🗊Презентация Устройство компьютера

Устройство компьютера Лекции 1-3

Минимальная конфигурация компьютера Компьютер IBM PC – это не единый электронный аппарат, как телевизор, а небольшой комплекс взаимосвязанных устройств, каждому из которых поручены определенные функции. «Конфигурация ПК» означает, что любой компьютер может работать с различными наборами внешних устройств, однако существует минимальная конфигурация. Минимальная конфигурация – это минимальный набор элементов, без которых невозможна работа компьютера или она совершенно бессмысленна. Для IBM PC – это системный блок, монитор, клавиатура.

Схема компьютера

Планшетные компьютеры

Системный блок

«Марк-I» (1944) Хранение данных на бумажной ленте

«ЭНИАК» (1946) Разработчики – Дж. Моучли и П. Эккерт Первый компьютер общего назначения на электронных лампах: длина 26 м, вес 35 тонн сложение – 1/5000 сек, деление – 1/300 сек десятичная система счисления 10-разрядные числа сложно вводить программы

Назначение основных элементов системного блока ПК Материнская плата - это электронная плата, на которой расположены все основные элементы ПК. Блок питания - необходим для преобразования электропитания в сети в постоянный ток низкого напряжения, подаваемый на материнскую плату компьютера и на другие устройства, находящиеся внутри СБ, а также на клавиатуру и мышь. Контроллеры – это специальные электронные схемы, предназначенные для управления работой внешних устройств; стандартные контроллеры интегрированы в м.п. – HDD, клавиатура, мышь)

Процессор

Основные характеристики процессора Рабочее напряжение процессора обеспечивает материнская плата, поэтому разным марка процессора соответствуют определенные материнские платы (их надо выбирать совместно). По мере развития происходит постепенное понижения напряжения. Ранние модели процессоров х86 имели рабочее напряжение 5В. С переходом к процессорам Intel Pentium оно было понижено до 3,3 В, а в настоящее время оно составляет менее 3 В. Причем ядро процессора питается пониженным напряжением (от 0,65 до 1,75вольт). Понижение рабочего напряжения позволяет уменьшить расстояние между структурными элементами в кристалле процессора до десятичных долей миллиметра, не опасаясь электрического пробоя. Пропорционально квадрату напряжения уменьшается и тепловыделение в процессоре, а это позволяет увеличивать его производительность без угрозы перегрева.

Основные характеристики процессора 2. Разрядность процессора показывает, сколько бит данных он может принять и обработать в своих регистрах за один такт. Первые процессоры были 16-разрядными, начиная с 80386 они имеют 32-разрядную архитектуру. Современные процессоры семейства работают 64-разрядной шиной данных. 3. Тактовая частота. В основе работы процессора лежит тот же тактовый принцип, что и в часах. В компьютере тактовые импульсы задает одна из микросхем на материнской плате. Чем выше частота тактов, поступающих на процессор, тем больше команд он может выполнить в единицу времени, тем выше его производительность. Т.о. производительность всего компьютера определяется скоростью работы процессора (тактовой частотой).

Основные характеристики процессора 4. КЭШ-память. Обмен данными внутри процессора происходит в несколько быстрее, чем обмен с другими устройствами, например, с оперативной памятью (ОП). Для того, чтобы уменьшить количество обращений к ОП, внутри процессора создают буферную область – так называемую КЭШ-память. Это как бы «сверхоперативная память». Когда процессору нужны данные, он сначала обращается в кэш-память, и только если там не обнаруживает нужные данные, обращается в ОП. Принимая блок данных в из ОП, процессор заносит его одновременно и в КЭШ. Высокопроизводительные процессоры комплектуют повышенным объемом КЭШ-памяти.

Перерыв Одностишия: Но, гражданин судья, я полагал – я в DOOM’е… Он C++ не отличал от си-диеза. Да не «Ах, секс» – Access! А, впрочем, ладно… А Aidstest ваш для людей годится? Что у тебя там? Windows? То-то дует… Я сказку вот читал – там cooler на спине был. Enter нажат, к чему теперь рыданья… Он разогнал гостей, потом – процессор.

Оперативная память Оперативная память (ОЗУ-Random Access Memory) – это совокупность специальных электронных (кристаллических) ячеек, каждая из которых может хранить конкретную комбинацию из 8 цифр – нулей и единиц – один байт. Эти ячейки нумеруются порядковыми номерами, начиная с нуля: 0,1, …, 3201,… и т.д. Номер ячейки называют адресом того байта, который записан в данный момент. В процессорах Intel Pentium принята 32-разрядная адресация, т.е. всего может быть 232 адресов, что соответствует объему ОП=4,3Гбт. В современных процессорах осуществляется переход к 64-разрядной адресации, а это мзначит, что возможно 264 адресов

Постоянная память (ПЗУ, ROM) В момент включения компьютера в его оперативной памяти нет ничего – ни данных, ни программ. Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ)размещается на материнской плате ПК. Микросхема ПЗУ способна длительное время хранить информацию, даже когда компьютер выключен. Программы, находящиеся в ПЗУ, называют “зашитыми” – их записывают туда на этапе изготовления микросхемы - программа выполнена «железом»

Программа BIOS Комплект программ, находящихся в ПЗУ, образует базовую систему ввода-вывода (BIOS – Basic Input Output System). Основное назначение программ этого пакета состоит в том, чтобы проверить состав и работоспособность компьютерной системы и обеспечить взаимодействие с клавиатурой, монитором, жестким диском и дисководом гибких дисков. После проверки работоспособности всех устройств BIOS передает управление загрузчику ОС (операционная система), и файлы ОС перекачиваются в ОП и программы ОС берут управление на себя

Видеопамять Энергозависимая память, расположенная на видеокарте, предназначенная для хранения изображения и вывода его на экран монитора.

Аппаратный интерфейс в ПК

Понятие ИНТЕРФЕЙС в информатике В информатике особое внимание уделяется вопросам взаимодействия. Для этого в информатике есть специальное понятие – интерфейс. Методы и средства взаимодействия человека с аппаратными и программными средствами называют пользовательским интерфейсом. Соответственно, существуют аппаратные интерфейсы, программные интрефейсы и аппаратно-программные интерфейсы.

Шинный интерфейс Основные устройства ПК процессор и ОП связаны между собой и остальными устройствами компьютера несколькими группами проводников, называемых шинами. Шина, связывающая процессор и ОП, состоит из трёх основных групп, имеющих разное функциональное назначение: шина адресов, шина данных, шина команд.

Разновидности шин материнской платы FSB. (Front Side Bus) – интерфейс предназначенный для подключения оперативной памяти к материнской плате ПК.

Разновидности шин материнской платы PCI. Интерфейс PCI (Peripheral Component Interconnect – стандарт подключения внешних компонентов). Важным нововведением, реализованным этим стандартом, стала поддержка так называемого режима plug-and-play, впоследствии оформившегося в промышленный стандарт на самоустанавливающиеся устройства. PCI-express – интерфейс использующий программную модель шины PCI и более лучший высокопроизводительный физический протокол, основанный на последовательной передаче данных (до 2,5 Гбит/с). Она специально предназначена для подключения видеокарты.

Разъём 32-разрядных слотов PCI на материнской плате

Разновидности шин материнской платы USB (Universal Serial Вus – универсальная последовательная магистраль). Этот стандарт позволяет подключать до 256 различных устройств, имеющих последовательный интерфейс Удобство шины USB состоит в том, что она практически исключает конфликты между различным оборудованием, позволяет подключать и отключать устройства в “горячем режиме”.

Контроллеры Контроллер – плата, управляющая работой периферийного устройства (дисководом, винчестером, монитором и т.д.) и обеспечивающая их связь с основной платой – материнской платой. Одной из функций контроллеров является преобразование аналогового (непрерывного) сигнала в цифровой сигнал.

Контроллеры: их разновидности интегрированные в материнскую плату - контроллер клавиатуры, дисков отдельные платы контроллеров вставляются в специальные разъемы – слоты: например, видеокарта, звуковая карта. контроллеры, которые монтируются на одной плате со своим устройством, например, внутренний модем.

Порты контроллеров Платы контроллеров имеют специальные разъемы – порты для подключения устройств, порт – это микросхема, логическое устройство, выполняющее функции связи с устройством и обработку прерываний:

Устройства внешней (долговременной) памяти

Твердотельный накопитель

Оптические диски Оптический диск – собирательное название для носителей информации, выполненных в виде дисков, чтение с которых ведется с помощью оптического излучения. Диск обычно плоский, его основа сделана из поликарбоната, на который нанесён специальный слой (алюминий или серебро), который и служит для хранения информации. Для считывания информации используется обычно луч лазера, который направляется на специальный слой и отражается от него. За единицу скорости принимают скорость чтения первого образца СД – 150 кбит/сек, следовательно 52-х скоростной СД имеет скорость : 52 х 150 кбит/сек

Функциональная схема ПК (вариант с общей шиной)

Закончено изучение аппаратной части ПК