Le principe de base du fonctionnement d'un PC. Le principe de fonctionnement et la structure d'un ordinateur personnel. Quel est le principe de fonctionnement des ordinateurs ?

Configuration Wi-Fi

Les principaux périphériques de l'ordinateur « vivent » dans l'unité centrale. Ceux-ci incluent : la carte mère, le processeur, la carte vidéo, la RAM, le disque dur. Mais à l'extérieur, généralement sur la table, des appareils informatiques non moins importants « vivent » également. Tels que : moniteur, souris, clavier, haut-parleurs, imprimante.

Dans cet article, nous examinerons, En quoi consiste un ordinateurà quoi ressemblent ces appareils, quelle fonction ils remplissent et où ils se trouvent.

Unité système.

Dans la première catégorie, nous analyserons les périphériques, ou également appelés composants, qui sont « cachés » dans l'unité centrale. Ce sont les plus importants pour son œuvre. À propos, vous pouvez immédiatement examiner l'unité centrale. Ce n'est pas difficile. Il suffit de dévisser les deux boulons à l'arrière de l'unité centrale et de déplacer le couvercle sur le côté, et nous verrons alors une vue des périphériques les plus importants de l'ordinateur, que nous allons maintenant examiner dans l'ordre.

Une carte mère est un circuit imprimé conçu pour connecter les principaux composants d’un ordinateur. Certains d'entre eux, par exemple un processeur ou une carte vidéo, sont installés directement sur la carte mère elle-même dans un emplacement dédié. Et l'autre partie des composants, par exemple un disque dur ou une alimentation, est connectée à la carte mère à l'aide de câbles spéciaux.

Un processeur est un microcircuit et en même temps le « cerveau » d'un ordinateur. Pourquoi? Parce qu'il est responsable de l'exécution de toutes les opérations. Plus le processeur est performant, plus il effectuera ces mêmes opérations rapidement et, par conséquent, l'ordinateur fonctionnera plus rapidement. Le processeur, bien sûr, affecte la vitesse de l'ordinateur, et même grandement, mais la vitesse du PC dépendra également de votre disque dur, de votre carte vidéo et de votre RAM. Ainsi, le processeur le plus puissant ne garantit pas une plus grande vitesse de l’ordinateur si les composants restants sont déjà obsolètes.

3. Carte vidéo.

Une carte vidéo, ou autrement une carte graphique, est conçue pour afficher des images sur un écran de moniteur. Il est également installé sur la carte mère, dans un connecteur spécial PSI-Express. Plus rarement, une carte vidéo peut être intégrée à la carte mère elle-même, mais sa puissance n'est le plus souvent suffisante que pour les applications bureautiques et la navigation sur Internet.

La RAM est une bande rectangulaire, semblable à une cartouche d’anciennes consoles de jeux. Il est destiné au stockage temporaire des données. Par exemple, il stocke le presse-papiers. Nous avons copié du texte sur le site et il est immédiatement entré dans la RAM. Les informations sur les programmes en cours d'exécution, le mode veille de l'ordinateur et d'autres données temporaires sont stockées dans la RAM. Une particularité de la RAM est que ses données sont complètement supprimées après la mise hors tension de l'ordinateur.

Un disque dur, contrairement à la RAM, est conçu pour le stockage de fichiers à long terme. Autrement appelé disque dur. Il stocke les données sur des plaques spéciales. Les disques SSD se sont également répandus récemment.

Leurs caractéristiques incluent une vitesse de fonctionnement élevée, mais il existe un inconvénient immédiat : ils sont coûteux. Un disque SSD de 64 Go vous coûtera le même prix qu'un disque dur de 750 Go. Pouvez-vous imaginer combien coûtera un SSD de plusieurs centaines de gigaoctets ? Waouh, Waouh ! Mais ne vous inquiétez pas, vous pouvez acheter un disque SSD de 64 Go et l'utiliser comme lecteur système, c'est-à-dire y installer Windows. On dit que la vitesse de travail augmente plusieurs fois. Le système démarre très rapidement, les programmes volent. Je prévois de passer à un SSD et de stocker des fichiers réguliers sur un disque dur traditionnel.

Un lecteur de disque est nécessaire pour travailler avec des disques. Bien qu’il soit utilisé beaucoup moins fréquemment, il ne fera toujours pas de mal sur les ordinateurs de bureau. Au minimum, le lecteur de disque sera utile pour installer le système.

6. Systèmes de refroidissement.

Le système de refroidissement est constitué de ventilateurs qui refroidissent les composants. Généralement, trois refroidisseurs ou plus sont installés. Assurez-vous d'en avoir un sur le processeur, un sur la carte vidéo et un sur l'alimentation, puis comme vous le souhaitez. Si quelque chose est chaud, il est conseillé de le refroidir. Des ventilateurs sont également installés sur les disques durs et dans le boîtier lui-même. Si le refroidisseur du boîtier est installé sur le panneau avant, il évacue la chaleur et les refroidisseurs installés sur le compartiment arrière fournissent de l'air froid au système.

La carte son transmet le son aux haut-parleurs. Il est généralement intégré à la carte mère. Mais il arrive soit qu'il tombe en panne et soit donc acheté séparément, soit qu'au départ le propriétaire du PC n'est pas satisfait de la qualité du système standard et achète un autre système audio. En général, une carte son a également le droit de figurer sur cette liste d'appareils PC.

Une alimentation électrique est nécessaire pour que tous les appareils informatiques décrits ci-dessus fonctionnent. Il fournit à tous les composants la quantité d’électricité nécessaire.

8. Corps

Et pour mettre quelque part la carte mère, le processeur, la carte vidéo, la RAM, le disque dur, le lecteur de disquette, la carte son, l'alimentation et éventuellement quelques composants supplémentaires, nous avons besoin d'un boîtier. Là, tout cela est soigneusement installé, vissé, connecté et commence le quotidien, de l'allumage à l'extinction. La température requise est maintenue dans le boîtier et tout est protégé contre les dommages.

En conséquence, nous obtenons une unité système à part entière, avec tous les périphériques informatiques les plus importants nécessaires à son fonctionnement.

Périphériques.

Eh bien, pour commencer pleinement à travailler sur l'ordinateur et ne pas regarder l'unité système « bourdonnante », nous aurons besoin de périphériques. Ceux-ci incluent les composants informatiques qui se trouvent en dehors de l'unité centrale.

Un moniteur est naturellement nécessaire pour voir avec quoi nous travaillons. La carte vidéo fournit l'image au moniteur. Ils sont connectés entre eux à l'aide d'un câble VGA ou HDMI.

Le clavier est conçu pour saisir des informations, et bien sûr, quel genre de travail existe-t-il sans un clavier complet. Pour taper du texte, jouer à des jeux, surfer sur Internet et partout où vous avez besoin d'un clavier.

3. Souris.

La souris est nécessaire pour contrôler le curseur sur l'écran. Déplacez-le dans différentes directions, cliquez, ouvrez des fichiers et des dossiers, appelez diverses fonctions et bien plus encore. Tout comme sans clavier, vous ne pouvez pas vivre sans souris.

4. Haut-parleurs.

Les haut-parleurs sont principalement nécessaires pour écouter de la musique, regarder des films et jouer à des jeux. Qui d'autre utilise aujourd'hui les haut-parleurs plus que les utilisateurs ordinaires les reproduisent quotidiennement dans ces tâches.

Une imprimante et un scanner sont nécessaires pour imprimer et numériser des documents et tout ce qui est nécessaire dans le domaine de l'impression. Ou MFP, appareil multifonction. Il sera utile à tous ceux qui impriment, numérisent, font des photocopies et effectuent souvent de nombreuses autres tâches avec cet appareil.

Dans cet article, nous n'avons que brièvement passé en revue les principaux appareils informatiques, et dans d'autres, liens vers lesquels vous voyez ci-dessous, nous examinerons en détail tous les périphériques les plus populaires, ainsi que les composants qui font partie de l'unité centrale, c'est-à-dire les composants.

Bonne lecture!

Tous les écoliers modernes qui ont suivi attentivement un cours d'informatique connaissent les composants d'un ordinateur et leurs fonctions. Les étudiants inscrits dans des spécialités techniques liées à l’informatique connaissent également bien ce domaine. Mais si une personne qui n'a pas reçu d'informations spécifiques dans le programme éducatif souhaite comprendre les principes de fonctionnement d'un ordinateur moderne, elle devra rechercher des sources d'information adéquates. Il convient de reconnaître que certains auteurs écrivent comme pour eux-mêmes : ils utilisent de nombreux termes qui ne sont pas clairs pour une personne éloignée de ce domaine. Il n'est pas difficile de comprendre le fonctionnement et le fonctionnement d'un ordinateur personnel (PC), il vous suffit d'adopter une approche responsable par rapport à l'objectif que vous vous êtes fixé. Le monde de l’informatique est vraiment fascinant !

De quoi s'agit-il?

Avant de pouvoir comprendre quelles sont les bases du logiciel système, de quoi est faite une machine et comment programmer avec elle, vous devez d'abord comprendre sur quoi vous vous concentrez. Son nom nous vient de la langue anglaise. De nos jours, un ordinateur est généralement appelé une machine électronique qui peut être programmée pour accumuler des données, traiter des informations et transférer des connaissances.

L’élément de base le plus important sur lequel un ordinateur est construit est un générateur d’horloge. C'est lui qui produit des signaux à des intervalles de temps spécifiés. Les impulsions participent en outre au flux de travail de divers dispositifs internes et externes pour la saisie, le traitement et la sortie des informations. En fait, le processus de contrôle consiste à distribuer des signaux de manière à atteindre l'objectif fixé pour une personne. Il n'est pas nécessaire de diriger indépendamment tous les signaux là où cela est nécessaire : cela se produit automatiquement s'il existe un contrôle logiciel approprié. Certes, le résultat ne sera réussi que s'il existe un code adéquat sans erreur.

Comment ça fonctionne?

Un aspect clé qui est toujours expliqué dans les cours d'informatique pour débutants : le principe du logiciel est la base du processus de travail. Nous parlons de la présence d'un programme spécialisé dans la mémoire de l'ordinateur. Cette idée est devenue la plus importante pour l’architecture informatique à l’heure actuelle. Dans les cours (d'informatique) pour débutants, les principales thèses du principe doivent être décrites :

  • le programme informatique est écrit dans une mémoire électronique, où il est stocké, comme les valeurs originales ;
  • Les séquences de commandes formées dans le programme sont codées avec des nombres et ne diffèrent pas par leur format.

Le postulat de base du principe logiciel de fonctionnement d'un ordinateur

Une description générale d'un ordinateur commence toujours par une déclaration de ce principe de gestion, du fait de la présence de code pré-écrit que la machine doit exécuter. Cette idée est devenue la base pour comprendre l'universalité des ordinateurs : dans un laps de temps précis, une tâche est résolue qui est régulée par un programme mis à jour.

Dès que le résultat est obtenu, vous pouvez passer au programme suivant, en effectuant des calculs selon l'algorithme qui y est décrit. Cette approche implique l'utilisation de logiciels. Le principe logiciel de fonctionnement d'un ordinateur déclare la présence d'un logiciel obligatoire pour tout utilisateur moderne. Ce qui est curieux, c’est que les gens qui créent du code (bien sûr, pas n’importe quel code, mais quand même) utilisent aussi des programmes, des algorithmes, qui sont des logiciels.

À propos de la terminologie

Comme son nom l’indique, le concept de base de l’approche moderne visant à déterminer les principes de performance d’un ordinateur est un programme. Grâce à lui, les données sont enregistrées, les données sont sorties de la mémoire vers un périphérique externe, toute autre opération - calculs, construction d'images, etc. Le terme est généralement utilisé pour désigner une notation algorithmique qui permet d'obtenir une solution à un problème formulé par l'exécution séquentielle d'opérations. Le programme est formulé à l'aide d'opérateurs du langage sélectionné accessible à l'ordinateur. La tâche principale de tout programme moderne est de contrôler l'activité du matériel. L'utilisation de programmes est le premier signe du principe logiciel de fonctionnement d'un ordinateur.

Comment l'utiliser?

Supposons que, dans le cadre de la résolution d'un problème de travail, une personne ait besoin d'analyser le travail de l'entreprise dans laquelle elle est employée et, par rapport à cette question, qu'elle ait besoin de construire des exemples de modèles informatiques. Le principe logiciel de fonctionnement de l'ordinateur devient pour lui un outil indispensable pour accomplir la tâche : il n'est pas nécessaire de dessiner quoi que ce soit à la main et d'effectuer des calculs approfondis, il suffit de choisir un programme qui, dans le bon mode et dans les conditions établies. ordre, active les capacités matérielles de la machine, pour finalement les transmettre au périphérique de transfert d'informations (moniteur, imprimante).

En revanche, les résultats ne seront corrects que si un logiciel débogué est utilisé. Il ne doit pas nécessiter de modification, c'est-à-dire que l'utilisateur lance simplement le produit et utilise les fonctions qu'il comprend, sans avoir aucune formation particulière concernant la structure interne du logiciel. Tout ce dont il a besoin est une compréhension de l'application et une connaissance de la description générale de l'ordinateur. Le principe de fonctionnement logiciel de l'ordinateur prévoit la disponibilité d'une documentation spécialisée pour tous les logiciels utilisés.

Logiciel

Ce terme est généralement utilisé pour caractériser un ensemble de règles, d'ensembles de procédures, de composants logiciels et de documentation officielle d'accompagnement qui permettent de traiter les données et de mettre en œuvre la fonctionnalité déclarée du système.

Lors de la compréhension de l'essence du principe logiciel de fonctionnement d'un ordinateur, il est important de prendre en compte le fait que la structure logicielle et matérielle est constamment en relation étroite, la fonctionnalité de l'une étant déterminée par la clarté de l'autre. Le logiciel utilisé sur les ordinateurs modernes dépend de paramètres techniques et est appelé configuration logicielle.

Approche méthodologique

Le principe logiciel de l'ordinateur est basé sur les idées exprimées par Babbage et von Neumann. Il est d'usage de parler de trois éléments clés :

  • CPU;
  • mémoire;
  • appareils qui vous permettent de sortir et de saisir des informations.

En parlant du processeur, il est divisé en deux appareils :

  • directeur;
  • fournir des opérations logiques et arithmétiques.

Système de classification

Il est d'usage de diviser les ordinateurs en plusieurs grandes catégories :

  • grand;
  • mini-;
  • micro;

Grands appareils puissants, courants dans les grandes organisations, travaillant souvent au profit de l'économie nationale. Pour entretenir de tels appareils, plusieurs dizaines de professionnels sont nécessaires. Les ordinateurs centraux sont un élément fondamental de la création d’un centre informatique. Dans une machine aussi énorme, il est totalement impossible pour un non-spécialiste de deviner quel appareil est destiné au traitement de l'information !

Les mini sont des ordinateurs de petites dimensions, de performances relativement faibles et d'un prix bas. Souvent utilisé par les entreprises, les établissements scientifiques, de recherche et d’enseignement. Ils se voient confier les fonctions de contrôle des processus de production. Les micro sont des ordinateurs encore plus petits qui sont activement utilisés non seulement dans les entreprises, mais aussi dans les centres informatiques comme équipement auxiliaire.

PC

C'est peut-être cette catégorie de technologie qui suscite une telle curiosité auprès du grand public quant aux principes logiciels de fonctionnement des ordinateurs. Le terme fait généralement référence à un équipement utilisé sur le lieu de travail, c'est-à-dire destiné à une seule personne. Souvent, avec l'aide d'un PC, le processus éducatif et de travail est rendu plus efficace, mais la fonctionnalité ne se limite pas à cela. La normalisation internationale a permis d'introduire une division en groupes. On distingue les catégories suivantes :

  • masse;
  • bureau;
  • mobile;
  • ouvriers;
  • jeu

Pourquoi sont-ils nécessaires ?

Selon l'orientation plus ou moins large accordée à la résolution de problèmes, il est d'usage de parler de spécialisation des ordinateurs. Exister:

  • universel;
  • spécialisé.

Les premiers sont conçus pour un large éventail de tâches ; les systèmes informatiques peuvent être configurés à volonté, en sélectionnant les éléments structurels optimaux. L'ordinateur résultant sera efficace pour les flux de travail, l'édition de fichiers texte ou musicaux, etc. Les machines spécialisées sont créées avec un accent spécifique sur le travail. Il s'agit notamment des ordinateurs de bord installés dans les avions et les voitures. En examinant une telle machine, un utilisateur inexpérimenté sera difficilement en mesure de déterminer immédiatement quel appareil est destiné au traitement de l'information ! Beaucoup d'entre eux se distinguent par une abondance d'écrans, de compteurs, de capteurs, de lumières - les yeux sont tout simplement fous. Par conséquent, pour utiliser un tel appareil dans la pratique, vous devrez d'abord suivre un cours de développement spécialisé.

Données : stocker et traiter

Le principe logiciel de fonctionnement d'un ordinateur est l'exécution de programmes spécifiés, qui génèrent ainsi des informations utiles utilisées par l'utilisateur pour résoudre les problèmes auxquels il est confronté. En fait, un ordinateur est l’exécuteur d’un ensemble de commandes modèles spécifiées par une personne, appelé algorithme. Les idées de conception sont basées sur l'algèbre booléenne. En fait, un ensemble d'instructions est chargé dans la machine dans un format lisible par ordinateur, vous permettant d'effectuer séquentiellement un nombre limité d'actions, qui aboutiront au résultat dont la personne a besoin. L'algorithme est caractérisé par son nom, son point de départ et son point d'arrivée.

Une idée de l'essence du principe de fonctionnement logiciel d'un ordinateur peut être obtenue en analysant les principales caractéristiques de l'algorithme :

  • discrétion (un ensemble de commandes est formé d'actions données, pour lesquelles l'ordre est déclaré) ;
  • la détermination (chaque action est strictement définie et ne peut avoir plus d'un sens) ;
  • la finitude (les actions individuellement, l'algorithme dans son ensemble ont nécessairement un chemin d'achèvement) ;
  • l'efficacité (l'absence d'erreurs, prouvée par l'obtention d'un résultat en un nombre fini d'itérations) ;
  • caractère de masse (applicabilité à un grand nombre de problèmes similaires, différant par la répartition des paramètres initiaux).

Les trois principes de Neumann

Ces postulats se sont concrétisés en 1946, lorsqu’il a été possible de construire le premier ordinateur de l’histoire de l’humanité. Les principes de Neumann :

  • contrôle logiciel;
  • homogénéité de la mémoire;
  • ciblage.

Que diriez-vous de plus de détails ?

Le principe de gestion suppose la présence d'un jeu de commandes, exécutées séquentiellement par le processeur en mode automatique.

L'homogénéité de la mémoire implique l'accumulation d'informations dans un type de mémoire, ce qui élimine le besoin de déterminer la nature des données dans une cellule donnée. Les programmes et les données sont enregistrés ensemble, ce qui permet de leur appliquer la même séquence d'actions. L'utilisateur, utilisant habilement cette fonctionnalité, reçoit de nombreuses opportunités. Disons qu'après avoir lancé le programme, vous pouvez y travailler en choisissant les règles d'obtention des pièces.

L'adressabilité dit que la mémoire de l'ordinateur est structurée, formée de cellules, chacune d'elles ayant son propre numéro unique. Le processeur peut à tout moment demander des informations à une cellule arbitraire ; une structure ordonnée fournira l'accès le plus rapide possible aux informations nécessaires. Différentes zones de mémoire peuvent être nommées différemment, les programmes qui y sont écrits sont simplement recherchés et l'accumulation d'informations sur la structure permet de simplifier la procédure d'accès. De plus, en utilisant les noms attribués, il est plus facile de modifier les informations enregistrées en exécutant l'ensemble d'actions du programme sélectionné.

Représentation des données et du programme

Toutes les informations peuvent être traitées par les ordinateurs modernes : graphiques, images, textes, sons. Cela est dû à la possibilité de convertir dans un format compréhensible au niveau matériel. Le processeur reçoit une instruction sur la base de laquelle il effectue des opérations. La résolution d’un problème s’accompagne d’une séquence d’activités, comprenant souvent d’innombrables opérations. Cela s'appelle un programme.

Le logiciel dont dispose un utilisateur moderne n’est pas apparu du jour au lendemain. Il a fallu plusieurs décennies aux plus grands esprits de notre monde pour développer les principes de base de la conception de programmes, en déboguant des opérations optimales qui nous permettent d'obtenir des résultats rapidement et efficacement avec une charge matérielle minimale. Les logiciels informatiques modernes sont un ensemble de ces programmes.

Logiciel : fonctionnalités

Pas un seul utilisateur moderne ordinaire ne pourra travailler si l'ordinateur n'est pas équipé d'un logiciel système. Le composant principal de ce complexe est le système d'exploitation, reconnu comme le composant de base du logiciel. Cet élément est nécessaire ; son absence rend impossible le fonctionnement d'un ordinateur dans la compréhension d'une personne ordinaire. Outre le système d'exploitation, la catégorie des logiciels système comprend une variété de projets de service et de programmes de service. Certains d’entre eux gèrent les disques, d’autres compressent les données, résistent aux attaques de logiciels malveillants, etc.

Afin de pouvoir utiliser un ordinateur pour résoudre les tâches assignées à l’utilisateur, il est nécessaire de disposer d’un logiciel. De tels projets aident à générer des informations graphiques, des images, des sons, des textes et vous permettent d'effectuer des opérations avec des données numériques. La catégorie des logiciels d'application est divisée en :

  • applications;
  • systèmes de programmation.

Logiciel d'application

Les systèmes de programmation sont nécessaires pour les professionnels travaillant dans le domaine de la création de nouveaux produits informatiques. Plusieurs langages de programmation ont été développés, le plus utilisé actuellement étant la famille pour la programmation orientée objet. Les environnements visuels sont très populaires. Même un débutant utilisant de tels produits peut maîtriser les opérations de codage de base et créer son propre produit fonctionnel.

Les applications sont un type de logiciel d'application légèrement différent. Grâce à lui, des tableaux de texte, des informations graphiques et audio, des chiffres et des vidéos sont traités. Vous pouvez utiliser des programmes spécialisés pour le travail en réseau. L'utilisation des produits ne nécessite aucune compétence en programmation. Les applications générales qui vous permettent de résoudre des problèmes classiques sont requises par presque tous les utilisateurs. Il s'agit notamment d'éditeurs de texte, de graphiques, de tableaux, de systèmes permettant une gestion centralisée des bases de données accumulant des données. Il ne faut pas perdre de vue les produits avec lesquels vous pouvez créer des présentations. Les réseaux informatiques, qui se sont activement développés ces derniers temps, ont considérablement accru l'importance des programmes permettant d'assurer la communication des utilisateurs.

Quelles sont les autres applications ?

Certains proposent d'inclure les programmes antivirus dans un groupe distinct, dont l'importance augmente d'année en année en raison de la prévalence croissante des logiciels malveillants. Les environnements logiciels professionnels utilisés par des utilisateurs qualifiés méritent attention. Ceux-ci sont utilisés pour créer des animations et des graphiques, aider à développer des projets, effectuer des calculs comptables complexes et traduire des textes. Les dictionnaires électroniques sont extrêmement précieux pour de nombreux utilisateurs modernes.

Une catégorie importante de logiciels est celle des applications éducatives qui vous permettent d'améliorer votre niveau dans la spécialisation choisie sans impliquer des tiers. Ceci est particulièrement pertinent en ce qui concerne les langues étrangères. Les tests et les tuteurs programmés au format électronique sont très demandés.

Système d'exploitation : fonctionnalité

Le système d'exploitation fonctionne en étroite interaction avec le matériel informatique, contrôle l'équipement et transmet les commandes de l'utilisateur dans un format compréhensible par la machine. Fonctionnalité du système d'exploitation :

  • échange de données entre appareils;
  • stocker les données et assurer leur disponibilité ;
  • exécution organisée des processus de travail ;
  • rapport d'erreurs, réponse adéquate à un accident ;
  • fonctionnement de l'équipement de surveillance ;
  • accès aux outils système ;
  • assurer un dialogue mutuel entre la machine et l'utilisateur.

Un ordinateur est un appareil capable d'exécuter une séquence d'opérations clairement définie prescrite par un programme.

Le concept d'« ordinateur » est plus large que le concept d'« ordinateur électronique » (ordinateur), puisque ce dernier met l'accent sur les calculs. Un ordinateur personnel (PC) se distingue par le fait qu'il peut être utilisé par une seule personne sans recourir à l'aide d'une équipe de personnel de service et sans lui allouer une pièce spéciale avec un dispositif de climatisation, un système d'alimentation électrique puissant et autres attributs des grands ordinateurs. Cet ordinateur est généralement axé sur l'interaction interactive avec un utilisateur (dans les jeux, parfois à deux), et l'interaction se produit à travers une variété de supports de communication, du dialogue alphanumérique et graphique utilisant un écran, un clavier et une souris aux appareils de réalité virtuelle, dans lesquels il n'y a probablement que des odeurs.

Le premier ordinateur intégrant les principes de von Neumann a été construit en 1949 par le chercheur anglais Morris Wilkes. Depuis, les ordinateurs sont devenus beaucoup plus puissants, mais la grande majorité d’entre eux sont construits conformément aux principes exposés par John von Neumann dans son rapport de 1945 :

Tout d'abord, l'ordinateur doit disposer des périphériques suivants :

Une unité arithmétique et logique qui effectue des opérations arithmétiques et logiques ;

Un dispositif de contrôle qui organise le processus d'exécution du programme ;

Un périphérique de stockage, ou mémoire, pour stocker des programmes et des données ;

Périphériques externes pour l'entrée/sortie d'informations.

La mémoire de l'ordinateur doit être constituée d'un certain nombre de cellules numérotées, chacune pouvant contenir ou traiter des données ou des instructions de programme. Toutes les cellules mémoire doivent être facilement accessibles aux autres appareils informatiques.

Les connexions entre les appareils informatiques sont illustrées à la Fig. 1.1 (les lignes simples montrent les connexions de contrôle, les lignes doubles montrent les connexions d'information).

Riz. 2.1. Schéma informatique de Neumann

De manière générale, le fonctionnement d'un ordinateur peut être décrit comme suit. Tout d'abord, à l'aide d'un périphérique externe, un programme est entré dans la mémoire de l'ordinateur. Le dispositif de contrôle lit le contenu de la cellule mémoire où se trouve la première instruction (commande) du programme et organise son exécution. Cette commande peut effectuer des opérations arithmétiques ou logarithmiques, lire des données de la mémoire pour effectuer des opérations arithmétiques ou logiques ou écrire leurs résultats en mémoire, saisir des données d'un périphérique externe en mémoire ou sortir des données de la mémoire vers un périphérique externe.

Généralement, après l'exécution d'une commande, le dispositif de contrôle commence à exécuter la commande à partir de la cellule mémoire située immédiatement après la commande qui vient d'être exécutée. Cependant, l'ordre peut être modifié à l'aide d'instructions de transfert de contrôle (saut). Ces commandes indiquent au dispositif de contrôle qu'il doit continuer à exécuter le programme à partir de la commande contenue dans un autre emplacement mémoire. Un tel « saut », ou transition, dans un programme ne peut pas toujours être effectué, mais seulement si certaines conditions sont remplies, par exemple si certains nombres sont égaux, si l'opération arithmétique précédente a abouti à zéro et que cela permet les mêmes séquences. de commandes à utiliser plusieurs fois dans le programme (c'est-à-dire organiser une boucle), exécuter différentes séquences de commandes en fonction de la réalisation de certaines conditions, etc., c'est-à-dire créer des programmes complexes.

Ainsi, le dispositif de contrôle exécute les instructions du programme automatiquement, sans intervention humaine. Il peut échanger des informations avec la RAM et les périphériques externes de l'ordinateur. Étant donné que les périphériques externes fonctionnent généralement beaucoup plus lentement que le reste de l'ordinateur, le périphérique de contrôle peut suspendre l'exécution du programme jusqu'à ce qu'une opération d'E/S avec le périphérique externe soit terminée. Tous les résultats du programme exécuté doivent être transmis à un périphérique externe de l'ordinateur, après quoi l'ordinateur attend tout signal provenant de périphériques externes.

Il convient de noter que la conception des ordinateurs modernes est quelque peu différente de celle indiquée ci-dessus. En particulier, l'unité arithmétique et logique et l'unité de contrôle sont généralement combinées en un seul appareil - le processeur central. De plus, le processus d'exécution du programme peut être interrompu pour des actions urgentes liées aux signaux reçus de périphériques informatiques externes. De nombreux ordinateurs à grande vitesse effectuent un traitement parallèle sur plusieurs processeurs. Cependant, la plupart des ordinateurs modernes suivent, en termes fondamentaux, les principes énoncés par von Neumann.

Les ordinateurs personnels compatibles avec l'IBM PC sont répartis en plusieurs générations (ou classes) avec les caractéristiques suivantes :

Le premier modèle de PC IBM était doté d'un processeur Intel-8088, de 1 Mo de mémoire adressable, d'un bus d'extension ISA (8 bits) et de lecteurs de disquettes (FHD) jusqu'à 360 Ko.

IBM PC/XT (Extended Technology) - des disques durs (HDD) et la possibilité d'installer un coprocesseur mathématique Intel-8087 sont apparus.

IBM PC/AT (Advanced Technology - technologie progressive ou « avancée ») : processeur Intel-80286/80287, 16 Mo de mémoire adressable, bus ISA 16 bits, disque dur de 1,2 et 1,44 Mo, disque dur.

De nos jours, la classe des machines AT évolue dans plusieurs directions : le processeur 16 bits est remplacé par un processeur 32 bits (386 et plus), la mémoire est adressée dans un espace de plusieurs dizaines de Go, des bus d'extension plus efficaces sont utilisé (EISA, VLB, PCI) tout en conservant ISA 16 bits comme bouclier bon marché pour assurer la compatibilité avec les anciens adaptateurs, la liste des périphériques prenant en charge le système au niveau du BIOS s'allonge.

Les ordinateurs IBM ont une architecture ouverte et sont assemblés à partir d'un ensemble de périphériques qui vous permettent de combiner de nombreuses options. En revanche, les ordinateurs Macintosh d'Apple sont livrés dans un boîtier bien fermé et il n'y a pratiquement aucun moyen d'y changer quoi que ce soit.

En règle générale, les ordinateurs personnels IBM PC se composent de trois parties (blocs) :

Unité système;

Un clavier qui vous permet de saisir des caractères dans un ordinateur ;

Moniteur (ou affichage) - pour afficher des informations textuelles ou graphiques.

Les ordinateurs sont également disponibles en version portable - en version « monté sur les genoux » (laptor) ou « bloc-notes » (laptop). Ici, l'unité système, le moniteur et le clavier sont enfermés dans un seul boîtier.

L'unité centrale est le « maître » de l'ordinateur. Il contient tous les principaux composants de l'ordinateur :

Circuits électroniques qui contrôlent le fonctionnement d'un ordinateur (microprocesseur, RAM, contrôleurs de périphériques, etc.

Une alimentation qui convertit l’alimentation du réseau en puissance constante ; courant basse tension fourni aux circuits électroniques de l'ordinateur ;

Lecteurs (ou lecteurs) utilisés pour la lecture et l'écriture sur disquettes (disquettes), CD, DVD ;

Un disque dur conçu pour lire et écrire sur un disque dur magnétique non amovible (disque dur).

Périphériques supplémentaires : divers périphériques d'entrée/sortie peuvent être connectés à l'unité centrale d'un ordinateur IBM PC, étendant ainsi ses fonctionnalités. De nombreux appareils sont connectés via des prises spéciales (connecteurs).

En plus du moniteur et du clavier, ces appareils sont :

Imprimante - pour imprimer du texte et des informations graphiques ;

Une souris est un appareil qui facilite la saisie d'informations dans un ordinateur ;

Joystick - (pour les jeux informatiques).

Ces appareils sont connectés à l'aide de fils spéciaux (câbles). Pour se protéger contre les erreurs, les connecteurs de câbles sont différents. Certains câbles (par exemple, pour connecter un moniteur ou une imprimante) sont fixés avec des vis.

Des périphériques peuvent être insérés à l'intérieur de l'unité système informatique, par exemple :

Modem - pour échanger des informations avec d'autres ordinateurs via le réseau téléphonique ;

Modem fax - combine les capacités d'un modem et d'un fax.

Certains appareils, par exemple de nombreux types de scanners, utilisent une méthode de connexion mixte : seule une carte électronique (contrôleur) qui contrôle le fonctionnement de l'appareil est insérée dans l'unité système informatique, et l'appareil lui-même est connecté à cette carte avec un câble.

Périphérique logique informatique - CPU, qui effectue tous les calculs et traitements de l'information. Les ordinateurs tels qu'IBM PC utilisent des processeurs Intel, ainsi que des processeurs compatibles d'autres sociétés (AMD, Cyrix, IBM, etc.).

Dans les cas où de nombreux calculs mathématiques doivent être effectués sur l'ordinateur, un processeur mathématique est ajouté au processeur principal. coprocesseur. Il aide le processeur principal à effectuer des opérations mathématiques sur des nombres réels. Désormais, les microprocesseurs Intel effectuent eux-mêmes ces opérations et ne nécessitent donc pas de coprocesseur.

Le prochain élément très important d'un ordinateur est RAM. C'est à partir de là que le processeur et le coprocesseur prélèvent les programmes et les données initiales à traiter ; Ils y enregistrent leurs résultats. Cette mémoire est appelée « RAM » car elle fonctionne très rapidement, de sorte que le processeur n'a pas à attendre lors de la lecture des données de la mémoire ou de l'écriture en mémoire. Cependant, les données qu'il contient ne sont enregistrées que lorsque l'ordinateur est allumé.

Pour qu’un ordinateur fonctionne, il est nécessaire d’échanger des informations entre la RAM et les périphériques externes. Cet échange est appelé entrée/sortie. Mais cet échange ne se fait pas directement : entre tout périphérique externe et la RAM de l'ordinateur il existe deux liens intermédiaires :

1. Pour chaque périphérique externe de l’ordinateur, il existe un circuit électronique qui le contrôle. Ce schéma est appelé contrôleur ou adaptateur. Certains contrôleurs (tels que les contrôleurs de disque) peuvent contrôler plusieurs périphériques à la fois.

2. Tous les contrôleurs et adaptateurs interagissent avec le processeur et la RAM via le bus de données système, généralement appelé pneu.

Pour simplifier la connexion des appareils, les circuits électroniques du PC IBM sont constitués de plusieurs modules - cartes électroniques. La carte principale de l'ordinateur - la carte système (carte mère) - contient généralement le processeur principal, le coprocesseur, la RAM et les bus. Les circuits qui contrôlent certains périphériques informatiques externes et supplémentaires (contrôleurs ou adaptateurs) sont situés sur des cartes distinctes insérées dans connecteurs unifiés (emplacements) sur la carte mère. Grâce à ces connecteurs, les contrôleurs de périphériques sont connectés directement à la ligne de transmission des données du système dans l'ordinateur - le bus. Ainsi, la présence de connecteurs de bus libres permet d'ajouter de nouveaux périphériques à l'ordinateur. Pour remplacer un appareil par un autre, vous devez retirer la carte correspondante du connecteur et en insérer une autre à sa place.

L'un des contrôleurs présents dans presque tous les ordinateurs est Contrôleur de port E/S. Ces ports sont des types suivants :

En parallèle (désignées LPT1 - LPT4), des imprimantes y sont généralement connectées ;

Série asynchrone (désignée COM1 - COM3). Une souris, un modem, etc. sont généralement connectés via eux ;

Port de jeu - pour connecter un joystick. Certains appareils peuvent se connecter à la fois aux ports parallèles et série. Les ports parallèles effectuent des entrées et des sorties plus rapidement que les ports série (en raison de l'utilisation de plus de fils dans le câble).

Les composants IBM sont vendus sous forme d'unités individuelles. L'avantage d'une telle livraison est la possibilité de créer une configuration système adaptée à vos besoins. En règle générale, les options de configuration offrant une plus grande flexibilité du système sont préférées.

Les composants et paramètres les plus importants qui déterminent les mérites d'un système IBM. Ceux-ci incluent les composants suivants :

Microprocesseur (processeur);

Fréquence d'horloge ;

Capacité mémoire et vitesse d’accès ;

Capacité de mémoire du disque dur et vitesse d’écriture/lecture

La vitesse est le paramètre le plus important lors de l'utilisation d'un ordinateur dans des processus « lents », qui incluent le traitement de texte de publication. Des opérations telles que justifier des lignes, placer du texte sur une page et mettre en œuvre un mode de présentation simultanée du texte et des graphiques nécessitent beaucoup de temps, même sur les meilleures machines modernes.

L'organisation appropriée du contrôle du processeur permet de résoudre plusieurs problèmes à la fois ou de servir plusieurs utilisateurs. La répartition du temps et des ressources processeur entre les utilisateurs est effectuée par le système d'exploitation.

Quelles principales classes d’ordinateurs connaissez-vous ?

Il existe deux grandes classes d'ordinateurs :

Ordinateurs numériques qui traitent les données sous forme de codes binaires ;

Ordinateurs analogiques qui traitent des données physiques en constante évolution

grandeurs (tension électrique, temps, etc.) analogiques

valeurs calculées.

Quel est le principe de fonctionnement des ordinateurs ?

Un ordinateur est un appareil électronique programmable capable de traiter des données et d'effectuer des calculs, ainsi que d'effectuer d'autres tâches de manipulation de symboles.

Quels sont les éléments les plus simples d’un programme ?

Un programme consiste en un ensemble de commandes qui sont exécutées automatiquement par le processeur les unes après les autres dans un certain ordre.

Qu'est-ce qu'un système de commande informatique ?

Une commande est une description d'une opération élémentaire que l'ordinateur doit effectuer. En général, une commande contient les informations suivantes : code de l'opération en cours d'exécution ; des instructions pour définir les opérandes (ou leurs adresses) ; instructions pour placer le résultat résultant. Selon le nombre d'opérandes, les commandes sont : unicast ; deux adresses ; trois adresses ; adresse variable.

Répertoriez les principaux périphériques de l'ordinateur.

Mémoire (dispositif de stockage, mémoire), constituée de cellules renumérotées ; un processeur qui comprend une unité de commande (CU) et une unité logique arithmétique (ALU) ; dispositif d'entrée; dispositif de sortie.

Décrire les fonctions de la mémoire et les fonctions du processeur.

Fonctions de mémoire : recevoir des informations d'autres appareils ; mémoriser des informations; délivrer des informations sur demande à d'autres appareils de la machine. Fonctions du processeur : traiter les données selon un programme donné en effectuant des opérations arithmétiques et logiques ; contrôle logiciel du fonctionnement d'appareils informatiques.

Nommez les deux parties principales d’un processeur. Quel est leur but ?

La première partie du processeur, qui exécute les instructions, est appelée unité arithmétique-logique (ALU), et la deuxième partie, qui exécute les fonctions de contrôle de l'appareil, est appelée unité de contrôle (CU).

Que sont les registres ? Nommez quelques registres importants et décrivez leurs fonctions.

Il existe plusieurs types de registres, qui diffèrent par le type d'opérations effectuées. Certains registres importants ont leurs propres noms, par exemple : additionneur - un registre ALU impliqué dans l'exécution de chaque opération ; compteur de commandes - registre CU dont le contenu correspond à l'adresse de la prochaine commande exécutée ; sert à la sélection automatique d'un programme à partir de cellules mémoire successives ; registre de commande - un registre de contrôle pour stocker le code de commande pendant la période de temps nécessaire à son exécution. Certains de ses bits sont utilisés pour stocker le code d'opération, le reste est utilisé pour stocker les codes d'adresse des opérandes.

Formuler les principes généraux de la construction informatique.

Quel est le principe de gestion de programme ? Comment les instructions de saut conditionnelles et inconditionnelles sont-elles exécutées ?

Quelle est l’essence du principe d’homogénéité de la mémoire ? Quelles opportunités cela ouvre-t-il ?

Quel est le principe du ciblage ?

2.14. Quelles architectures sont appelées « von Neumann » ?

La construction de la grande majorité des ordinateurs repose sur les principes généraux suivants, formulés en 1945 par le scientifique américain John von Neumann.1. Principe de contrôle du programme. Il en résulte que le programme consiste en un ensemble de commandes qui sont exécutées automatiquement par le processeur les unes après les autres dans un certain ordre. Un programme est récupéré de la mémoire à l'aide d'un compteur de programme. Ce registre de processeur augmente séquentiellement l'adresse de la commande suivante qui y est stockée de la longueur de la commande. Et comme les commandes du programme sont situées en mémoire les unes après les autres, une chaîne de commandes est ainsi organisée à partir de cellules mémoire situées séquentiellement. Si, après lors de l'exécution d'une commande, vous devez passer non pas à la suivante, mais à une autre, des commandes de saut conditionnelles ou inconditionnelles sont utilisées, qui entrent le numéro de la cellule mémoire contenant la commande suivante dans le compteur de commandes. La sélection des commandes dans la mémoire s'arrête après avoir atteint et exécuté la commande « stop », ainsi le processeur exécute le programme automatiquement, sans intervention humaine. 2. Le principe d'homogénéité de la mémoire. Les programmes et les données sont stockés dans la même mémoire. Par conséquent, l'ordinateur ne fait pas de distinction entre ce qui est stocké dans une cellule mémoire donnée - un nombre, un texte ou une commande. Vous pouvez effectuer les mêmes actions sur les commandes que sur les superdonnées. Cela ouvre toute une gamme de possibilités. Par exemple, un programme peut également être traité lors de son exécution, ce qui permet de fixer des règles au sein du programme pour obtenir certaines de ses parties (c'est ainsi que s'organise l'exécution des cycles et des sous-programmes dans le programme). De plus, les commandes d'un programme peuvent être obtenues comme résultats de l'exécution d'un autre programme. Les méthodes de traduction sont basées sur ce principe : traduire le texte d'un programme d'un langage de programmation de haut niveau vers le langage d'une machine spécifique. 3. Principe de ciblage. Structurellement, la mémoire principale est constituée de cellules renumérotées ; N'importe quelle cellule est disponible pour le processeur à tout moment. Cela implique la possibilité de donner des noms aux zones de mémoire afin que les valeurs qui y sont stockées puissent ensuite être consultées ou modifiées pendant l'exécution du programme en utilisant les noms attribués. Les ordinateurs construits sur ces principes sont du type von Neumann, mais il existe des ordinateurs fondamentalement différents de ceux de von Neumann. Pour eux, par exemple, le principe du contrôle du programme peut ne pas être respecté, c'est-à-dire Ils peuvent fonctionner sans « compteur de programme » indiquant la commande du programme en cours d’exécution. Pour accéder à une variable stockée en mémoire, ces ordinateurs n'ont pas besoin de lui donner un nom. De tels ordinateurs sont appelés ordinateurs non von Neumann.

Qu'est-ce qu'une équipe ? Que décrit la commande ?

Une commande est une description d'une opération élémentaire que l'ordinateur doit effectuer. En général, une commande contient les informations suivantes : le code de l'opération en cours d'exécution ; des instructions pour définir les opérandes (ou leurs adresses) ; instructions pour placer le résultat résultant. Selon le nombre d'opérandes, les commandes sont : unicast ; deux adresses ; trois adresses ; adresse variable.

Comment le processeur sélectionne-t-il l’instruction suivante lors de l’exécution d’un programme ?

Qu’entend-on par structure informatique ? Quel niveau de détail peut-il fournir pour décrire un ordinateur ?

La structure d'un ordinateur est l'ensemble de ses éléments fonctionnels et des connexions entre eux. Les éléments peuvent être une grande variété de dispositifs - depuis les nœuds logiques de base d'un ordinateur jusqu'aux circuits les plus simples. La structure d'un ordinateur est représentée graphiquement sous forme de schémas fonctionnels, à l'aide desquels vous pouvez décrire l'ordinateur à n'importe quel niveau de détail.

Quelles sont les particularités de l’architecture classique ?

Ce type d'architecture inclut également l'architecture d'un ordinateur personnel avec un bus commun, discutée en détail dans la section. Tous les blocs fonctionnels sont ici interconnectés par un bus commun, également appelé bus système.

Répertoriez les unités de base et dérivées pour mesurer la quantité de mémoire.

Fréquence d'horloge, Gigahertz.

Décrivez le travail d'un streamer.

Les streamers vous permettent d’enregistrer une énorme quantité d’informations sur une petite cassette magnétique. Les outils de compression matérielle intégrés au lecteur de bande vous permettent de compresser automatiquement les informations avant de les enregistrer et de les restaurer après les avoir lues, ce qui augmente la quantité d'informations stockées.

L'inconvénient des streamers est leur vitesse relativement faible d'enregistrement, de recherche et de lecture des informations.

Récemment, ils ont été de plus en plus utilisés les périphériques de stockage sur disques amovibles, qui permettent non seulement d'augmenter la quantité d'informations stockées, mais également de transférer des informations entre ordinateurs. Le volume des disques amovibles varie de centaines de Mo à plusieurs gigaoctets.

Qu'est-ce qu'une adresse IP ?

IP (Internet Protocol) est un protocole d'interconnexion chargé d'adresser et de permettre à un paquet de traverser plusieurs réseaux avant d'atteindre sa destination finale.

Quels sont les principaux services que le système WWW fournit aux utilisateurs ?

Le World Wide Web (WWW, « World Wide Web") est un système d'information hypertexte, ou plus précisément hypermédia, permettant de rechercher et d'accéder aux ressources Internet. L'hypertexte est une structure d'information qui vous permet d'établir des connexions sémantiques entre des éléments de texte sur un écran d'ordinateur dans de telle manière que vous puissiez facilement effectuer des transitions d'un élément à un autre. En pratique, en hypertexte, certains mots sont mis en évidence en les soulignant ou en les colorant d'une couleur différente. La mise en évidence d'un mot indique le lien de ce mot avec un document dans lequel le sujet associé au mot surligné est abordé plus en détail. L'hypermédia, c'est ce qui se passe si vous remplacez le mot « texte » dans la définition de l'hypertexte par « tout type d'information » : son, graphique, vidéo. De tels liens hypermédia sont possibles car, à côté des informations textuelles, il est possible de relier toute autre information binaire, par exemple du son codé ou des graphiques. Ainsi, si un programme affiche une carte du monde et si l'utilisateur sélectionne un continent sur cette carte avec la souris, le programme peut immédiatement donner des informations graphiques, audio et textuelles à ce sujet.

Quel est le rôle du matériel (HardWare) et du logiciel (SoftWare) d’un ordinateur ?

(Matériel) - Constitue la base des ordinateurs, constitue le matériel ? construit principalement à l’aide d’éléments et de dispositifs électroniques et électromécaniques. Le principe de fonctionnement des ordinateurs repose sur l'exécution de programmes (SoftWare) - opérations prédéterminées. Autrement dit, HardWare est le « matériel » de l’intérieur de l’ordinateur et SoftWare est le logiciel qui permet à tous les composants internes de l’ordinateur d’effectuer diverses opérations.

PRINCIPES GÉNÉRAUX D'ORGANISATION ET DE FONCTIONNEMENT DES ORDINATEURS

Qu'est-ce qu'un ordinateur

Ordinateur est un appareil électronique programmable capable de traiter des données et d'effectuer des calculs et d'autres tâches de manipulation de symboles.

Il existe deux grandes classes d'ordinateurs :

ordinateurs numériques, traiter des données sous forme de codes binaires numériques ;

ordinateurs analogiques, traiter des grandeurs physiques en constante évolution (tension électrique, temps, etc.), qui sont des analogues de grandeurs calculées.

De nos jours, la grande majorité des ordinateurs sont numériques.

Le principe de fonctionnement des ordinateurs est d'exécuter des programmes (Logiciel) - séquences prédéterminées et clairement définies d’opérations arithmétiques, logiques et autres.

Tout programme informatique est une séquence de commandes individuelles.

Équipe est une description de l'opération que l'ordinateur doit effectuer. En règle générale, une commande possède son propre code (symbole), ses données initiales (opérandes) et son résultat.

Le résultat de la commande est généré selon les règles précisément définies pour cette commande, intégrées dans la conception de l'ordinateur.

L'ensemble des commandes exécutées par un ordinateur donné est appelé système de commande cet ordinateur.

Les ordinateurs fonctionnent à des vitesses très élevées, allant de millions à des centaines de millions d'opérations par seconde.

Sur n'importe quel ordinateur, on peut distinguer : principaux appareils:

mémoire(dispositif de mémoire - mémoire), constitué de cellules renumérotées ;

CPU, y compris dispositif de contrôle(UU)je Unité arithmétique et logique(ALU);

dispositif d'entrée;

dispositif de sortie.

Ces appareils sont connectés canaux de communication par lequel les informations sont transmises. Les principaux périphériques de l'ordinateur et les connexions entre eux sont présentés dans le schéma (Fig. 1). Les flèches fines montrent les chemins et les directions du flux d'informations, et les flèches épaisses montrent les chemins et les directions de transmission des signaux de commande.

Fonctions de mémoire :

– recevoir des informations provenant d'autres appareils ;

– mémoriser des informations ;

– fourniture d'informations sur demande à d'autres appareils de la machine.

Riz. 1. Schéma informatique général

Fonctions du processeur :

– traitement des données selon un programme donné en effectuant des opérations arithmétiques et logiques ;

– contrôle logiciel du fonctionnement des appareils informatiques.

La partie du processeur qui exécute les instructions est appelée dispositif arithmétique et logique(ALU), et son autre partie, qui remplit les fonctions de contrôle de l'appareil, est dispositif de contrôle(UU).

Habituellement, ces deux appareils se distinguent de manière purement conditionnelle, ils ne sont pas structurellement séparés.

Le processeur contient un certain nombre de cellules de mémoire supplémentaires spécialisées appelées registres. Le registre remplit la fonction de stockage à court terme d'un numéro ou d'une commande. Les circuits électroniques peuvent effectuer des manipulations sur le contenu de certains registres, par exemple « couper » certaines parties d'une instruction pour une utilisation ultérieure ou effectuer certaines opérations arithmétiques sur des nombres. L'élément principal du registre est un circuit électronique appelé déclenchement, qui est capable de stocker un chiffre binaire (bit). Registre est un ensemble de déclencheurs reliés les uns aux autres d'une certaine manière par un système de contrôle commun.

Il existe plusieurs types de registres, qui diffèrent par le type d'opérations effectuées. Certains registres ont leur propre nom, par exemple :

– additionneur– un registre ALU qui effectue la sommation des nombres binaires ;

– compteur de programme– le registre CU dont le contenu correspond à l'adresse de la prochaine commande exécutée ; sert à la sélection automatique d'un programme à partir de cellules mémoire successives ;

– registre de commande– registre CU pour stocker le code de commande pendant la durée nécessaire à son exécution. Certains de ses bits sont utilisés pour stocker code d'opération, le reste est destiné au stockage codes d'adresse d'opérande.

Principes de fonctionnement d'un ordinateur

La construction de la grande majorité des ordinateurs repose sur les principes généraux suivants, formulés en 1945 par un scientifique américain John von Neumann.

1. Principe de contrôle du programme . Un programme consiste en un ensemble de commandes qui sont exécutées automatiquement par le processeur dans un certain ordre.

La récupération d'un programme de la mémoire se fait à l'aide compteur de programme.Ce registre de processeur augmente séquentiellement l'adresse de l'instruction suivante qui y est stockée de la longueur de l'instruction. Et comme les commandes du programme sont situées en mémoire les unes après les autres, une chaîne de commandes est ainsi organisée à partir de cellules mémoire situées séquentiellement. Si, après avoir exécuté une commande, vous devez passer non pas à la suivante, mais à une autre, utilisez les commandes conditionnel ou transition inconditionnelle, qui entrent dans le compteur du programme le numéro de la cellule mémoire contenant la commande suivante. La récupération des commandes de la mémoire s'arrête après avoir atteint et exécuté la commande d'arrêt.

Ainsi, le processeur exécute le programme automatiquement, sans intervention humaine.

2.Le principe d'homogénéité de la mémoire. Les programmes et les données sont stockés dans la même mémoire, de sorte que l'ordinateur ne fait pas la distinction entre ce qui est stocké dans une cellule mémoire donnée - un nombre, un texte ou une commande. Vous pouvez effectuer les mêmes actions sur les commandes que sur les données.

Cela ouvre toute une gamme de possibilités. Par exemple, le programme peut également être révisé lors de son exécution, qui permet de fixer des règles d'obtention de certaines de ses parties dans le programme lui-même (c'est ainsi que l'exécution des cycles et sous-programmes est organisée dans le programme).

De plus, les commandes d'un programme peuvent être obtenues comme résultats de l'exécution d'un autre programme. Basé sur ce principe méthodes de traduction– traduction du texte du programme d'un langage de programmation de haut niveau vers le langage d'une machine spécifique.

3. Le principe du ciblage. Structurellement, la mémoire principale est constituée de cellules renumérotées. N'importe quelle cellule est disponible pour le processeur à tout moment.

Cela implique la possibilité de nommer les zones de mémoire afin que les valeurs qui y sont stockées puissent ensuite être consultées ou modifiées pendant l'exécution du programme en utilisant les noms attribués.

Les ordinateurs construits sur les principes ci-dessus sont du type von Neumann Mais il existe des ordinateurs fondamentalement différents de ceux de von Neumann. Pour eux, par exemple, le principe du contrôle par programme peut ne pas être suivi, c'est-à-dire qu'ils peuvent fonctionner sans compteur de programme indiquant la commande de programme en cours d'exécution. Pour accéder à une variable stockée en mémoire, ces ordinateurs n'ont pas besoin de lui donner un nom. De tels ordinateurs sont appelés pas von Neumann.

Commandement et son exécution

Une commande est une description d'une opération élémentaire que l'ordinateur doit effectuer.

En général, la commande contient les informations suivantes :

– code l'opération en cours ;

– directives de définition opérandes(ou leurs adresses) ;

– instructions pour placer le reçu résultat.

Selon le nombre d'opérandes, les commandes sont :

– monodiffusion ;

– deux adresses ;

– trois adresses ;

– adresse variable.

Les commandes sont stockées dans des cellules mémoire en code binaire.

Dans les ordinateurs modernes variable de longueur de commande(généralement deux à quatre octets), et les manières de spécifier les adresses variables sont très diverses.

La partie adresse de la commande peut inclure :

– l'opérande lui-même (chiffre ou symbole) ;

– adresse de l'opérande (numéro d'octet à partir duquel commence l'opérande);

– adresse de l'adresse de l'opérande (le numéro d'octet à partir duquel se trouve l'adresse de l'opérande), etc.

Regardons quelques-uns options possibles pour la commande d'ajout(Anglais add - addition), dans ce cas, au lieu de codes et d'adresses numériques, nous utiliserons des symboles.

1. Commande monodiffusionajouter x(contenu des cellules X ajoutez avec le contenu de l'additionneur, et laissez le résultat dans l'additionneur ):

2. Commande à deux adressesajouter x, y(contenu des cellules X Et à ajouter et placer le résultat dans une cellule à):

3. Commande à trois adressesajouter x, y, z(contenu des cellules X ajouter avec le contenu de la cellule oui, placez le montant dans la cellule z).

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