Дороги, дураки и компьютеры. Есть ли будущее у России - Страница 29

Это множество пронумерованных ячеек для хранения информации. Номер ячейки выполняет функцию ее адреса. Ячейки могут быть различной разрядности, с медленным или быстрым доступом и их очень много – миллионы, миллиарды, триллионы и более. Но все это не главное. Сутью является то, что в ячейках памяти хранятся как обрабатываемые данные, так и программы их обработки. И только программа точно знает, где и что хранится. А это уже делает компьютер устройством похожим на живой мозг.

В памяти ЭВМ хранятся только нули и единицы. И обрабатываемые данные и программы, определяющие операции, которые надо производить над содержимым каждой ячейки памяти – все это хранится в памяти ЭВМ в виде двоичных кодов. А для процессора все эти данные (числа, тексты, команды) – это всего лишь операнды, над которыми надо совершить определенные операции. Операндами являются и коды операций, которые являются обязательной составной частью каждой команды. Программа состоит из множества команд, а каждая команда – из двух частей:

– один или несколько адресов операндов, т. е. физических адресов ячеек памяти;

– код операции, которую надо выполнить над указанными операндами.

Результат выполнения данной операции останется в сумматоре и следующая команда должна указать, что с ним делать. Например, отправить его в определенную ячейку памяти.

– характеристика скорости выполнения операций процессора. Каждая команда в процессоре выполняется в несколько тактов – например, выбрать операнд из памяти на регистр, произвести действие над операндом, результат записать в память – три такта).

Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) или основная память (ОП);

Процессор, состоящий из устройства управления (УУ) и арифметико-логического устройства (АЛУ);

Устройства ввода-вывода (УВВ), например, клавиатура, монитор,

принтер, дисковод.

Устройство управления (УУ), которое обрабатывает команды и через шину посылает управляющие сигналы всем остальным устройствам ЭВМ.

Арифметико-логическое устройство (АЛУ) выполняет заданные У У операции – сложить арифметически (1+1=10); сложить логически (1+1=1); сдвинуть содержимое сумматора влево или вправо на определенное количество разрядов; заменить в сумматоре нули на единицы, а единицы на нули.

На следующем рисунке очень грубо представлена структурная схема ЭВМ.

Самое удивительное, что реальная схема ЭВМ проще нашего рисунка. Дело в том, что все устройства подключаются к общей шине, данные о каждом устройстве заносятся в память процессора и уже он в нужные моменты подключает это устройство и управляет его работой. Тем более что мелочами управлять не требуется, так как каждое устройство ЭВМ по существу само является небольшой специализированной ЭВМ.

Характеризуется набором выполняемых команд, скоростью обработки, объемом адресуемой памяти, размером обрабатываемых слов и разрядностью шины. В одном компьютере может быть несколько процессоров. В зависимости от выполняемых функций, процессоры подразделяются на несколько типов:

Центральный процессор – главный компонент компьютера;

Матричный процессор – имеет архитектуру, рассчитанную на обработку матриц;

Постпроцессор – реализует отдельные функции, например, управление базой данных;

Векторный процессор – обеспечивает параллельное выполнение операции над массивами данных, матрицами, изображениями и векторами.

Процессор изображений – частный случай векторного процессора, предназначен для обработки сигналов, поступающих от датчиков-формирователей изображения.

Процессор ввода/вывода – специализируется на пересылке данных между частями компьютера, а также вводом и выводом данных.

Периферийный процессор – управляет внешними устройствами, работает с нестандартным набором команд, определяемых устройствами, которыми он управляет.

Материнская плата (mother board) – плата на которой устанавливаются основные элементы и узлы компьютера – процессор, основная память, кэш память, общая шина и слоты (щель – место подключения внешних устройств);

RAM (random access memory) – оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), оперативная память компьютера, где информация читается-пишется микропроцессором;

Кэш-память (cache memory, тайный склад) – сверхоперативная память с малым временем доступа для увеличения скорости обмена между процессором и основной памятью или между процессором и внешним устройством;

Порт (port) – точка доступа к объекту. Физические порты являются местами подключения физических объектов, логические создаются на границах программ, уровней, прикладных процессов, функциональных блоков. Пользователи или программы могут посылать данные в порты и получать их из портов.

Звуковая плата (Sound blaster) – преобразователь цифрового кода в аналоговый звуковой сигнал и наоборот

Сетевая плата – плата, позволяющая подключить компьютер к компьютерной сети.

Зафиксируем некоторые моменты, которые помогут понять логику работы ЭВМ:

• процессор работает с заданной тактовой частотой;

• все устройства ЭВМ взаимодействуют между собой через общую шину;

• для выполнения операции может понадобиться несколько тактов процессора.

Примерная потактовая схема работы ЭВМ (цикл исполнения одной операции):

1. Формирование в УУ очередного адреса команды

а) вычисленный счетчиком – А=А+1, если исполняется алгоритм «Следование»,

б) заданный предыдущей командой при реализации алгоритма «Развилка»;

2. Выборка команды из заданной ячейки памяти;

3. Разделение команды на адрес и код операции; адрес направляется в ОЗУ для выборки операнда из известной ячейки памяти, а код операции – в дешифратор для выработки управляющего сигнала и настройки АЛУ на выполнение заданной операции;

4. Поступление операнда в регистр АЛУ;

5. Исполнение АЛУ заданной операции;

6. Переход к пункту 1.

Это проблема любого иностранного языка. Ведь организация любого языка в принципе одинакова – слова, знаки препинания и правила построения предложений. Все просто, но для того чтобы сносно разговаривать на иностранном языке, надо запомнить хотя бы 800 слов. С компьютером аналогичная картина, только намного проще. Правил не больше, чем в любом иностранном языке, а новых слов – не более сотни! И решение у этой проблемы то же самое – запомнить как можно больше слов. Понадобится разговаривать – выучите и правила, а иначе, зачем зря тратить свое время и деньги?

Большинство людей успокаивают себя – пусть они ничего не понимают в компьютерах, но что такое информация и как с ней работать, они точно знают. На самом деле – это глубочайшее заблуждение. Только работая с компьютером, начинаешь понимать, насколько сложным объектом является информация. Так и хочется написать ее с большой буквы – Информация.