Архитектура ПК

    Кэш (англ. cache), или сверхоперативная память — очень быстрое ЗУ небольшого объёма, которое используется при обмене данными между микропроцессором и оперативной памятью для компенсации разницы в скорости обработки информации процессором и несколько менее быстродействующей оперативной памятью.

    Кэш-памятью  управляет специальное устройство — контроллер, который, анализируя выполняемую программу, пытается предвидеть, какие данные и команды вероятнее всего понадобятся в ближайшее время процессору, и подкачивает их в кэш-память. При этом возможны как "попадания", так и "промахи". В случае попадания, то есть, если в кэш подкачаны нужные данные, извлечение их из памяти происходит без задержки. Если же требуемая информация в кэше отсутствует, то процессор считывает её непосредственно из оперативной памяти. Соотношение числа попаданий и промахов определяет эффективность кэширования.

    Кэш-память реализуется на микросхемах статической  памяти SRAM (Static RAM), более быстродействующих, дорогих и малоёмких, чем DRAM.

    Современные микропроцессоры имеют встроенную кэш-память, так называемый кэш первого  уровня размером 8–16 Кбайт. Кроме того, на системной плате компьютера может  быть установлен кэш второго уровня ёмкостью от 64 Кбайт до 256 Кбайт и  выше[5].

    К устройствам специальной памяти относятся постоянная память (ROM), перепрограммируемая постоянная память (Flash Memory), память CMOS RAM, питаемая от батарейки, видеопамять и некоторые другие виды памяти.

    Постоянная  память (ПЗУ, англ. ROM, Read Only Memory — память только для чтения) — энергонезависимая  память, используется для хранения данных, которые никогда не потребуют  изменения. Содержание памяти специальным  образом “зашивается” в устройстве при его изготовлении для постоянного хранения. Из ПЗУ можно только читать.

    Перепрограммируемая постоянная память (Flash Memory) — энергонезависимая  память, допускающая многократную перезапись своего содержимого с дискеты.

    Прежде  всего в постоянную память записывают программу управления работой самого процессора. В ПЗУ находятся программы  управления дисплеем, клавиатурой, принтером, внешней памятью, программы запуска  и остановки компьютера, тестирования устройств.

    Для хранения графической информации используется видеопамять.

    Видеопамять (VRAM) — разновидность оперативного ЗУ, в котором хранятся закодированные изображения. Это ЗУ организовано так, что его содержимое доступно сразу двум устройствам — процессору и дисплею. Поэтому изображение на экране меняется одновременно с обновлением видеоданных в памяти[5]. 

1.4.2. Внешняя память

    Внешняя память (ВЗУ) предназначена для длительного  хранения программ и данных, и целостность  её содержимого не зависит от того, включен или выключен компьютер. В отличие от оперативной памяти, внешняя память не имеет прямой связи  с процессором. Информация от ВЗУ  к процессору и наоборот циркулирует  примерно по следующей цепочке (Рис.2.): 

    

Рис.2. Циркуляция информации между ВЗУ и процессором

    В состав внешней памяти компьютера входят:

    -  накопители на жёстких магнитных  дисках;

    -  накопители на гибких магнитных  дисках;

    -  накопители на компакт-дисках;

    -  накопители на магнито-оптических  компакт-дисках;

    Накопители  на гибких магнитных дисках

    Гибкий  диск, дискета (англ. floppy disk) — устройство для хранения небольших объёмов  информации, представляющее собой гибкий пластиковый диск в защитной оболочке. Используется для переноса данных с  одного компьютера на другой и для  распространения программного обеспечения.

    Дискета состоит из круглой полимерной подложки, покрытой с обеих сторон магнитным окислом и помещенной в пластиковую упаковку, на внутреннюю поверхность которой нанесено очищающее покрытие. В упаковке сделаны с двух сторон радиальные прорези, через которые головки считывания/записи накопителя получают доступ к диску.

Накопители  на жестких магнитных дисках

    Если  гибкие диски — это средство переноса данных между компьютерами, то жесткий  диск — информационный склад компьютера.

    Как и у дискеты, рабочие поверхности  платтеров разделены на кольцевые  концентрические дорожки, а дорожки  — на секторы. Головки считывания-записи вместе с их несущей конструкцией и дисками заключены в герметически закрытый корпус, называемый модулем  данных. При установке модуля данных на дисковод он автоматически соединяется  с системой, подкачивающей очищенный  охлажденный воздух.

    Поверхность платтера имеет магнитное покрытие толщиной всего лишь в 1,1 мкм, а также  слой смазки для предохранения головки  от повреждения при опускании  и подъёме на ходу. При вращении платтера над ним образуется воздушный  слой, который обеспечивает воздушную  подушку для зависания головки  на высоте 0,5 мкм над поверхностью диска.

В отличие  от дискеты, винчестерский диск вращается  непрерывно.

Винчестерский накопитель связан с процессором  через контроллер жесткого диска.

    Все современные накопители снабжаются встроенным кэшем (64 Кбайт и более), который существенно повышает их производительность.

 

Заключение

     Активное  развитие микроэлектроники, появление  и постоянное совершенствование  микроминиатюрных интегральных электронных  элементов создали основу для  развития и совершенствования персональных компьютеров. Производительность их взросла  на три порядка, при этом, что очень  важно цена практически не изменилась. ПК стал доступен массовому потребителю, и теперь в развитых странах мира компьютер имеется на большинстве  рабочих мест и в большинстве  семей.

     Сейчас  ПК особенно популярны, т.к. они компактны, не требуют специальных условий  эксплуатации, дешевы, благодаря дружественному интерфейсу с пользователем не требует  специальной профессиональной подготовки при выполнении большей части  работ. Все это обусловливается  хорошо развитой и усовершенствованной  архитектурой ПК, позволяющей активно, качественно, рационально и легко  использовать ресурсы ЭВМ при  информационно-вычислительных процессах. Так как в информационном обществе главным ресурсом является информация, именно на основе владения информацией  о самых различных процессах  и явлениях можно эффективно и  оптимально строить любую деятельность. А эффективная работа компьютера обеспечивается взаимодействием всех его важнейших деталей и компонентов, образующих его архитектуру. Поэтому  невозможно представить современные  производственные процессы в мировом  информационном сообществе без использования  ПК с хорошо разработанной архитектурой.

     Процесс усовершенствования ПК продолжается, разрабатываются и испытываются новейшие технологии в получении, обработке, хранении и передаче информации, изменяются и развиваются структурные элементы ПК, его работа становится все более  производительной и качественной, а  использование все более простым  и понятным. Все это усиливает  роль ПК как главного компонента при  решении сложнейших задач и делает его незаменимым предметом в  современной информационной эпохе.

2. Практическая часть

2.1. Общая характеристика задачи (Вариант 9)

    Фирма ООО «Титаник» предоставляет  услуги по перевозке грузов. Для  определения затрат на приобретение материалов ежемесячно ведется учет количества приобретаемого топлива. Данные о ценах и количестве приобретенного топлива в течение месяца приведены на рис. 9.1.

1. Построить таблицы по приведенным ниже данным.
2. Выполнить расчет средней цены 1 л топлива по каждому виду, данные расчета занести в таблицы (рис. 9.1). Средняя цена определяется как отношение общей суммы затрат на приобретение данного вида топлива в течение месяца к общему количеству приобретенного топлива за месяц.
3. Организовать межтабличные связи для автоматического формирования ведомости затрат на приобретение топлива за квартал.
4. Сформировать и заполнить сводную ведомость затрат на приобретение топлива за квартал, определить среднюю цену 1 л топлива за квартал (рис. 9.2) .
5. Результаты расчета средней цены 1 л топлива по каждому месяцу и по каждому виду топлива представить в графическом виде.

 

 

 

Рис. 9.1. Данные о затратах на приобретение ГСМ по месяцам