Informace, počítače, algoritmy

Základní struktura počítače

Von Neumannova koncepce

John von Neumann navrhl uchovávat program takovým způsobem, aby byl celý program trvale k dispozici (aby se nemusel postupně načítat) a aby bylo možné se v něm libovolně pohybovat. Navrhl tedy uchování celého programu v paměti počítače společně s daty. Von Neumannův náhled byl totiž takový, že program i data jsou ve své podstatě jedno a totéž (a to posloupnost bitů). Další zásadní myšlenkou celé této koncepce je čistě sekvenční fungování počítače (jednotlivé instrukce se provádí tak, jak jsou umístěny za sebou).

CPU

- data

- řídící impulsy

ALU - aritmeticko-logická jednotka (zajišťuje aritmeticko-logické operace)

CPU - centrální procesorová jednotka = procesor

ŘADIČ - prakticky vše řídí (ukládání dat, operace s daty apod.)

Sběrnicová struktura

- systém v dnešních počítačích

ADRESOVÁ sběrnice - jednosměrná; zde se přenášejí data, která nesou informace o adrese místa v paměti

DATOVÁ sběrnice - obousměrná; zde se přenášejí data, která komunikují se vším na vzájem

ŘÍDÍCÍ sběrnice - obousměrná; zde se přenášejí příkazy řadiče

REGISTRY - defakto paměť, kde jsou instrukce programu a jeho data (od tud to putuje do paměti)

Subsystém periferních obvodů na základní desce

Mikroprocesor, operační paměť a cache, řadič klávesnice, zdroj hodinových impulsů, reálné hodiny (reálný čas) + paměť pro CMOS, řadič přerušení IRQ, řadič přímého vstupu do paměti DMA, rozšíření sběrnice, konektory (pro připojení napájení a pro ovládání předního displeje - reset, turbo, key-lock), baterie, konektor klávesnice, sloty rozšiřující sběrnici, banky pro paměti.

Vlastnosti počítačů

- struktura počítače je nezávislá na typu řešené úlohy

- program i data jsou ve stejné paměti → program může generovat jiný program jako jeho data

→ rozdíl mezi programem a daty je dán pouze v interpretaci (podle toho co

považuji za program a co za data)

- paměť je rozdělena do sektorů stejných velikostí; jejich souřadnice (označení) se poté používají jako adresy

- program je tvořen posloupností elementárních příkazů a ty se provádí tak jak jdou za sebou

- pro reprezentaci čísel, operátorů, výsledků, adres a dalších znaků se používá binární číselná soustava

Vstupní a výstupní zařízení

Vstupní a výstupní zařízení jsou k počítači připojeny přes porty.

port = elektrické zařízení (obvod), který tvoří mezičlánek mezi základní jednotkou počítače a libovolným perifériem.

→ paralérní - LTP1 a LTP2 (oba 25-ti pinové)

- přenos celých 8 bitů najednou; přenos rychlí a obsluha jednoduchá

→ sériový - COM1 (9-ti pinový) a COM2 (25-ti pinový)

→ M (male)-kolíky; FM (female)-dírky (kolíky, dírky - to čím je zakončen kabel)

- přenos bit po bitu; pomalejší

→ game port - 15-ti pinový