую архитектуру, но, кроме нее, существуют другие типы архитектуры. Например, Гарвардская. Ее отличительными признаками являются:

хранилище инструкций и хранилище данных представляют собой разные физические устройства;
канал инструкций и канал данных также физически разделены.

В истории развития вычислительной техники качественный скачок происходил примерно каждые 10 лет. Такой скачок связывает с появлением нового поколения ЭВМ. Идея делить машины появилась по причине того, что за время короткой истории своего развития компьютерная техника проделала большую эволюцию как в смысле элементной базы (лампы, транзисторы, микросхемы и др.), так и в смысле изменения ее структуры, появления новых возможностей, расширения областей применения и характера использования. Более подробно все этапы развития ЭВМ показаны на Рис. 2. Для того чтобы понять, как и почему одно поколение сменялось другим, необходимо знать смысл таких понятий, как память, быстродействие, степень интеграции и т. д.

Рис. 2. Поколения ЭВМ ()

Среди компьютеров не классической, не фон Неймановской архитектуры, можно выделить так называемые нейрокомпьютеры. В них моделируется работа клеток головного мозга человека, нейронов, а также некоторых отделов нервной системы, способных к обмену сигналами.

Каждый логический узел компьютера выполняет свои функции. Функции процессора (Рис. 3):

- обработка данных (выполнение над ними арифметических и логических операций);

- управление всеми остальными устройствами компьютера.

Рис. 3. Центральный процессор компьютера ()

Программа состоит из отдельных команд. Команда включает в себя код операции, адреса операндов (величин, которые участвуют в операции) и адрес результата.

Выполнение команды делится на следующие этапы:

· выборку команды;

формирование адреса следующей команды;
декодирование команды;
вычисление адресов операндов;
выборку операндов;
исполнение операции;
формирование признака результата;
запись результата.

Не все из этапов присутствуют при выполнении любой команды (зависит от типа команды), однако этапы выборки, декодирования, формирования адреса следующей команды и исполнения операции имеют место всегда. В определенных ситуациях возможны еще два этапа:

косвенная адресация;
реакция на прерывание.

Оперативная память (Рис. 4) устроена следующим образом:

прием информации от других устройств;
запоминание информации;
передача информации по запросу в другие устройства компьютера.

Рис. 4. ОЗУ (Оперативное запоминающее устройство) компьютера ()

В основе архитектуры современных ЭВМ лежит магистрально-модульный принцип (Рис. 5). Модульный принцип позволяет комплектовать нужную конфигурацию и производить необходимую модернизацию. Он опирается на шинный принцип обмена информацией между модулями. Системная шина или магистраль компьютера включает в себя несколько шин различного назначения. Магистраль включает в себя три многоразрядные шины:

шину данных;
шину адреса;
шину управления.

Рис. 5. Магистрально-модульный принцип построения ПК

Шина данных используется для передачи различных данных между устройствами компьютера; шина адреса применяется для адресации пересылаемых данных, то есть для определения их местоположения в памяти или в устройствах ввода/вывода; шина управления включает в себя управляющие сигналы, которые служат для временного согласования работы различных устройств компьютера, для определения направления передачи данных, для определения форматов передаваемых данных и т. д.

Такой принцип справедлив для различных компьютеров, которые можно условно разделить на три группы:

стационарные;
компактные (ноутбуки, нетбуки и т. д.);
карманные (смартфоны и пр.).

В системном блоке стационарного компьютера или в корпусе компактного находятся основные логические узлы - это материнская плата с процессором, блок питания, накопители внешней памяти и т. д.

Список литературы

1. Босова Л.Л. Информатика и ИКТ: Учебник для 8 класса. - М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2012.

2. Босова Л.Л. Информатика: Рабочая тетрадь для 8 класса. - М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2010.

3. Астафьева Н.Е., Ракитина Е.А., Информатика в схемах. - М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2010.

4. Танненбаум Э. Архитектура компьютера. - 5-е изд. - СПб.: Питер, 2007. - 844 с.

1. Интернет портал «Все советы» ()

2. Интернет портал «Электронная энциклопедия “Компьютер”» ()

3. Интернет портал «apparatnoe.narod.ru» ()

Домашнее задание

1. Глава 2, §2.1, 2.2. Босова Л.Л. Информатика и ИКТ: Учебник для 8 класса. - М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2012.

2. Как расшифровывается аббревиатура ЭВМ?

3. Что подразумевает термин «Архитектура компьютера»?

4. Кем были сформулированы основные принципы, лежащие в основе архитектуры ЭВМ?

5. На чем основывается архитектура современных ЭВМ?

6. Назовите основные функции центрального процессора и оперативной памяти ПК.