Основи функціонування персонального комп’ютера (ПК)

Архітектура комп'ютера – це сукупність істотних для користувача властивостей, головним чином структурно-функціональна організація, тобто склад, призначення і принципи взаємодії компонентів.

Принципи фон Неймана

Під час розробки одного з перших комп'ютерів (ЕДВАК) до складу групи з 50 фахівців було включено експерта-математика, Джона фон Неймана. У 1945 р. він виступив з доповіддю, у якій йшлося про опис комп'ютера і його логічні властивості. У доповіді Нейман виділив і описав кілька ключових моментів того, що нині називають «архітектурою фон Неймана», або принципами фон Неймана:

1) принцип програмного керування комп'ютером;

2) наявність пам'яті для програм і даних;

3) використання двійкової системи числення.

За фон Нейманом, комп'ютер як універсальний і ефективний пристрій для обробки інформації, повинен складатися з таких частин:

§ арифметико-логічний пристрій (АЛП) для виконання арифметичних і логічних операцій;

§ керуючий пристрій (КП), що організує процес виконання програм;

§ запам'ятовуючий пристрій (ЗП) або пам'ять для збереження програм і даних;

§ пристрої для введення і виведення інформації.

Нейман відзначав, що система повинна працювати з двійковими числами, бути електронним, а не механічним пристроєм і виконувати операції послідовно, одну за одною. Пам'ять комп'ютера містить деяку кількість пронумерованих комірок, у кожній з яких можуть знаходитися оброблювані дані або інструкції програм. Зв'язки між пристроями відображаються у вигляді схеми (рис. 1):

Рис. 1. Схема фон Неймана

Принципи фон Неймана актуальні і в наш час. Для більшості сучасних комп'ютерів ця загальна схема залишається правильною, за винятком багатопроцесорних ЕОМ і наявності в сучасних процесорах системи переривань (див. с. 15)

Перш ніж переходити до деталізації архітектури, необхідно розглянути інформаційно-логічні основи побудови ПК:

1) подання інформації в ПК;

2) логічні основи побудови ПК;

3) принцип програмного керування.