Структура компьютеров. 
Организация электронных вычислительных машин и вычислительных систем

Компьютер строится из совокупностей устройств, обеспечивающих хранение, обработку, ввод и вывод данных. Устройства соединяются между собой, образуя единую систему — компьютер. Совокупность устройств и связей между ними определяет структуру компьютера.

Каноническая структура компьютера.

Память — это устройство для хранения данных, в которых размещаются программы и данные.

Процессор — это устройство для выборки команд из памяти и выполнения действий, предписанных командой.

Обработка команды выполняется следующим образом:

Процессор посылает в память адрес команды, А и из памяти в процессор выбирается команда А.

Процессор дешифрует код операции, указанной в команде и читает из памяти операнды А_i, A_j, и т. д. указанные в команде.

Процессор выполняет над операциями заданные операции, в результате чего получается результат Р. Результат Р может быть записан в память.

Процессор формирует адрес следующей команды путем естественной адресации А:=А+1 или из адресной части команды А:=А_i

Устройства ввода/вывода используются для обмена информацией с человеком или передачи данных. Ввод/вывод инициализируется процессором в соответствии с кодом операции. Операция ввода/вывода иначе называется операцией чтения/записи данных.

Основные характеристики процессора Длина слова составляет от 1 до 8 байт.

Система команд может составлять от нескольких десятков до 600 команд.

Быстродействие, в зависимости от области применения компьютеров от 1 млн. операций в секунду до многих миллиардов операций/сек.

Стоимость процессора от нескольких десятков центов для специального применения до нескольких тысяч долларов.

Основные характеристики памяти Емкость памяти — это предельное количество данных, размещаемых в ней.

Емкость памяти исчисляется:

• 1 КБайт = 1024 байт
• 1 Мбайт = 1024 Кбайт
• 1 Гбайт = 1024 Мбайт
• 1 Тбайт = 1024 Гбайт

Быстродействие памяти определяется затратами времени на передачу некоторого объема данных при чтении (записи). Для различных типов записывающих устройств оно составляет от нескольких нано секунд до 50 и более милли секунд. Это зависит от удельной стоимости хранения данных в расчете на 1кб, 1Мб, и т. д.

Компьютер должен иметь емкость памяти, достаточную для хранения всех данных и всех программ. Быстродействие, достаточное для выполнение программы за заданное время.

Интерфейс Устройства соединяются между собой обычно проводниковыми или оптическими линиями, используемыми для передачи данных.

Совокупность линий и алгоритм передачи данных по ним называют интерфейсом.

Сигнал инициируется одним из устройств и происходит в темпе реализации алгоритма передачи данных.

Интерфейс определяется на двух уровнях:

Логическом Конструктивном (физическом) Конструктивный интерфейс устанавливает электрические и временные параметры сигналов. Кроме того, устанавливается размещение соединительных линий по контактам разъемов и ограничения на предельную длину соединения.

Интерфейс если имеет описывающие стандарт.

Интерфейс подразделяется:

Последовательный.

Параллельный.

Последовательный интерфейс состоит из одной — двух линий для передачи информации побитно.

В параллельных интерфейсах передача данных производится байтами, словами и т. д.

Основная характеристика интерфейса — пропускная способность, определяемая предельным количеством данных, передаваемых за секунду.

Пропускная способность зависит от ограничения на длину шины.