Компьютер – это электронная машина, которая состоит из согласованно работающих аппаратных и программных средств.

Основные принципы функционирования компьютера были предложены американским ученым Джоном фон Нейманом. К ним относятся:

- возможность ввода программы в память ЭВМ;

- считывание первой команды программы из ячейки памяти и организация ее выполнения;

- организация управления последовательностью выполнения последующих команд в любой очередности, что позволяло многократно использовать одни и те же последовательности команд в программе (организовывать циклы) или выполнять различные последовательности команд в зависимости от выполнения каких-либо условий (разветвление команды).

Для реализации этих принципов компьютер должен быть снабжен:

- внешними устройствами для ввода-вывода информации;

- арифметико-логическим устройством для выполнения арифметических и логических операций;

- устройством управления для организации процесса выполнения программ;

- запоминающим устройством для хранения программ и данных.

В основу устройства персонального компьютера положены магистрально-модульный принцип и принцип открытой архитектуры. Магистрально-модульный принцип строения персонального компьютера состоит в следующем: на системной (материнской) плате размещаются микропроцессор и оперативная память.

Микропроцессор – электронная схема, выполняющая все вычисления и обработку информации. В состав микропроцессора входят арифметико-логическое устройства (АЛУ), устройство управления (УУ), регистры памяти. Арифметико-логическое устройство отвечает за выполнение базовых арифметических и логических операций. Устройство управления формирует управляющие сигналы и координирует работу всех устройств и выполнение всех процессов в компьютере. К характеристикам микропроцессоров относятся тактовая частота, разрядность, адресное пространство. Такт – это промежуток времени между импульсами, которые периодически вырабатывает генератор тактовой частоты. На выполнение каждой операции отводится определенное количество тактов. Операция разбивается на определенные действия, на выполнение каждого из которых отводится один такт. Тактовая частота – количество элементарных операций, производимых в секунду. Она измеряется в кило-, мега-, гигагерцах. От тактовой частоты зависит быстродействие компьютера. Однако его нельзя свести только к одной характеристике. Разрядность – максимальное количество бит, которые могут обрабатываться одновременно. Разрядность процессора – длина машинного слова – определяется разрядностью регистров процессора и разрядность шины данных. Теоретически эти величины могут не совпадать, однако на практике их делают одинаковыми. Адресное пространство – это диапазон адресов, которыми может оперировать микропроцессор. Его размер определяется разрядностью шины адреса.

Внутренняя память состоит из нескольких частей: оперативное запоминающее устройство (ОЗУ, оперативная память), постоянное запоминающее устройство (ПЗУ, постоянная память), кэш-память. Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) предназначено для хранения тестирующих и загрузочных программ, обеспечивающих начало работы ПК после включения его в сеть. Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) – энергозависимое устройство, предназначенное для чтения и записи, в котором хранятся программы и данные, обрабатываемые в настоящее время. В настоящее время объем ОЗУ измеряется в Мбайтах, Гбайтах, Тбайтах.

Эти основные микросхемы связаны с внешними (периферийными) устройствами магистралями (шинами). Соединение происходит с помощью контроллеров (адаптеров).

Шины бывают трех типов (в зависимости от передаваемых сигналов): шина адреса (адреса устройств и ячеек памяти), шина данных (данные), управляющая шина (управляющие сигналы). Основной характеристикой шин является разрядность. Разрядность – максимальное количество бит, передаваемое по шине одновременно. Бывают 8-, 16-, 32-, 64-разрядные шины. Еще одной характеристикой является быстродействие – количество бит, передаваемых в единицу времени.

Функции платы могут быть расширены дополнительными модулями (дочерними платами), имеющими специальное назначение, например расширение оперативной памяти, управление накопителями на дисках. Эти платы подключаются к системной через разъемы стандартной шины.

Другим принципом является принцип открытой архитектуры, который проявляется в возможности дополнения или замены имеющихся аппаратных средств новыми устройствами. Этот принцип впервые применила фирма IBM, что повлияло на ускорение темпов развития вычислительной техники.

Все внешние устройства можно условно разделить на следующие группы: устройства ввода, устройства вывода, устройства хранения, устройства передачи.