Слайд 1Архитектура персонального компьютера.
Аппаратная реализация компьютера
Бабичева А.Н.
Слайд 2Электронно-вычислительная машина (ЭВМ)
машина, в которой электронные устройства играют роль функциональных элементов.
В наше время эту аббревиатуру используют, как правило, в юридических документах или историческом контексте.
Слайд 3Компьютер
– это устройство, предназначенное для автоматизации создания, хранения, обработки и
передачи данных.
Термин произошёл от английского слова computer – «вычислитель».
Персональный компьютер (ПК) – это ЭВМ, рассчитанная на одного пользователя и управляемую одним человеком
Слайд 4Аппаратное обеспечение
(англ. hardware ) все узлы, модули и блоки, составляющие компьютер или
компьютерную систему.
Оно включает в себя:
системный блок,
устройства ввода информации,
устройства вывода информации.
Слайд 6Архитектура ЭВМ
- логическая организация, структура и ресурсы, определяющие проведение обработки информации
и включающие методы преобразования информации в данные и принципы взаимодействия технических средств и программного обеспечения.
Слайд 7Джон фон Нейман
(1903-1957)
- американский математик венгерского происхождения.
В 1943-48 гг совместно
с коллегами разработал проект ЭВМ, а также в научной работе описал универсальные принципы функционирования ЭВМ.
Слайд 8Принципы Джона фон Неймана
1. Принцип программного управления (программа состоит из набора команд, которые
выполняются процессором автоматически друг за другом в определённой последовательности).
2. Принцип однородности памяти (программы и данные хранятся в одной и той же памяти; над командами можно выполнять такие же действия, как и над данными).
3. Принцип адресности (основная память структурно состоит из пронумерованных ячеек).
Слайд 10Принцип открытой архитектуры
– это возможность постоянного усовершенствования компьютера в целом и
его отдельных частей с использованием новых устройств, которые полностью совместимы друг с другом независимо от фирмы-изготовителя.
Слайд 11Магистрально-модульный принцип
Модульный принцип позволяет потребителю самому комплектовать нужную ему конфигурацию компьютера
и производить её модернизацию (может зависеть/не зависеть от фирмы-изготовителя).
Модульная организация системы опирается на магистральный (шинный) принцип обмена информации.
Слайд 12Полная функциональная схема ПК с подсоединёнными периферийными устройствами
Слайд 13Магистраль (системная шина)
– это набор электронных линий, связывающих воедино центральный процессор,
системную память и периферийные устройства.
Все устройства ПК подключаются к магистрали. Однако, напрямую можно подключить только процессор и оперативную память, остальные - с помощью контроллеров - специальных согласующих устройств.
Набор проводов входящих в состав системной шины можно разделить на отдельные группы:
шину адреса,
шину данных
шину управления.
Слайд 14Магистраль (системная шина)
Шина данных. По ней данные передаются между различными устройствами.
Разрядность шины определяется разрядностью процессора (количеством двоичных разрядов, которые процессор обрабатывает за один такт). Двунаправленная.
Шина адреса. По ней передаются адреса ячеек оперативной памяти. Разрядность шины определяет адресное пространство процессора, т.е. количество ячеек оперативной памяти, которые могут иметь уникальные адреса. Однонаправленная.
Шина управления. По ней передаются сигналы, определяющие характер обмена информацией по магистрали. Сигналы управления определяют, какую операцию – считывание или запись информации из памяти – нужно производить, синхронизируют обмен информацией между устройствами и т.д. Однонаправленная или двунаправленная.
Слайд 15Базовая конфигурация ПК
системный блок;
монитор;
клавиатура;
мышь.
Слайд 16Системный блок
блок питания,
материнская (системная) плата
процессор,
оперативная память,
видеокарта,
жесткий диск,
дисковод для гибких дисков/кардридер,
CD–ROM/CD-RW/DVD-ROM/DVD-RW,
звуковая карта,
сетевая
карта.
Слайд 17Корпуса системных блоков
вертикальный (tower),
горизонтальный (desktop),
моноблок
Слайд 18Микропроцессор
это центральный блок ПК, предназначенный для управления работой всех блоков
машины и для выполнения арифметических и логических операций над информацией
Микропроцессор выполнен в виде сверхбольшой интегральной схемы.
Слайд 19Микропроцессор
устройство управления (УУ) – формирует и подает во все блоки машины
в нужные моменты времени определенные сигналы управления, обусловленные спецификой выполняемой операции и результатами предыдущих операций; формирует адреса ячеек памяти, используемых выполняемой операцией, и передает их в соответствующие блоки ЭВМ;
арифметико-логическое устройство (АЛУ) – предназначено для выполнения всех арифметических и логических операций над числовой и символьной информацией;
микропроцессорная память (МПП) – служит для кратковременного характера записи и выдачи информации, непосредственно используемой в вычислениях в ближайшие такты работы машины, тк основная память не всегда обеспечивает скорость записи, поиска и считывания информации, необходимую для эффективной работы быстродействующего микропроцессора.
интерфейсная система микропроцессора – реализует сопряжение и связь с другими устройствами ПК.
Слайд 20Характеристики процессора
Тактовая частота определяет скорость выполнения операций в процессоре. При повышении
тактовой частоты увеличивается производительность процессора. Современные процессоры имеют тактовые частоты более 1000 МГц.
Разрядность обрабатываемых данных – количество бит информации, одновременно вводимой в процессор и выводимой из него. Чем больше разрядность, тем больше информации может обработать процессор в единицу времени. Разрядность современных процессоров – 64 бит и более.
Объем адресуемой памяти(адресное пространство)– максимальное число ячеек основной памяти, которое может быть непосредственно адресовано процессором.
Слайд 21Материнская плата
- (от англ. motherboard или mainboard — главная плата) — печатная плата, являющаяся основой построения модульного устройства
ПК.
Слайд 22Виды памяти
Внутренняя память:
Оперативная память;
Постоянная память;
Кэш-память;
Видеопамять.
Внешняя память
Слайд 23Оперативная память (ОЗУ)
(англ. Random Access Memory, RAM, память с произвольным доступом; ОЗУ (оперативное запоминающее
устройство)
энергозависимая часть системы компьютерной памяти, в которой во время работы компьютера хранится выполняемый машинный код (программы), а также входные, выходные и промежуточные данные, обрабатываемые процессором.
Основные характеристики ОЗУ:
Объем ОЗУ –общее количество ячеек памяти на всех кристаллах ОЗУ. В каждой ячейке может хранится либо «1» либо «0». Ячейки объединены в блоки по 8 ячеек, и в каждый такой блок можно записать 1 байт информации.
Время доступа– время, за которое процессор может прочитать содержимое ячейки ОЗУ или записать в нее информацию. Чем меньше время доступа, тем быстрее общается процессор с ОЗУ и тем быстрее работает компьютер.
Слайд 25Видеопамять
— это внутренняя оперативная память, отведённая для хранения данных, которые используются для
формирования изображения на экране монитора.
При этом в видеопамяти может содержаться как непосредственно растровый образ изображения (экранный кадр), так и отдельные фрагменты как в растровой (текстуры), так и в векторной (многоугольники, в частности треугольники) формах.
Как правило, чипы оперативной памяти современной видеокарты припаяны прямо к текстолиту печатной платы, в отличие от съёмных модулей системной памяти, которые вставляются в стандартизированные разъёмы ранних видеоадаптеров.
Слайд 26Кэш-память
— это память с большей скоростью доступа, предназначенная для ускорения обращения
к данным, содержащимся постоянно в памяти с меньшей скоростью доступа
Кэш-память может давать значительный выигрыш в производительности в случае, когда тактовая частота ОЗУ значительно меньше тактовой частоты процессора.
Кэш центрального процессора разделён на несколько уровней. Максимальное количество кэшей — четыре.
В универсальном процессоре в настоящее время число уровней может достигать трёх.
Слайд 27Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ)
ROM — (англ. read-only memory, память только для чтения) -
энергонезависимая память, используется для хранения массива неизменяемых данных, изготавливается фабричным методом.
Оно хранит программу первоначальной загрузки компьютера, информацию о системной плате и расположенных на ней устройствах, информацию о подключенных устройствах внешней памяти, текущее время др.
В современных ПК часть ПЗУ – flash-память, может быть перезаписана. Flash–память энергонезависима и питается от отдельной батареи. Кроме того, содержимое еще одной части ПЗУ (CMOS-памяти), содержащей данные о конфигурации компьютера, настройках, текущем времени и др., может быть изменено пользователем вручную. Питается CMOS-память обычно от той же батареи, что и flash-память.
Слайд 28BIOS
(Basic Input/Output System – базовая система ввода-вывода)
- является системной
программой, вшитой в специальный чип, расположенный на материнской плате любого компьютера. Настройка bios позволяет немного подкорректировать некоторые параметры ПК и увеличить его работоспособность.
Слайд 32Периферийные устройства
- это аппаратура, которая позволяет вводить информацию в компьютер или выводить её
из него.
Они делятся на:
устройства ввода;
устройства вывода;
устройства ввода-вывода;
устройства хранения.
Слайд 34Клавиатура
– устройство, с помощью которого осуществляется ввод данных и команд в
ПК.
Слайд 35Устройства координационного ввода
Мышь;
Трекбол;
Тачпад;
Тачпойнт;
Графический планшет;
Джойстик;
Световое перо.
Слайд 36Мышь
- координатное устройство для управления курсором и отдачи различных команд компьютеру
Слайд 43Сканер
устройство ввода графической информации (фотографий, изображений и др.) в компьютер
Слайд 44Web-камера
малоразмерная цифровая видео- или фотокамера, способная в реальном времени фиксировать изображения, предназначенные для дальнейшей передачи
по сети Интернет
Слайд 45CD-ROM/DVD-ROM
это устройство для чтения данных, которые записаны на оптическом диске
Слайд 47Периферийные устройства вывода информации
Слайд 48Монитор
устройство, предназначенное для воспроизведения видеосигнала и визуального отображения информации, полученной от
компьютера.
Дисплей - электронное устройство, предназначенное для визуального отображения информации.
Дисплеем в большинстве случаев можно назвать часть законченного устройства, используемую для отображения цифровой, цифро-буквенной или графической информации электронным способом.
Слайд 49Монитор
По типу экрана выделяют:
ЭЛТ — монитор на основе электронно-лучевой трубки
ЖК — жидкокристаллические
мониторы (англ. liquid crystal display, LCD).
Плазменный — на основе плазменной панели
LED-монитор — на технологии LED (англ. light-emitting diode — светоизлучающий диод).
OLED-монитор — на технологии OLED (англ. organic light-emitting diode — органический светоизлучающий диод).
Виртуальный ретинальный монитор — технология устройств вывода, формирующая изображение непосредственно на сетчатке глаза.
Слайд 52Принтер
это внешнее периферийное устройство компьютера, предназначенное для вывода текстовой или графической информации, хранящейся
в компьютере, на твёрдый физический носитель, обычно бумагу или полимерную плёнку, малыми тиражами (от единиц до сотен) без создания печатной формы.
Виды принтеров:
матричные;
струйные;
лазерные;
3D-принтеры
Слайд 62CD-RW/DVD-RW
это устройство для чтения и записи данных на оптическом диске
Слайд 70Устройства хранения информации
Перфокарты и перфоленты;
Дискеты;
CD;
DVD;
Магнитооптические диски (Накопители на ЖМД);
Карты памяти;
Blu-ray диски;
SSD-накопители
(твердотельные накопители)