Микропроцессор. Самым главным элементом в компьютере, его "мозгом", является микропроцессор - небольшая (в несколько сан­тиметров) электронная схема, выполняющая все вычисления и обра­ботку информации. Микропроцессор умеет производить сотни раз­личных операций и делает это со скоростью в несколько десятков или даже сотен миллионов операций в секунду. В компьютерах типа IBM PC используются микропроцессоры фирмы Intel, а также сов­местимые с ними микропроцессоры других фирм (AMD, Cyrix, IBM и др.).

Сопроцессор. В тех случаях, когда на компьютере приходится выполнять много математических вычислений (например, в инженер­ных расчетах), к основному микропроцессору добавляют математи­ческий сопроцессор. Он помогает основному микропроцессору вы­полнять математические операции над вещественными числами. Но­вейшие микропроцессоры фирмы Intel (80486 и Pentium) сами уме­ют выполнять операции над вещественными числами, так что для них сопроцессоры не требуются.

Оперативная память. Следующим очень важным элементом компьютера является оперативная память. Именно из нее процессор и сопроцессор берут программы и исходные данные для обработ­ки, в нее они записывают полученные результаты. Название "опера­тивная" эта память получила потому, что она работает очень быстро, так что процессору не приходится ждать при чтении дан­ных из памяти или записи в память. Однако содержащиеся в ней данные сохраняются только пока компьютер включен, при выключе­нии компьютера содержимое оперативной памяти стирается (за исключением, о которых говорится ниже).

Контроллеры и шина. Чтобы компьютер мог работать, необходи­мо, чтобы в его оперативной памяти находились программа и дан­ные. А попадают они туда из различных устройств компьютера - клавиатуры, дисководов для магнитных дисков и т.д. Обычно эти устройства называют внешними, хотя некоторые из них могут нахо­диться не снаружи компьютера, а встраиваться внутрь системного блока, как это описывалось выше. Результаты выполнения программ выводятся на внешние устройства - монитор, диски, принтер и т.д.

Таким образом, для работы компьютера необходим обмен ин­формацией между оперативной памятью и внешними устройства­ми. Такой обмен называется вводом-выводом. Но этот обмен не про­исходит непосредственно: между любым внешним устройством и опе­ративной памятью в компьютере имеются целых два промежуточных звена :

1. Для каждого внешнего устройства в компьютере имеется электронная схема, которая им управляет. Эта схема называется контроллером, или адаптером. Некоторые контроллеры (напри­мер, контроллер дисков) могут управлять сразу несколькими уст­ройствами.

2. Все контроллеры и адаптеры взаимодействуют с микропро­цессором и оперативной памятью через системную магистраль пе­редачи данных, которую в просторечии обычно называют шиной.

Электронные платы. Для упрощения подключения устройств электронные схемы IBM PC состоят из нескольких модулей - электронных плат. На основной плате компьютера - системной, или материнской, плате - обычно располагаются основной микропро­цессор, сопроцессор, оперативная память и шина. Схемы, управляющие внешними устройствами компьютера (контроллеры или адапте­ры), находятся на отдельных платах, вставляющихся в унифициро­ванные разъемы (слоты) на материнской плате. Через эти разъемы контроллеры устройств подключаются непосредственно к системной магистрали передачи данных в компьютере - шине. Таким обра­зом, наличие свободных разъемов шины обеспечивает возможность добавления к компьютеру новых устройств. Чтобы заменить одно устройство другим (например, устаревший адаптер монитора на но­вый), надо просто вынуть соответствующую плату из разъема и вставить вместо нее другую. Несколько сложнее осуществляется замена самой материнской платы.

1.3.2. Характеристики периферийных устройств

В состав современных ЭВМ входят многочисленные и разнообраз­ные по выполняемым функциям, принципам действия и характеристикам периферийные устройства, которые по назначению можно разделить на две группы:

1) внешние запоминающие устройства, предназначенные для хра­нения больших объемов информации;

2) устройства ввода-вывода, обеспечивающие связь машины с внешней средой путем ввода и вывода информации из ЭВМ, ее регист­рации и отображения.

Операции ввода и вывода определяются относительно ядра ЭВМ - процессора и основной памяти.

Операцией ввода называется передача в ядро ЭВМ информации из внешней среды (в том числе от пользователя), или из внешних запо­минающих устройств.

Операцией вывода называется передача информации из ядра ЭВМ во внешнюю среду или во внешние запоминающие устройства.

Общей характеристикой для всех периферийных устройств является скорость, с которой устройство может принимать или передавать данные. Большинство периферийных устройств имеет электромеханические узлы, скорость работы которых значительно ниже скорости работы электронных устройств ЭВМ. Скорости передачи данных, с которыми работают различные периферийные устройства, отличаются весьма значительно: от нескольких единиц до нескольких миллионов байт/с.

Периферийные устройства различают по реализованному в них синхронному или асинхронному режиму передачи данных. При синхрон­ном режиме передача данных производится в определенном темпе, который задается рабочей скоростью движения носителя информации, например магнитной ленты. При асинхронном режиме передача данных может происходить в свободном темпе с остановом после передачи любого байта.