В каком устройстве компьютера производится расчет арифметического выражения

Обновлено: 15.01.2025

1. Сложная система взаимосвязанных аппаратных средств, способных работать с информацией и рассчитанная на самостоятельную работу одного пользователя это…?

1. Электронно - вычислительная машина
2. Персональный компьютер
3. Архитектура ЭВМ
4. СуперЭВМ

2. Внутренние устройства системного блока компьютера …?

1. Материнская плата, процессор
2. Видеокарта, графическая карта
3. Сетевой адаптер, звуковая карта
4. Все варианты верны

3. Внешняя память компьютера делится на…?

1. Внешние запоминающие устройства и их носители
2. Оперативная и постоянная
3. Жесткий магнитный диск
4. Все варианты верны

4. Укажите верное (ые) высказывание (я):

1. Устройство вывода – предназначено для программного управления работой ПК.
2. Устройство вывода – предназначено для обучения, для игры, для расчетов и для накопления информации.
3. Устройство вывода – предназначено для передачи информации от машины человеку.
4. Все варианты верны

5. Назовите классификацию электронно – вычислительных машин по способу организации вычислительного процесса …?

6. Назовите базовые логические операции и схемы…?

7. В программное обеспечение архитектуры ЭВМ входят…?

1. Структура системы, организация памяти, организация ввода/вывода, принципы управления
2. Операционные системы, системы программирования, прикладное программное обеспечение
3. Система команд, форматы данных, алгоритмы выполнения операций
4. Все варианты верны

8. Обмен информацией между отдельными устройствами ЭВМ производится по трем многоразрядным шинам, соединяющим все модули, - шине данных, шине адресов и шине управления.

Про что идёт речь?

1. Аппаратные средства ЭВМ
2. Программные средства ЭВМ
3. Магистрально – модульный принцип
4. Принцип открытой архитектуры

9. Какое устройство изображено на рисунке?

1. Жесткий диск
2. Видеокарта
3. Оперативная память
4. Сетевая карта

10. Процессор – это…?

1. Процессор, реализованный в виде одной микросхемы или комплекта из нескольких специализированных микросхем
2. Количество импульсов, создаваемых генератором за 1 секунду
3. Максимальное количество pазpядов двоичного кода, которые могут обрабатываться или передаваться одновременно
4. Устройство, отвечающее за выполнение арифметических, логических операций и операций управления, записанных в машинном коде

11. Число элементарных операций, выполняемых микропроцессором в единицу времени (операции/секунда)…это?

1. Тип микропроцессора
2. Быстродействие микропроцессора
3. Тактовая частота микропроцессора
4. Разрядность пpоцессоpа.

12. К какому устройству относятся арифметико-логическое устройство, устройство управления и регистры…?

13. Арифметические команды это…?

14. Предназначены для изменения обычного порядка последовательного выполнения команд. Про что идет речь?

1. Команды пересылки
2. Логические команды
3. Команды переходов
4. Арифметические команды

15. По типу приёма и выдачи информации различают типы регистров:

1. Сдвиговые регистры, параллельные регистры
2. Сегментные регистры, управляющие регистры
3. Индексные регистры, флаговые регистры
4. Все варианты верны

16. Векторный процессор…?

1. Состоит из большого числа сходных процессоров, которые выполняют одну и ту же последовательность команд применительно к разным наборам данных
2. Обеспечивает параллельное выполнение операций над массивами данных
3. Соединяет процессор с северным мостом или контроллером памяти MCH
4. Система из нескольких параллельных процессоров, разделяющих общую память

17. Какой цифре на рисунке соответствуют специализированные порты для подключения клавиатуры и мыши. (см.рисунок)

18. Важнейшая часть ПК, содержащая его основные электронные компоненты…?

1. Шина
2. Чипсет
3. Видеокарта
4. Системная плата

19. Перечислите типы материнских плат…?

20. Шина ввода-вывода

1. Связаны с определенными участками процессора и позволяют записывать и читать данные из оперативной памяти
2. Эти шины питают электричеством различные, подключенные к ним устройства
3. Позволяет процессору взаимодействовать с периферийными устройствами
4. Предназначена для передачи информации между процессором и основной памятью

1) б
2) г
3) а
4) в
5) многопроцессорные;однопроцессорные; параллельные; последовательные
6) триггер , регистр, сумматор, шифратор, дешифратор
7) б
8) в
9) в
10) г
11) б
12) Центральный процессор
13) выполняют операции сложения, вычитания, умножения, деления, увеличения на единицу (инкрементирования), уменьшения на единицу (декрементирования) и т.д.
14) в
15) а
16) б
17) 1,2
18) г
19) AT, LPX, АТХ, NLX
20) в

Центральным элементом любой ЭВМ является процессор. А центральным элементом любого процессора является АЛУ - арифметико-логическое устройство. Именно АЛУ, в конечном итоге, выполняет все, даже самые сложные, операции. Но, как и многое настоящие труженики, зачастую остается в тени славы, которая достается процессорам и ЭВМ.

Даже при изучении архитектуры процессоров АЛУ лишь изображают символом на функциональной схеме, не углубляясь в детали его устройства. АЛУ слишком низкоуровневое, что там может быть интересного. Между тем, интересного там много.

Давайте сегодня попробуем заглянуть внутрь одного из базовых кирпичиков процессоров. Я не буду рассматривать какую либо конкретную ЭВМ, конкретный процессор, конкретную микросхему. Я расскажу немного об АЛУ в общем и целом. Но мы обязательно заглянем внутрь этого хитрого устройства.

Статья не является учебником. Это не копия каких либо книг или учебников. Это не компиляция других источников и статей. Как и другие статьи канала, это мой личный опыт.

Что это вообще такое, АЛУ?

Разве собственно названия не достаточно для ответа на этот вопрос? Нет, недостаточно. АЛУ выполняет логические и арифметические операции, это правда. Но этого недостаточно для того, что бы перейти к более детальному рассмотрению его внутреннего устройства. Давайте начнем с самого простого

Соответствие математического выражения и функционального элемента АЛУ. Иллюстрация моя Соответствие математического выражения и функционального элемента АЛУ. Иллюстрация моя

При все простоте и тривиальности, я не сомневаюсь, что вы все это и так прекрасно знаете, иллюстрация показывает важные моменты. Во первых, операция (в данном случае, сложение) выполняется над двумя операндами. В математике операнды назывались бы переменными. Операндов может быть и больше, но этот случай приводится к последовательности операций над двумя операндами. Операнд может быть всего один, но это частный случай, например

Суть от этого не меняется. Операция это то, что делается. Операнды это то, над чем выполняется операция.

АЛУ это не процессор! Это один из многих узлов процессора. АЛУ ничего не знает о переменных и их адресах. Не обращается к памяти для выборки данных. АЛУ работает с входными сигналами (a, b, op, Ci) которые и являются для него данными, формируя на их основе выходные сигналы (y, Co).

АЛУ на функциональных схемах обозначается таким вот забавным, похожим на шорты, символом. Это историческое обозначение. На функциональных схемах показывают не переменные, и даже не операнды, а сигналы. Поэтому наши два операнда превратились в два сигнала, a и b .

Выполняемая операция теперь тоже сигнал, op . Мы должны обязательно передать этот сигнал в АЛУ, именно он определяет, что АЛУ будет делать с входными сигналами. На выходе, в результате выполнения заданной операции, будет сформирован сигнал y , это результат операции.

Но всё ли это? Нет, не все. Этого достаточно для выполнения логических операций ( почти всех), но арифметические операции порождают еще и понятия переноса и заема . На первый взгляд, это внутреннее дело АЛУ. Но на самом деле, перенос/заем могут быть и входным сигналом, и выходным. Чуть далее мы это увидим.

А значит, более точно будет вот так

Операция, в общем случае, выполняется над тройкой операндов. Результат операции представляется парой значений. Иллюстрация моя Операция, в общем случае, выполняется над тройкой операндов. Результат операции представляется парой значений. Иллюстрация моя

Здесь я показал современное изображение АЛУ. Перенос/заем обычно называется просто переносом и обозначается С (от carry - переносить). Не смотря на то, что для операции вычитания это будет заем. Ci это входной перенос (i - in), а Co выходной (o - out).

Немного о разрядности

Последовательное включение АЛУ для повышения разрядности. Иллюстрация моя Последовательное включение АЛУ для повышения разрядности. Иллюстрация моя

Здесь у нас два АЛУ, каждое из которых обрабатывает свою тетраду байта. При этом выходной сигнал переноса АЛУ младшей тетрады является выходным для АЛУ старшей тетрады. Без этого результат операции над байтом в целом был бы неверным.

То есть, переносы действительно являются не только внутренним делом АЛУ, даже в таком упрощенном случае. Разрядность сигнала переноса равна единице - это один бит. И он настолько важен, что для него предусмотрено место в слове состояния процессора. Но слово состояния процессора не тема сегодняшнего разговора.

Обратите внимание, что в некоторых процессорах в слове состояния есть дополнительный флаг межтетрадного переноса. Для нашего примера его легко реализовать с помощью сигнала Co АЛУ младшей тетрады.

В данном случае разрядность операндов/сигналов каждого АЛУ равна четырем. Я показал это на иллюстрации. Но, в общем случае, разрядность АЛУ может быть любой . В разумных пределах, конечно.

При этом даже одноразрядные АЛУ имеют практический смысл и практическое применение. На одноразрядном АЛУ можно построить последовательный процессор, который будет обрабатывать информацию бит за битом, последовательно.

Думаете, такие процессоры не имеют смысла и никогда не существовали? Ошибаетесь! Такие процессоры использовались, например, в настольных ЭВМ (программируемых калькуляторах) Wang. Я упоминал их в статье

Если вам и этого недостаточно, то посмотрите на однобитный процессор Motorola

Мы пока обошли стороной вопрос сигнала op . Это немного более сложный вопрос, так как операция может задаваться и кодом, и набором отдельных сигналов. Чуть далее мы рассмотрим это подробнее. Пока же будет достаточно точным говорить, что операция задается кодом. Соответственно, разрядность сигнала op определяется количеством различных операций, которые может выполнять АЛУ.

Обратите внимание, что разрядность кода операции никак не связана с разрядностью АЛУ !

Для данной статьи вопрос разрядности АЛУ не имеет большого значения. Ведь мы рассматриваем работу именно АЛУ, а не процессора, в котором оно используется.

Последовательное или параллельное?

Требуемую операцию можно выполнять для единицы данных (байт, слово, двойное слово, и т.д.) целиком, одновременно, параллельно, для всех ее разрядов (бит). Такие АЛУ называются параллельными . А можно выполнять операцию над каждым битом (группой бит) единицы информации по отдельности, друг за другом, последовательно. Такие АЛУ называются последовательными .

Но ведь последовательные АЛУ гораздо медленнее параллельных. Например, для байта, последовательное АЛУ потребует 8 циклов для выполнения операции вместо одного. Для чего вообще эти последовательные АЛУ нужны?

Например, последовательное АЛУ позволяет строить процессоры переменной разрядности, причем изменяемой "на лету", во время выполнения программы. И это может оказаться более важным, чем снижение быстродействия.

В реальном мире чистые последовательные и параллельные АЛУ (да и процессоры) не встречаются. Например, чуть ранее мы видели, как можно объединить два 4-х разрядных АЛУ. При этом обработка двух тетрад выполняется параллельно. Но ведь сигнал переноса не может быть обработан АЛУ старшей тетрады до тех пор, пока АЛУ младшей тетрады не закончит выполнение операции и не сформирует выходной сигнал переноса. Значит, для переносов обработка будет последовательной.

Статическое или динамическое (последовательностное)?

Во многих случаях выходные сигналы АЛУ напрямую определяются сигналами входными. То есть, АЛУ является комбинационным логическим элементом. Такое АЛУ и называется статическим.

Однако, последовательное АЛУ не может быть статическим. Обратите внимание, последовательное АЛУ не тождественно однобитному! Например, данные могут передаваться в АЛУ парами бит, всего 4 такта для байта. Такое АЛУ будет последовательным, но не однобитным. А выходной перенос, например, может формироваться лишь после обработки всей последовательности бит единицы информации.

Последовательное АЛУ для правильного формирования результата должно сохранять внутреннее состояние между тактами (шагами) выполнения операции. То есть, оно уже будет не комбинационным, а последовательностным логическим элементом. Такое АЛУ является динамическим.

Условные временные диаграммы работы статического (разрядность любая) и динамического АЛУ. Иллюстрация моя Условные временные диаграммы работы статического (разрядность любая) и динамического АЛУ. Иллюстрация моя

Видно, что для статического АЛУ выходные сигналы появляются с некоторой задержкой относительно входных сигналов. А для динамического АЛУ все немного сложнее. Да, выходные сигналы по прежнему формируются с некоторой задержкой. Но операция теперь полностью выполняется за несколько тактов. Причем выходной перенос формируется уже после полного выполнения операции над всеми разрядами. Динамическому АЛУ нужен источник тактовых импульсов.

Еще раз обращаю ваше внимание, что речь идет именно об АЛУ, а не о процессорах.

В некоторых случаях на входах и выходе АЛУ, внутри АЛУ, имеются регистры-защелки для временного хранения обрабатываемой АЛУ информации. Например, это может потребоваться для процессоров с многофазной системой тактирования или процессоров с распараллеливанием выполнения команд.

Для выполнения операции в таких АЛУ требуется несколько шагов: запись данных в входные регистры, выдача кода операции, чтение выходного регистра. Такие АЛУ являются последовательностными, но не обязательно динамическими. Так как собственно операция может выполняться и параллельно.

Типы операций, набор операций

Поскольку устройство арифметико-логическое, разумно предположить, что оно выполняет логические и арифметические операции. При этом выполняемые операции зачастую просты, даже элементарны. А более сложные операции, которые можно разбить на несколько элементарных, выполняются уже процессором, на более высоком уровне. Это не обязательно так, но это самый распространенный случай.

Так же надо отметить, что информационные входы АЛУ (a и b) не обязательно равнозначны. Да и включение АЛУ в схему процессора в большинстве случаев не симметрично. Но это тема отдельного разговора.

Логические операции

Логические операции можно разделить на две условные группы: основную и расширенную. Список основных логических операций не велик:

НЕ , отрицание, инверсия. Эта операция требует один операнд. Поэтому она может представлена как две операции: НЕ(а) и НЕ(b).
ПОВТОР . Это просто передача выходного сигнала на выход, без каких либо изменений. Эта операция может показаться излишней, но это не так. В частности, занесение константы в регистр процессор выполняет именно с помощью этой операции АЛУ. Требует один операнд.
И . В особых пояснениях не нуждается. Требует два операнда.
ИЛИ . В особых пояснениях не нуждается. Требует два операнда.
ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ . Тоже не требует особых комментариев, на первый взгляд. Однако, эта операция не так проста. По сути, ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ это не только логическая операция, но и арифметическая. Как арифметическая она формирует полусумму операндов. Почему полусумму? Потому что перенос не учитывается. Чуть позже мы это рассмотрим подробнее.

Расширенная группа логических операций может включать в себя И-НЕ, ИЛИ-НЕ, И(a, НЕ(b)), ИЛИ(a, НЕ(b)), и им подобные. Эти операции не обязательно реализуются специально, нередко они получаются как побочный эффект от схемотехнических решений при построении АЛУ.

При логических операциях перенос не используется.

Арифметические операции

Основные арифметические операции так же просты:

Сложение .
Вычитание .
Увеличение . Инкремент, +1. По сути, это сложение. Но операция настолько востребована, что часто реализуется отдельно.
Уменьшение . Декремент, -1.
Смена знака . Смена знака числа не тождественна инверсии.

К расширенным арифметическим операциям относятся:

Да, мы все еще со школы знаем, что умножение и деление, вместе с сложением и вычитанием, являются основными действиями арифметики. Но их аппаратная реализация сложна, поэтому далеко не все процессоры их поддерживают. А если и поддерживают, то не всегда на аппаратном уровне, может быть и микропрограммная реализация.

Реализация умножения и деления в АЛУ встречается не часто. Зачастую это отдельные блоки умножителей/делителей.

В специализированных случаях могут быть реализованы и дополнительные операции, которые позволяют облегчить выполнение более сложных, комплексных, операций. Но это не обязательно на уровне АЛУ.

В арифметических операциях переносы имеют важное значение. Так сложение отличается от исключающего ИЛИ тем, что учитывает переносы между разрядами.

Дополнительным моментом, который надо учитывать, является существование знаковых и беззнаковых чисел. Это не всегда влияет на схемотехнику АЛУ, собственно выполнение операций. Но часто требует дополнительных схемотехнических решений для формирования служебных признаков (флагов результата, например).

Сдвиги

А вот эти операции нередко выполняются не АЛУ, а отдельными сдвигателями, которые могут включаться на входах АЛУ, но вне собственно АЛУ. Тем не менее, иногда АЛУ может выполнять и простые сдвиги на один разряд вправо или влево.

Заключение (промежуточное)

Сегодня мы "окинули взглядом" самые общие вопросы, касающиеся АЛУ и его работы. Процессоры могут включать в себя несколько разных АЛУ, с разной функциональностью, разным набором выполняемых операций.

В следующей статье займемся его внутренним устройством. При этом будем рассматривать лишь статические АЛУ. Надеюсь, будет интересно.

А14. Метеорологическая станция ведет наблюдение за влажностью воздуха. Результатом одного измерения является целое число от 0 до 100 процентов, которое записывается при помощи минимально возможного количества бит. Станция сделала 80 измерений. Определите информационный объем результатов наблюдений.

А15. Вычислите сумму чисел x и y, при x = A6₁₆, y = 75₈. Результат представьте в двоичной системе счисления.

А16. Для какого имени истинно высказывание:
¬(Первая буква имени гласная → Четвертая буква имени согласная)?

А17. Символом F обозначено одно из указанных ниже логических выражений от трех аргументов: X, Y, Z. Дан фрагмент таблицы истинности выражения F (см. таблицу). Какое выражение соответствует F?

X	Y	Z	F
1	1	1	1
1	1	0	1
1	0	1	1

А18. После запуска Excel в окне документа появляется незаполненная….

А19. Слово, с которого начинается заголовок программы.

А20. Определите значение переменной c после выполнения следующего фрагмента программы.

a := 5;
a := a + 6;
b := –a;
c := a – 2*b;

Блок B.

B1. Что из перечисленного ниже относится к устройствам вывода информации с компьютера? В ответе укажите буквы.

B2. Установите соответствие

Назначение	Устройство
1. Устройство ввода	а) монитор
2. Устройства вывода	б) принтер
в) дискета
г) сканер
д) дигитайзер

В3. Какое количество бит содержит слово «информатика». В ответе записать только число.

B4. Установите соответствие между понятиями языка Pascal и их описанием:

1. Символы, используемые в операторе присваивания	а) :
2.Самый последний символ в тексте программы	б) )
3. Символ, который используется для разделения слов в тексте программы	в) =
4. Символы, которые используются в арифметических выражениях для изменения порядка действий.	д) (
г) .

Ответ: 1а,в 2е 3г 4д,б

В5. Отметьте основные способы описания алгоритмов.

2 вариант.

Блок A. Выберите один вариант ответа.

А1. Устройство ввода информации с листа бумаги называется:

устройство длительного хранения информации
программа, управляющая конкретным внешним устройством
устройство ввода
устройство вывода

А3. При подключении компьютера к телефонной сети используется:

А4. Укажите устройства ввода.

Микрофон, клавиатура, сканер, цифровая камера
Мышь, световое перо, винчестер
Принтер, клавиатура, джойстик

А5. Какое устройство ПК предназначено для вывода информации?

А6. К внешней памяти относятся …….

модем, диск, кассета
кассета , оптический диск, магнитофон
диск, кассета, оптический диск

А7. В состав процессора входят:

устройства записи информации, чтения информации
арифметико-логическое устройство, устройство управления
устройства ввода и вывода информации
устройство для хранения информации

А8. Тип принтеров, при котором изображение создается путем механического давления на бумагу через ленту с красителем. Применяются либо шаблоны символов или иголки, конструктивно объединенные в матрицы.

А9. Мониторов не бывает

А10. При отключении компьютера вся информация стирается

А12. Считая, что каждый символ кодируется одним байтом, определите, чему равен информационный объем следующего высказывания Алексея Толстого:
Не ошибается тот, кто ничего не делает, хотя это и есть его основная ошибка.

А13. Считая, что каждый символ кодируется 16-ю битами, оцените информационный объем следующей пушкинской фразы в кодировке Unicode:
Привычка свыше нам дана: Замена счастию она.

А15. Значение выражения 101₆ + 10₈ * 10₂ в двоичной системе счисления равно

А16. Для какого символьного выражения неверно высказывание:
Первая буква гласная → ¬ (Третья буква согласная)?

X	Y	Z	F
0	1	0	0
1	1	0	1
1	0	1	0

А18. Строки в рабочей книге обозначаются:

А19. Как обозначается команда присваивания в PascalABC? Выберите один из вариантов ответа:

А20. Определите значение переменной b после выполнения следующего фрагмента программы, где a и b – вещественные (действительные) переменные:

a := -5;
b := 5 + 7 * a;
b := b / 2 * a;

Блок B.

B1. Что из перечисленного ниже относится к устройствам ввода информации с компьютера? В ответе укажите буквы.

В2. Установите соответствие

Назначение	Устройство
1. Устройство ввода	а) дисплей
2. Устройства вывода	б) принтер
в) жесткий диск
г) сканер
д) клавиатура

B3. Какое количество байт содержит слово «информация». В ответе записать только число.

В4. Запишите только те буквы, слова под которыми обозначают типы данных Pascal.

B5. Какие из нижеперечисленных свойств относятся к основным свойствам алгоритма?

3 вариант

Блок А. Выберите один вариант ответа.

А1. Принтеры не могут быть:

А3. Минимальный состав персонального компьютера…

А4. При отключении компьютера вся информация стирается

А5. К внешним запоминающим устройствам относится..

А6. Оперативное Запоминающее Устройство (ОЗУ) физически представляет собой

А7. Для правильной работы периферийного устройства драйвер этого устройства должен находиться

А8. Тип принтера, при котором главным элементом является печатающая головка, состоящая из сопел, к которым подводятся чернила.

А9. Корпуса персональных компьютеров бывают:

А10. Принтеры бывают :

А 11. Как представлено число 82 в двоичной системе счисления?

А12. Считая, что каждый символ кодируется одним байтом, определите, чему равен информационный объем следующего высказывания Рене Декарта:
Я мыслю, следовательно, существую.

А13. Считая, что каждый символ кодируется 16-ю битами, оцените информационный объем следующей фразы в кодировке Unicode:
В шести литрах 6000 миллилитров.

А15.Вычислите сумму двоичных чисел x и y, если x = 1010101₂ и y = 1010011₂

А16. Для какого имени истинно высказывание:
(Вторая буква гласная → Первая буква гласная) Λ Последняя буква согласная?

X	Y	Z	F
0	0	0	1
0	0	1	0
0	1	0	0

А18. Имена листов указаны:

А19. С помощью какой команды мы можем вывести на экран текст?

А20. 1)Определите значение переменной b после выполнения следующего фрагмента программы, где a и b – вещественные (действительные) переменные:

Блок B.

В1. Что из перечисленного ниже относится к носителям информации? В ответе укажите буквы.

В2. Установите соответствие.

Память	Устройство
1. Внутренняя память	а) Флеш-карта
2 Внешняя память	б) Винчестер
в) Дискета
г) Оперативная память
д) Магнитная лента
е) Постоянное запоминающее устройство

Ответ: 1г,е 2а,б,в,д

B4. Запишите только те буквы, символы под которыми обозначают знаки арифметических операций.

В5. Установите соответствие между понятиями языка Pascal и их описанием:

Обработка информации компьютером — это любые её преобразования в различные состояния.

Введение

Компьютер предназначен для автоматизированной работы с информационными данными. Все составляющие его компоненты предназначены для решения этой главной его задачи. Для обработки информации в компьютере, требуется проделать с ней такие основополагающие процедуры:

Ввод информационных данных в компьютер. Это действие необходимо выполнить для того, чтобы компьютер получил «сырьё» для обработки.
Сохранение полученной информации. В компьютере необходимо иметь устройство, позволяющее это сделать.
Обработка полученной информации. Для этого необходимы заданные алгоритмы работы. Компьютеру необходимо иметь такие алгоритмы и надо дать ему умение их использовать к полученной информации, что в итоге приведёт к выработке выходных данных.
Сохранение полученных результатов обработки информации. Как и вводимая информация, результаты также надо запомнить для последующего их использования.
Вывод обработанной информации из компьютера. Такая процедура даёт возможность передать итоги работы компьютера пользователю в удобном для него формате.

Итак, главное свойство компьютера — это умение обрабатывать информацию, и все внутренние его элементы предназначены для её преобразования в самые сжатые временные интервалы.

Обработка информации компьютером — это её всевозможные преобразования в различные состояния. Для этого в компьютере есть модуль, который предназначен именно для очень быстрой работы с данными и это процессор.

Процессор предназначен для выполнения различных операций с данными, которые ему передаются из модуля, служащего для оперативного сохранения как входной, так и выходной информации – это оперативное запоминающее устройство (ОЗУ).

В ОЗУ так же хранятся промежуточные данные, которые возникают при обработке информации процессором. Модули процессора и ОЗУ функционируют с очень большой частотой и при этом число выполняемых операций может достигать миллионов за одну секунду. Соответственно, блоки ввода и вывода информации не могут работать с такой скоростью. По этой причине для связи с внешними устройствами в составе компьютера есть контроллеры модулей ввода и вывода информации. Они предназначены для согласования скоростей функционирования процессора и ОЗУ с небольшим быстродействием операций ввода-вывода данных. Такие контроллеры делятся на универсальные и специализированные, то есть предназначенные только для работы с конкретными устройствами. К примеру, видеокарта компьютера является специализированным модулем (устройством), поскольку её предназначением является вывод информации только на монитор.

Готовые работы на аналогичную тему

Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту Узнать стоимость

Процессор

Процессорный модуль считается основным блоком компьютера, который предназначен для обработки информационных данных. Под управлением процессора работают все остальные блоки компьютера, и он же выполняет все логические и математические вычисления.

Главным компонентом процессора выступает арифметико-логическое устройство (АЛУ). Его главная функция — выполнение всех вычислительных процедур над информационными данными.

Кроме АЛУ в процессорном блоке есть модуль управления, управляющий работой всего персонального компьютера. Он же отвечает за очерёдность выполнения машинных команд. На сегодняшний день, процессорный модуль представляет собой, как правило, набор больших интегральных схем (БИС), расположенных на материнской плате.

Процессор обрабатывает информационные данные в виде чисел, текста, графики, видео и звука. Скорость работы процессора задаётся специальной микросхемой, имеющей название генератор тактовой частоты. Этот генератор формирует тактовые электрические импульсы, которые синхронизируют функционирование блоков персонального компьютера. Можно провести аналогию между тактовым генератором и метрономом, задающим ритм работы процессора.

Под тактом понимается временной интервал между соседними импульсами генератора, а тактовая частота — это число тактов в одну секунду. Чтобы выполнить одну операцию, процессору требуется временной интервал, определяемый некоторым количеством тактов.

Запоминающие устройства компьютера

Поступающая через устройства ввода информация пересылается в запоминающие устройства, или иначе модули памяти, в которых она сохраняется для дальнейшей обработки процессором. Под носителем информации понимается физический предмет, в котором информация зафиксирована. Носителем может быть обычный лист бумаги, мозг человека, перфокарта, перфолента, магнитная лента и наконец жёсткий диск и другие блоки памяти компьютера.

Сегодняшнее развитие электроники предполагает самые разные виды информационных носителей. Для хранения данных в виде кодов применяются электромагнитные и оптические качества различных материальных объектов. Уже проектируются носители, использующие молекулярный уровень вещества. Память компьютера подразделяется на внутреннюю и внешнюю. В свою очередь внутренняя память делится на постоянную и оперативную.

Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) хранит, как правило, управляющую программу компьютера и информацию из него можно только читать и нет возможности записи. Информация в ПЗУ сохраняется и после выключения питания компьютера. Запись данных в ПЗУ выполняется один раз, как правило, в условиях предприятия и эти данные больше не меняются. В ПЗУ записана операционная система компьютера и эта память является энергонезависимой.

Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) предназначено для сохранения информационных данных (начальных, промежуточных, итоговых) и прикладных программ. В английском варианте ОЗУ — это RAM (Random Access Memory), что в переводе означает произвольный доступ к памяти. То есть процессор имеет возможность обращения к ячейкам памяти в любой очерёдности. Информация в ОЗУ может как записываться так считываться из него, но после выключения питания вся информация теряется.

Читайте также: