Архитектура ЭВМ включает в себя как структуру, отражающую состав ПК, так и программно – математическое обеспечение. Структура ЭВМ - совокупность элементов и связей между ними. Основным принципом построения всех современных ЭВМ является программное управление.

Основы учения об архитектуре вычислительных машин были заложены Джон фон Нейманом. Совокупность этих принципов породила классическую (фон-неймановскую) архитектуру ЭВМ.

Фон Нейман не только выдвинул основополагающие принципы логического устройства ЭВМ, но и предложил ее структуру, представленную на рисунке.

Рис.1 Архитектура ЭВМ

Положения фон Неймана:

- Компьютер состоит из нескольких основных устройств (арифметико-логическое устройство, управляющее устройство, память, внешняя память, устройства ввода и вывода)

- Арифметико-логическое устройство – выполняет логические и арифметические действия, необходимые для переработки информации, хранящейся в памяти

- Управляющее устройство – обеспечивает управление и контроль всех устройств компьютера (управляющие сигналы указаны пунктирными стрелками)

- Данные, которые хранятся в запоминающем устройстве, представлены в двоичной форме

- Программа, которая задает работу компьютера, и данные хранятся в одном и том же запоминающем устройстве

- Для ввода и вывода информации используются устройства ввода и вывода

Структурные схемы и взаимодействие устройств ЭВМ

Состав ПК принято называть конфигурацией. Поскольку современные компьютеры имеют блочно - модульную конструкцию, то необходимую аппаратную конфигурацию, можно реализовать из готовых узлов и блоков (модулей), изготовляемых различными производителями.

Совместимость устройств является основополагающим принципом открытой архитектуры, которую предложила компания IBM. Это послужило толчком к массовому производству, как отдельных узлов, так и компьютеров.

К базовой конфигурации относятся устройства, без которых не может работать современный ПК:

- системный блок;

- клавиатура, которая обеспечивает ввод информации в компьютер;

- манипулятор мышь, облегчающий ввод информации в компьютер;

- монитор, предназначенный для изображения текстовой и графической информации.

Системный блок

По форме корпуса бывают:

Desktop – плоские корпуса (горизонтальное расположение), их обычно располагают на столе и используют в качестве подставки для монитора;

Tower - вытянутые в виде башен (вертикальное расположение), обычно располагаются на полу.

Корпуса различаются по размерам, указанные приставки Super, Big, Midi, Micro, Tiny, Flex, Mini, Slim обозначают размеры корпусов.

Порты (каналы ввода - вывода)

 На задней стенке корпуса современных ПК размещены (точнее могут размещаться) следующие порты:

- Game - для игровых устройств (для подключения джойстика);

- VGA - интегрированный в материнскую плату VGA – контроллер для подключения монитора для офисного или делового ПК;

- COM - асинхронные последовательные (обозначаемые СОМ1—СОМЗ). Через них обычно подсоединяются мышь, модем и т.д.;

- PS/2 – асинхронные последовательные порты для подключения клавиатура и манипулятора мышь;

- LPT - параллельные (обозначаемые LPT1—LPT4), к ним обычно подключаются принтеры;

- USB - универсальный интерфейс для подключения 127 устройств (этот интерфейс может располагаться на передней или боковой стенке корпуса);

- Разъемы звуковой карты: для подключения колонок, микрофона и линейный выход.

В системном блоке расположены основные узлы компьютера:

- Системная или материнская плата (motherboard), на которой установлены дочерние платы (контроллеры устройств, адаптеры или карты) и другие электронные устройства;

- блок питания, преобразующий электропитание сети в постоянный ток низкого напряжения, для электронных схем компьютера;

- накопитель на жестком магнитном диске, предназначенный для чтения и записи на несъемный жесткий магнитный диск (винчестер);

- накопители на оптических дисках (типа DVD - RW или CD – RW), предназначенные для чтения и записи на компакт – диски;

- накопители (или дисководы) для гибких магнитных дисков, используемые для чтения и записи на дискеты;

- устройства охлаждения;

Клавиатура

Клавиатура - устройство, предназначенное для ввода пользователем информации в компьютер.

Манипулятор мышь

Манипулятор мышь – устройство управления манипуляторного типа. Ввод информации осуществляется перемещением курсора в определенную область экрана и кратковременным нажатием кнопок манипулятора или щелчками (одинарными или двойными). По принципу работы манипуляторы делятся на механические, оптомеханические и оптические.

Мониторы

Мониторы – устройства, которые служат для обеспечения диалогового режима работы пользователя с компьютером путем вывода на экран графической и символьной информации. В графическом режиме экран состоит из точек (пикселей от англ. pixel - picture element, элемент картинки), полученных разбиением экрана на столбцы и строки.