Работа компьютера строится на принципах Фон Неймана. Универсальный компьютер включает в себя 4 блока: арифметико-логическое устройство, устройство управления, оперативную память и устройство ввода-вывода.
Арифметико-логическое устройство служит для выполнения команд программ, которые состоят из арифметических и логических операций.
Устройство управления служит для организации выполнения и управления программами. В определенное необходимое время устройство управления создает управляющие импульсы, а затем распределяет их во все блоки компьютера, а также создает адреса ячеек памяти в выполняемой операции и перераспределяет их в нужные блоки ПК.
Оперативная память осуществляет хранение данных и программ.
Устройство ввода-вывода служит для ввода и вывода информации.
Принцип работы ЦВМ заключается в следующем: вначале через устройство ввода-вывода в оперативную память вводится программа, которая последовательно записывается в пронумерованные ячейки памяти. Устройство управления считывает из памяти первой ячейки первую команду и занимается организацией ее выполнения с помощью арифметико-логического устройства. Затем этот же процесс повторяется необходимое количество раз.
Команда выполняется в два этапа. На первом – устройство управления формирует адрес ячейки (другими словами, номер), в которой хранится очередная команда, и определяет по коду операции, какую операцию необходимо выполнить.
На втором этапе арифметико-логическое устройство выполняет данную операцию. После того как будет выполнена первая команда, устройство управления начинает выполнять следующую команду.
Если адрес последующей команды создается путем прибавления единицы к адресу предыдущей команды, то порядок выполнения команд называется последовательным.
Но этот порядок выполнения команд может изменяться путем применения специальной команды передачи управления в любой другой ячейке, адрес которой указан команде.
Передача управления может происходить по условию или в обязательном порядке. Это позволяет осуществлять разветвление алгоритмов или организовывать циклическое выполнение группы. Выполненные команды устройство управления выводит на устройства ввода-вывода и переводит компьютер в режим ожидания новой программы.
Для современного компьютера характерно следующее устройство. Арифметико-логическое устройство и устройство управления объединены в единый комплекс – процессор (микропроцессор). Микропроцессор – это основной блок компьютера, который необходим для управления всеми частями ПК, а также для осуществления арифметических и логических операций. Выполнение программы может приостанавливаться для выполнения неотложных операций над сигналами по неисправности или сигналами от внешних устройств ПК.