4. Аппаратные средства
Выполнение основной программы иногда может приостанавливаться с целью выполнения какого-то другого срочного задания, например, передача данных на принтер. Такой режим работы, когда временно приостанавливается выполнение основной программы и происходит обслуживание запроса, называется прерыванием. По завершении обслуживания прерывания процессор возвращается к выполнению временно отложенной программы.
Запросы на прерывание могут возникать из-за сбоев в аппаратуре, переполнения разрядной сетки, деления на ноль, требования внешним устройством выполнения операции ввода информации и т. д. Например, при нажатии клавиши на клавиатуре возникает прерывание, обработка которого сводится к записи кода нажатой клавиши в буфер клавиатуры. Обслуживание прерываний осуществляется с помощью специальных программ обработки прерываний.
Очевидно, что конструкция современной ЭВМ много сложнее рассмотренной конструкции. На структурной схеме не изображены тактовый генератор, который подключен к процессору, адаптеры (или контроллеры), включенные между системной шиной и каждым устройством ввода-вывода, и другие блоки. Однако выбранный уровень детализации позволяет легче понять общий принцип работы ЭВМ.
Приведенный вид структурной схемы ЭВМ является фон-неймановской структурой, названной так в честь американского ученого венгерского происхождения фон Неймана.
Существуют и другие структуры, в частности многопроцессорные, позволяющие вести параллельную обработку данных с помощью нескольких процессоров. Так самый быстрый в мире компьютер ASCI Red содержит 9152 (по другому источнику, 9072) процессора Pentium Pro.
Основные блоки ПЭВМ показаны на рисунке.
В системном блоке находится материнская плата (на ней располагаются микропроцессор, ОЗУ, ПЗУ и др.), накопители на гибких, жестких и оптических дисках, внутренние модемы, сетевые, звуковые карты и др.
4.2. Принцип действия основных устройств ЭВМ
В этом разделе рассматривается принцип действия процессора, приведена историческая справка, относящаяся к хронологии развития процессоров, описан принцип работы оперативной памяти, внешних запоминающих устройств, устройств ввода информации в ЭВМ и устройств вывода информации.