Архитектура компьютера. Э. Таненбаум

Книга Эндрю Таненбаума, всемирно известного специалиста в области информационных технологий, писателя и преподавателя, выходящая уже в пятом издании, посвящена структурной организации компьютера. В ее основе лежит идея иерархической структуры, в которой каждый уровень выполняет вполне определенную функцию. В рамках этого нетрадиционного подхода подробно описываются цифровой логический уровень, уровень архитектуры команд, уровень операционной системы и уровень языка ассемблера.
Книга рассчитана на широкий круг читателей: как на студентов, изучающих компьютерные технологии, так и на тех, кто самостоятельно знакомится с архитектурой компьютера.

Архитектура компьютера. Э. Таненбаум

Архитектура компьютера. Э. Таненбаум

Базовая система ввода-вывода-это компонент, который проверяет компоненты вашего компьютера и запускает операционную систему.
Комплементарный полупроводник окиси металла обломок конфигурация которого проконтролирована программой установки.
Центральный процессор представляет собой микросхему, расположенную на материнской плате, которая выполняет математические вычисления и логические функции.
Урок 1
Что такое компьютер?
Компьютеры являются жизненно важной частью современного мира. Они делают управление и использование устройств быстрее, проще и точнее. Они есть во всем, от автомобилей до стиральных машин.
Компьютер — это машина, которая принимает входные данные, выполняет обработку и производит выходные данные (информацию).
Использование компьютера можно рассматривать как вариации ввода-обработки-вывода. Это относится как к сложным задачам, таким как компьютерное моделирование погодных явлений, так и к обычным задачам, таким как написание письма. Некоторые примеры ввода-обработки-вывода приведены в следующей таблице.
Если входные данные содержат ошибки, выходные данные будут содержать ошибки. Иногда компьютеры ломаются. Но большинство «компьютерных ошибок» являются результатом человеческих ошибок-плохих данных или плохого программирования.
Подумайте о примерах ввода-обработки-вывода из вашего собственного опыта, которые вы могли бы добавить в таблицу.

ВХОД ОБРАБОТКА ВЫХОД
Текст, набранный на клавиатуре форматирование и подготовка к печати с помощью программы обработки текста письмо, книга Отчет, памятка, рассказ
Текст, набранный на клавиатуре, и картинки, вставленные с диска или загруженные из интернета форматирование текста, размещение картинок, изменение размеров и масштабирование в настольной издательской программе Информационный бюллетень, реклама, флаер
Текст и цифры набираются на клавиатуре расчеты выполняются в электронной таблице программы банковская запись, бюджет, зачетная книжка
Текст и цифры, набранные на клавиатуре форматирование в таблицы, сортировка, поиск, выбор данных в базе данных программы Адресная книга, список участников, отчет о продажах продукции, информация о сотрудниках
Температуры, скорости и направления ветра, показания атмосферного давления, фронтальные границы, показания влажности, расположение струйного потока и расчеты скорости на основе метеорологических исследований и предположений и сравнения с базой данных погодных моделей прогноз погоды

Оборудование персонального компьютера
 Аппаратное обеспечение относится ко всем частям физического оборудования, которые составляют компьютерную систему. Компьютерное оборудование, с которым вы наиболее знакомы, вероятно, является персональным компьютером или ПК.
ПК включает в себя несколько частей оборудования или устройств:
 Источник питания-Это устройство, которое распределяет электроэнергию между различными компонентами системы. Электрический шнур проходит от источника питания к электрической розетке. Блок питания также включает вентилятор, который охлаждает внутренние компоненты.
 Материнская плата является самой большой печатной платой внутри вашего персонального компьютера. Он содержит миллионы элементов электронных схем на кремниевых чипах. Эти микросхемы хранят запрограммированные инструкции в активной памяти (см. ОЗУ на следующей странице). Они также выполняют инструкции, хранящиеся в других чипах. Материнская плата имеет разъемы расширения или слоты (известные как шина, см. следующую страницу). Эти шлицы позволяют установку дополнительных монтажных плат.
 На материнской плате находятся некоторые специальные чипы ROM (только для чтения), которые содержат BIOS (Basic Input/Output System). BIOS-это компонент, который проверяет компоненты вашего компьютера и запускает операционную систему.

* Для правильной работы BIOS необходимо знать конфигурацию аппаратного обеспечения Вашего компьютера. Эта аппаратная информация хранится в CMOS (комплементарный Металлоксидный полупроводник) — микросхеме, конфигурация которой контролируется программой установки. CMOS содержит информацию о следующих компонентах:
Системная дата и время
 Мышь
 Клавиатура
Жесткий диск

 (количество дисков и их размеры)
СЛОВА, ЧТОБЫ ЗНАТЬ

Технология жидкокристаллического дисплея, аналогичная той, что используется в некоторых телевизорах, используется для отображения ввода на мониторе.
Монитор
Устройство вывода, отображающее входные данные и результаты обработки.
Материнская плата
Самая большая монтажная плата внутри вашего персонального компьютера.
Выход
Результат обработки.
периферийный
Устройство, подключенное к компьютеру через шину.
Персональный компьютер (ПК)
Любой универсальный компьютер, размер, возможности и оригинальная цена продажи которого делают его полезным для частных лиц.
Источник питания
Устройство, которое распределяет электроэнергию между различными компонентами системы.
Обработка
Действия, которые компьютерные программы выполняют на входе.
Специальные чипы, подключенные к процессору, являются областью, где программы и данные находятся во время использования.
Микросхемы памяти только для чтения, содержащие BIOS (базовая система ввода-вывода).
Привод ■ ДВД±Р/в
* Настройки постоянно сохраняются в 64-байтовом фрагменте CMOS. Питание CMOS осуществляется от небольшого аккумулятора, поэтому его содержимое не теряется при выключении ПК.
* Центральный процессор (центральный процессор) — это микросхема, расположенная на материнской плате, которая выполняет математические вычисления и логические функции (определение, если одно значение больше другого, и так далее). Процессор часто называют мозгом компьютера, потому что он управляет функциями других компонентов. Когда пользователи говорят, что их машина имеет процессор Core 2 Duo, они говорят о чипе процессора.
* Шина является основным каналом связи, или серией путей, на материнской плате, которая соединяет компоненты системы с процессором. Шина также соединяет внешние компоненты через слоты расширения. Эти слоты Могут содержать подключаемые платы, которые позволяют компьютеру взаимодействовать с другими устройствами, такими как мониторы и принтеры.
* Оперативная память (Оперативная память), специальные чипы, подключенные к процессору, — это область, в которой находятся программы и данные во время использования. При запуске приложения (например, Microsoft Word)компьютер помещает программу в оперативную память. Если затем открыть документ, он также загружает документ в оперативную память.
■ При сохранении документа процессор копирует его из оперативной памяти в постоянное хранилище. При закрытии документа процессор освобождает память, которая была занята документом. При закрытии программы Память также освобождается.
■ Оперативная память хранит данные только до тех пор, пока в ней есть электричество. Если устройство выключено или теряет питание, информация в оперативной памяти теряется. Вот почему любые изменения, не сохраненные до выключения машины, не могут быть восстановлены.

Рисунок 1.3 размер и тип ОЗУ различаются на разных компьютерах.
■ В современных ПК объем оперативной памяти измеряется в гигабайтах. (См.раздел «биты и байты» для определения битов и байтов.) В общем, чем больше оперативной памяти у вашего компьютера, тем лучше он способен запускать программы, требующие вычислительной мощности. 
■ Периферийное устройство — это устройство, подключенное к компьютеру через шину. Многие существенные компоненты
система ПК-это периферийные устройства, включая мониторы, клавиатуры и дисководы. Принтеры и сканеры также являются периферийными устройствами.
■ Некоторые периферийные устройства, из-за их небольшого размера или тонкой природы, монтируются непосредственно внутри корпуса компьютера. Видеокарты, встроенные модемы и звуковые карты являются устройствами внутри компьютера, которые зависят от шины.
Периферийные устройства ■ часто делятся на две категории— устройства ввода и устройства вывода. Некоторые периферийные устройства служат как входными, так и выходными устройствами, поэтому категории не являются исключительными. Некоторые распространенные периферийные устройства и их функции описаны ниже. * Монитор-это устройство вывода, которое отображает

Рисунок 1.5 эта мышь типична для использования с настольными компьютерами.
Периферийные устройства

Рисунок 1.4 ЖК-технология используется для большинства мониторов ПК (сверху), а также ноутбуков (снизу).
Независимо от типа мыши, когда указатель находится в том месте, где вы хотите, чтобы программное обеспечение ответило, вы нажимаете левую кнопку один раз (щелчок), правую кнопку (щелчок правой кнопкой мыши) или левую кнопку дважды быстро (двойной щелчок). Колесные мыши, такие как Microsoft IntelliMouse, включают колесо между двумя кнопками. Колесо можно использовать для прокрутки и масштабирования в Microsoft Office 2010.
Указатель мыши изменяет внешний вид, чтобы указать, что система работает. Эти изменения внешнего вида описаны в последующих упражнениях.
ввод и результаты обработки. Большинство мониторов на ПК и ноутбуках используют технологию жидкокристаллического дисплея (LCD), аналогичную той, что используется в некоторых телевизорах. (На самом деле, некоторые компьютеры могут использовать телевизоры в качестве мониторов.)
* Мышь — Это устройство ввода, которое используется для управления указателем, отображаемым на мониторе. Существует большое разнообразие устройств наведения мыши. Некоторые из них перемещаются по поверхности и могут быть беспроводными; некоторые позволяют использовать большой палец или пальцы, чтобы катить мяч, который перемещает указатель; другие, особенно на портативных компьютерах, работают, когда вы проводите пальцем по маленькому экрану, называемому сенсорной панелью. 
* Клавиатура представляет собой устройство ввода с алфавитными, цифровыми и функциональными клавишами в стандартизированной компоновке. (Некоторые клавиатуры изменяют расположение определенных клавиш и включают клавиши, которых нет на других клавиатурах.) Специальные клавиши (такие как Function, Ctrl (control) и Alt) используются отдельно или в комбинации, чтобы заставить программы выполнять действия.
* Большинство компьютеров содержат жесткий диск (или жесткий диск) и оптический привод, например DVD-дисковод. DVD-диски могут быть удалены и перенесены из одного места в другое; жесткие диски устанавливаются внутри компьютера и не считаются портативными.
Дисковые накопители идентифицируются по буквам. Типичный персональный компьютер имеет оптический привод, обозначенный как D:. Он, вероятно, также имеет жесткий диск, известный как C:.
Жесткие диски и DVD-диски, а также их приводы служат в качестве устройств ввода и вывода.
■ Если выходные данные, такие как письмо, хранятся (сохраняются) на жестком диске или DVD-диске, диск является устройством вывода.

Рис. 1.6 этот жесткий диск будет установлен внутри компьютера.
■ Когда вы извлекаете данные с диска, он служит в качестве устройства ввода.

[свернуть]

Предложения интернет-магазинов.