Назначение, принцип работы, основные пользовательские характеристики устройств ПК: ввода-вывода, отображения, хранения и передачи информации. Магистрально-модульный принцип архитектуры ЭВМ.
План лекции: Архитектура и структура ЭВМ Общая характеристика ПК Материнская плата ПК Микропроцессор ПК Виды памяти ПК Устройства ввода Устройства вывода
Архитектура и структура ЭВМ Архитектура ЭВМ –это логическая организация вычислительной машины, которая определяет набор качеств вычислительной машины, влияющих на ее взаимодействие с пользователем. В основу архитектуры современных персональных компьютеров положен магистрально-модульный принцип. Магистраль включает в себя три многоразрядные шины: Шина данных Шина адреса Шина управления
Принципы фон Неймана Принцип программного управления Принцип однородности памяти Принцип адресности Структура компьютера –это некоторая модель, устанавливающая состав и принципы взаимодействия входящих в него компонентов. Классическая структура ЭВМ: Устройство ввода исходных данных Запоминающее устройство Арифметико-логическое устройство Устройство вывода результатов Устройство управления
Общая характеристика ПК Персональный компьютер – это настольная или переносная ЭВМ, удовлетворяющая требованиям общедоступности и универсальности применения. Обязательные составные элементы ПК: Системный блок Клавиатура Монитор
Системный блок Системный блок– это главная составная часть персонального компьютера. Обычно он выполнен в металлическом корпусе с пластиковой панелью, внутри которого расположен блок питания. В состав СБ обязательно входят: Материнская плата Процессор Оперативная память Память на жестком диске Видеокарта
Материнская плата ПК Материнская плата– сложная многослойная печатная плата, являющаяся основой построения вычислительной системы (компьютера). Основные элементы компьютера, располагающиеся на материнской плате: Чипсет Системная шина Микросхема постоянной памяти Дополнительные микросхемы Микропроцессор Сопроцессор Кеш-память Оперативная память
Чипсет Чипсет (англ. chipset) — набор микросхем, спроектированных для совместной работы с целью выполнения набора каких-либо функций. Так, в компьютерах чипсет, размещаемый на материнской плате, выполняет роль связующего компонента, обеспечивающего совместное функционирование подсистем памяти, центрального процессора (ЦП),ввода-вывода и других. Чипсеты встречаются и в других устройствах, например, в сотовых телефонах и сетевых медиаплеерах.
Системная шина совокупность линий передачи всех видов сигналов (в том числе данных, адресов и управления) между микропроцессором и остальными электронными устройствами компьютера. Часть системной шины, передающая данные, называется шиной данных, адреса - адресной шиной, управляющие сигналы — шиной управления. Характеристикой системной шины, влияющей на производительность персонального компьютера, является тактовая частота системной шины.
Микросхема постоянной памяти (ПЗУ) Программы, находящиеся в ПЗУ, называют «зашитыми» - их записывают туда на этапе изготовления микросхемы. 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. Программы, входящие в BIOS, позволяют нам наблюдать на экране диагностические сообщения, сопровождающие запуск компьютера, а также вмешиваться в ход запуска с помощью клавиатуры.
Дополнительные микросхемы Микросхемы управления питанием - Обеспечивают правильные параметры питания и настройку этих параметров для основных элементов материнской платы: чипсета, памяти, процессора. Вспомогательные микросхемы - Среди них: усилители, компараторы, преобразователи, оптопары и т.п. Отвечают за преобразование параметров и сигналов в нужную форму и нужны только для обеспечения нормальной работоспособности основных элементов платы. Микросхемы MOSFET - По своей сути — полевые транзисторы. Служат для стабилизации напряжения и применяются в модулях питания.
Микропроцессор Микропроцессор — устройство, выполняющее алгоритмическую обработку информации, и, как правило, управление другими узлами компьютера или иной электронной системы. Представляет собой цифровую интегральную схему выполняющую последовательность инструкций — программу.
Сопроцессор Сопроцессор — специализированный процессор, расширяющий возможности центрального процессора компьютерной системы, но оформленный как отдельный функциональный модуль. Физически сопроцессор может быть отдельной микросхемой или может быть встроен в центральный процессор (как это делается в случае математического сопроцессора в процессорах для ПК начиная с Intel 486DX ).
Оперативная память (ОЗУ) Оперативная память - это временная память компьютера, которая работает при включенном состоянии компьютера и которая нужна для нормальной работы программ и процессов. Как только вы выключаете компьютер или перезагружаете, оперативка стирается (грамотно говорить - обнуляется).
Кэш - память Кэш память – это сверх быстрая память, которая по сравнению с оперативной памятью имеет повышенное быстродействие. Кэш память дополняет функциональное значение оперативной памяти. Кэш современного персонального компьютера расположен прямо на процессоре, благодаря чему удалось сократить линии связи и улучшить их параметры. Кэш-память используется процессором для хранения информации. В ней буферизируются самые часто используемые данные, за счет чего, время очередного обращения к ним значительно сокращается.
Запоминающие устройства Запоминающие устройства (память) предназначены для записи, хранения и считывания информации, а так же обмена с другими устройствами. Важные характеристики памяти: Тип Емкость скорость
Виды памяти Внутренняя память — это электронное устройство, которое хранит информацию, пока питается электроэнергией. Программа во время выполнения хранится в памяти компьютера. Внешняя память — это различные магнитные носители (ленты, диски), оптические диски. Сохранённая информация на них не требует постоянного электропитания.
Внутренняя память Оперативная память (ОП) предназначена для временного хранения выполняемых программ и данных, обрабатываемых этими программами. Это энергозависимая память. Кэш-память – сверхбыстродействующая память, обеспечивающая ускорение доступа к оперативной памяти на быстродействующих компьютерах. CMOS RAM (Complementary Metal-Oxide Semiconductor) - память с невысоким быстродействием и минимальным энергопотреблением от батарейки. Видеопамять – запоминающее устройство, расположенное на плате управления дисплеем и предназначенное для хранения текстовой и графической информации, отображаемой на экране.
Внешняя память гибкие магнитные диски ; жёсткие магнитные диски (Hard Disk); кассеты для стримеров и других НМЛ; диски CD-ROM, CD-R, CD-RW, DVD ; USB- флеш-накопитель.
Устройства ввода Клавиатура Мышь Трекбол Пойнтер Джитайзер Сканер Микрофон Web- камера Тачпад
Мышь Мышь – необязательное устройство управления манипуляторного типа предназначенное для удобства работы пользователя в графическом режиме
Трекбол Трекбол - указательное устройство ввода информации об относительном перемещении для компьютера. Аналогично мыши по принципу действия и по функциям. Трекбол функционально представляет собой перевернутую механическую (шариковую) мышь.
Сенсорная панель Сенсорная панель - указательное устройство ввода, изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для считывания и ввода в ЭВМ информации, например, символьной, а также информации о координатах положения элементов и деталей, выполненных из магнитного материала, на поверхности сенсорной панели.
Пойнтер и джитайзер Пойнтер – размещаемый на клавиатуре рычаг, с помощью которого можно перемещать курсор. Джитайзер – графический планшет для поточечного ввода графических изображений
Сканер Сканер – это устройство, которое, анализируя какой-либо объект (обычно изображение, текст), создаёт цифровую копию изображения объекта. Процесс получения этой копии называется сканированием.
Устройства вывода Принтер Плоттер Проектор Колонки Наушники Монитор
Принтер Принтер – это внешнее периферийное устройство компьютера, предназначенное для вывода текстовой или графической информации, хранящейся в компьютере, на твёрдый физический носитель, обычно бумагу, малыми тиражами без создания печатной формы. Виды принтеров: Матричный Струйный Лазерный
Плоттер Графопостро и тель , плоттер – устройство для автоматического вычерчивания с большой точностью рисунков, схем, сложных чертежей, карт и другой графической информации на бумаге размером до A0 или кальке. Виды : рулонные планшетные Виды: перьевые, струйные, электростатические
Телекоммуникационные устройства Модем Сетевая карта Инфракрасный порт Bluetooth
Модем Модем - устройство, применяющееся в системах связи для физического сопряжения информационного сигнала со средой его распространения, где он не может существовать без адаптации. Это устройство, которое позволяет обмениваться данными по телефонной линии
Сетевая плата Сетевая плата — дополнительное устройство, позволяющее компьютеру взаимодействовать с другими устройствами сети.
Телекоммуникационные устройства Звуковая карта Радиотюнер Телетюнер Плата видеомонтажа Дисководы
Звуковая карта Звуковая карта — дополнительное оборудование персонального компьютера, позволяющее обрабатывать звук (выводить на акустические системы и/или записывать).
Дисковод Дисковод — устройство компьютера, позволяющее осуществить чтение и запись информации на съемный носитель информации, имеющий форму диска. Основное назначение дисковода, в рамках концепции иерархии памяти — организация долговременной памяти.
