Какова функциональная организация компьютера

Обновлено: 01.07.2024

Функциональные блоки компьютера — это основные части, из которых состоит компьютер. Каждый компьютер состоит из пяти независимых функциональных блоков. Они следующие

Единица ввода
Единица вывода
Единица памяти
Арифметико-логическое устройство
Блок управления

<р>1. Единица ввода

Как следует из названия, входные единицы — это те единицы, которые принимают данные из внешнего мира. Наиболее часто используемым устройством ввода является клавиатура. Это устройство, через которое мы передаем данные на компьютер. Несколько других устройств ввода включают мышь, сканеры, микрофоны, трекболы, джойстики и т. д. Эти устройства ввода подключаются к компьютеру с помощью интерфейса. Мышь — это устройство, которое воздействует на графические дисплеи и обеспечивает быстрый доступ к различным объектам.

Сканеры отвечают за сканирование различных изображений, текста и т. д. Микрофоны принимают голосовые сигналы и обрабатывают их соответствующим образом. Трекболы работают как мышь, но являются частью клавиатуры. Джойстики — это устройства, которые используются для управления движением быстро движущихся изображений и т. д.

<р>2. Единица вывода

Это устройства, через которые данные передаются во внешний мир. Основным устройством вывода является монитор. Он отображает текст, изображения и т. д. К другим устройствам вывода относятся динамики, принтер и т. д. Динамики — это устройства, через которые слышен звук. Он также действует как усилитель. Принтер — это устройство, которое используется для печати данных в виде текста или изображений, а также наиболее широко используемое устройство вывода.

<р>3. Блок памяти

Это устройство, отвечающее за хранение больших объемов компьютерных данных. По сути, всякий раз, когда программа выполняется, процессор использует эту память для извлечения необходимых данных для выполнения данной программы. Каждый компьютер поддерживает два набора памяти: основную и дополнительную память.

Первичная память — очень быстрая память. Пример первичной памяти включает ОЗУ. Эти воспоминания — не что иное, как полупроводниковые элементы, способные хранить информацию. Эти элементы вместе хранят данные определенной длины, называемые словами. Память малого масштаба хранит около нескольких тысяч слов, тогда как память среднего масштаба может хранить около нескольких миллионов слов. Чрезвычайно быстрая память, предназначенная для поддержки скорости процессора, называется кэш-памятью. Компьютер состоит из нового набора памяти, называемой основной памятью. Память этого типа довольно медленная, но может хранить большие объемы данных, то есть данные размером в гигабайты. Вторичная память имеет меньшую стоимость и в то же время обеспечивает большую емкость памяти. Несколько примеров вторичной памяти: магнитные ленты, компакт-диски и т. д.

<р>4. Арифметико-логическое устройство

Как следует из названия, арифметико-логическое устройство отвечает за выполнение многих арифметических операций. Когда пользователь предоставляет данные для сложения, вычитания, умножения или деления и т. д. процессор инициирует арифметико-логическое устройство для дальнейших манипуляций. Например, если пользователь хочет выполнить умножение двух чисел, процессор сначала извлекает необходимые данные, то есть операнды, и запускает арифметико-логический блок. Модуль считает эти данные и, соответственно, выполняет требуемые вычисления и возвращает результат.

<р>5. Блок управления

Блок управления хотя и выглядит довольно просто, но является основным компонентом всего компьютера. Его основная функция заключается в управлении деятельностью других функциональных устройств. Это делается путем передачи необходимых управляющих сигналов различным другим устройствам. Эти управляющие сигналы подавляют деятельность этих блоков и предписывают им выполнять свои операции в установленное время. Следовательно, не предоставление полной независимости другим функциональным блокам, что может привести к снижению производительности системы.

Компьютер: компьютер представляет собой комбинацию аппаратных и программных ресурсов, которые интегрируются вместе и предоставляют пользователю различные функции. Аппаратное обеспечение — это физические компоненты компьютера, такие как процессор, устройства памяти, монитор, клавиатура и т. д., а программное обеспечение — это набор программ или инструкций, которые требуются аппаратным ресурсам для правильной работы.
Есть несколько основных компонентов, которые помогают рабочему циклу компьютера, то есть циклу ввода-процесса-вывода, и они называются функциональными компонентами компьютера. Он нуждается в определенных входных данных, обрабатывает эти входные данные и производит желаемый результат. Блок ввода принимает ввод, центральный процессор выполняет обработку данных, а блок вывода производит вывод. Блок памяти содержит данные и инструкции во время обработки.

Цифровой компьютер. Цифровой компьютер можно определить как программируемую машину, которая считывает двоичные данные, переданные в виде инструкций, обрабатывает эти двоичные данные и отображает рассчитанный цифровой вывод.Следовательно, цифровые компьютеры — это те, которые работают с цифровыми данными.

Детали функциональных компонентов цифрового компьютера

Устройство ввода: устройство ввода состоит из устройств ввода, подключенных к компьютеру. Эти устройства принимают входные данные и преобразуют их в двоичный язык, понятный компьютеру. Некоторые из распространенных устройств ввода: клавиатура, мышь, джойстик, сканер и т. д.
Центральный процессор (ЦП): как только информация вводится в компьютер устройством ввода, процессор обрабатывает ее. Центральный процессор называют мозгом компьютера, потому что он является центром управления компьютером. Сначала он извлекает инструкции из памяти, а затем интерпретирует их, чтобы знать, что нужно делать. При необходимости данные извлекаются из памяти или устройства ввода. После этого ЦП выполняет или выполняет необходимые вычисления, а затем либо сохраняет вывод, либо отображает его на устройстве вывода. ЦП состоит из трех основных компонентов, которые отвечают за различные функции: арифметико-логическое устройство (ALU), устройство управления (CU) и регистры памяти.
Арифметико-логическое устройство (АЛУ). Как следует из названия, АЛУ выполняет математические вычисления и принимает логические решения. Арифметические вычисления включают сложение, вычитание, умножение и деление. Логические решения включают сравнение двух элементов данных, чтобы определить, какой из них больше, меньше или равен.
Блок управления: Блок управления координирует и контролирует поток данных, входящий и исходящий из ЦП, а также контролирует все операции АЛУ, регистров памяти, а также устройств ввода/вывода. Он также отвечает за выполнение всех инструкций, хранящихся в программе. Он декодирует полученную команду, интерпретирует ее и отправляет управляющие сигналы на устройства ввода/вывода до тех пор, пока необходимая операция не будет выполнена должным образом АЛУ и памятью.
Регистры памяти: регистр — это временная единица памяти в ЦП. Они используются для хранения данных, которые непосредственно используются процессором. Регистры могут быть разного размера (16-битные, 32-битные, 64-битные и т. д.), и каждый регистр внутри ЦП выполняет определенную функцию, такую как хранение данных, сохранение инструкции, сохранение адреса места в памяти и т. д. Пользовательские регистры могут использоваться программистом на ассемблере для хранения операндов, промежуточных результатов и т. д. Аккумулятор (ACC) — это главный регистр в АЛУ, который содержит один из операндов операции, которая должна быть выполнена в АЛУ. : Память, подключенная к ЦП, используется для хранения данных и инструкций и называется внутренней памятью. Внутренняя память разделена на множество ячеек памяти, каждая из которых может хранить данные или инструкции. Каждая ячейка памяти имеет одинаковый размер и адрес. С помощью адреса компьютер может легко прочитать любую ячейку памяти без необходимости поиска во всей памяти. при выполнении программы ее данные копируются во внутреннюю память и сохраняются в памяти до конца выполнения. Внутренняя память также называется основной памятью или основной памятью. Эта память также называется оперативной памятью, то есть оперативной памятью. Время доступа к данным не зависит от их расположения в памяти, поэтому эту память также называют оперативной памятью (ОЗУ). Прочтите это для разных типов оперативной памяти
Блок вывода: Блок вывода состоит из устройств вывода, подключенных к компьютеру. Он преобразует двоичные данные, поступающие от ЦП, в понятную человеку форму. Распространенными устройствами вывода являются монитор, принтер, плоттер и т. д.

Взаимосвязь между функциональными компонентами

Компьютер состоит из блока ввода, который принимает ввод, процессора, который обрабатывает ввод, и блока вывода, который производит вывод. Все эти устройства взаимодействуют друг с другом через общую шину. Шина — это путь передачи, состоящий из набора проводов, по которым данные или информация в виде электрических сигналов передаются от одного компонента компьютера к другому. Шина может быть трех типов: шина адреса, шина данных и шина управления.

На следующем рисунке показано подключение различных функциональных компонентов:

Адресная шина передает адресное расположение данных или инструкций. По шине данных передаются данные от одного компонента к другому, а по шине управления передаются управляющие сигналы. Системная шина — это общий канал связи, по которому передаются сигналы к ЦП, основной памяти и устройствам ввода/вывода и обратно. Устройства ввода/вывода взаимодействуют с системной шиной через схему контроллера, которая помогает управлять различными устройствами ввода/вывода, подключенными к компьютеру.

По завершении этого раздела учащийся должен уметь:

Опишите функциональную организацию компьютера.
Объяснить основные принципы организации, работы и производительности современных компьютерных систем.
Описать архитектурный проект компьютерной системы.

Этот модуль знакомит учащихся с функциональной организацией компьютера. Модуль предоставляет вам основные понятия и методы, которые помогут вам начать понимать и анализировать взаимодействие аппаратного и программного обеспечения в компьютерных системах.

1.1: Упражнение 1.1. Пересмотр языка для описания передачи регистрации внутренних операций в компьютере. В этом разделе обучающего задания учащийся сможет изучить языки, которые используются для описания передачи регистрации внутренних операций в компьютер.
1.2: Микроархитектуры - Достижения Проводные соединения и микропрограммирование В этом разделе учащиеся знакомятся с микроархитектурой компьютера. Это ресурсы и методы, используемые для достижения спецификаций.
1.3: Распределение инструкций и параллелизм на уровне инструкций (ILP) В этом разделе учащиеся знакомятся с расположением инструкций и параллелизмом на уровне инструкций (ILP). По сути, это все о том, сколько операций в компьютерной программе можно выполнять одновременно
1.4: Производительность процессора и системы В этом разделе учащиеся знакомятся с производительностью процессора и системы. Предоставляется материал о характеристиках процессора и производительности системы, а также о компонентах, определяющих производительность системы.
1.5: Краткое изложение раздела 1 В конце этого раздела вы познакомитесь с расширенной функциональной организацией компьютера. Это достигается путем изучения того, как происходит передача данных в компьютере, архитектуры микропроцессора, типов передачи инструкций внутри компьютера, а также производительности процессора и системы компьютера.

Вклады и атрибуции

Эта страница находится под лицензией CC BY-SA, ее автором, ремиксом и/или куратором является Харрисон Ньороге. Подробная история версий изменений исходного контента доступна по запросу.

(данные) оцифрованная входная информация обрабатывает ее в соответствии со списком внутренних инструкций и создает результирующую информацию.

Список инструкций называется программами & внутренняя память называется памятью компьютера. Различные типы компьютеров

1.Персональные компьютеры: это наиболее распространенный тип настольных компьютеров, используемых дома, в школах, офисах и т. д. Это наиболее распространенный тип настольных компьютеров с блоками обработки и хранения данных, а также различными устройствами ввода и вывода.

2. Компьютеры Notebook: это компактные и портативные версии ПК

3. Рабочие станции: - Они имеют графические возможности ввода/вывода (I\/O) с высоким разрешением, но имеют те же размеры, что и настольный компьютер.

Они используются в инженерных приложениях интерактивного дизайна.

Они используются для обработки бизнес-данных в средних и крупных корпорациях, которым требуется гораздо больше вычислительной мощности и хранилища

вместимость, чем рабочие станции. Интернет, связанный с серверами, стал доминирующим мировым источником всех типов информации.

5.Суперкомпьютеры: - они используются для крупномасштабных числовых расчетов, необходимых в таких приложениях, как прогноз погоды и т. д.,

1.2 Функциональный блок

Компьютер состоит из пяти функционально независимых основных частей ввода, памяти, арифметико-логического блока (АЛУ), вывода и блока управления.

Пояснение:

Компьютер состоит именно из пяти компонентов

арифметика единиц памяти

логический блок управления.

Ответ:

1.1 Типы компьютеров

Компьютер можно определить как быструю электронную вычислительную машину, которая принимает

Список инструкций называется программами, а внутренняя память называется памятью компьютера. Различные типы компьютеров

2. Компьютеры Notebook: это компактные и портативные версии ПК

3. Рабочие станции: - Они имеют графические возможности ввода-вывода (I/O) с высоким разрешением, но имеют те же размеры, что и настольный компьютер.

Они используются в инженерных приложениях интерактивного дизайна.

вместимость, чем рабочие станции. Интернет, связанный с серверами, стал основным мировым источником всех типов информации.

1.2 Функциональный блок

Читайте также: