Презентация, доклад по информатике на тему Основные характеристики компьютеров

хранения (накопления) информации.

объектами.

Дополнительные функции:
Обеспечение эффективных режимов работы;
Диалог с пользователем;
Обеспечение высокой надёжности

порядок и принципы взаимодействия входящих в неё компонентов.

Основные блоки ПК

для индивидуального покупателя;
автономность эксплуатации без специальных требований к условиям окружающей среды;
гибкость архитектуры, обеспечивающая её адаптивность к разнообразным применениям в сфере управления, науки, образования, в быту;
«дружественность» ОС и прочего ПО, обуславливающая возможность работы с ней пользователя практически без серьёзной специальной профессиональной подготовки;
высокая надёжность работы (более 5000 ч наработки на отказ).

ПК, предназначенный для управления работой всех блоков компьютера и для выполнения арифметических и логических операций над информацией.

В состав микропроцессора входят:
устройство управления – формирует и подаёт во все блоки компьютера в нужные моменты времени определённые сигналы управления (управляющие импульсы), обусловленные спецификой выполняемой операции и результатами предыдущих операций;
арифметико-логическое устройство – предназначено для выполнения всех арифметических и логических операций над числовой и символьной информацией;

записи и выдачи информации, непосредственно используемой в вычислениях в ближайшие такты работы машины. Регистры – быстродействующие ячейки памяти различной длины (в отличие от ячеек основной памяти (ОП), имеющих стандартную длину 1 байт и более низкое быстродействие);
интерфейсная система микропроцессора – реализует сопряжение и связь с другими устройствами ПК; включает в себя внутренний интерфейс микропроцессора, буферные запоминающиеся регистры и схемы управления портами ввода (вывода) и системной шиной. Интерфейс – совокупность средств сопряжения и связи устройств компьютера, обеспечивающая их эффективное взаимодействие;

к микропроцессору другое устройство ПК;
генератор тактовых импульсов – генерирует последовательность электрических импульсов; частота генерируемых импульсов определяет тактовую частоту компьютера. Промежуток времени между соседними импульсами определяет время одного такта. Частота генератора тактовых импульсов является одной из основных характеристик ПК и во многом определяет скорость его работы, ибо каждая операция в машине выполняется за определённое число тактов;
системная шина – основная интерфейсная система компьютера, обеспечивающая сопряжение и связь всех его устройств между собой.

шину данных, содержащую провода и схемы сопряжения для параллельной передачи всех разрядов числового кода (машинного слова) операнда;
кодовую шину адреса, включающую в себя провода и схемы сопряжения для параллельной передачи всех разрядов кода адреса ячейки основной памяти или порта ввода (вывода) внешнего устройства;
кодовую шину управления, содержащую провода и схемы сопряжения для передачи инструкций (управляющих сигналов, импульсов) во все блоки;
шину питания, имеющую провода и схемы сопряжения для подключения блоков ПК к системе энергопитания.

и основной памятью.
Между микропроцессором и портами ввода (вывода) внешних устройств.
Между основной памятью и портами ввода (вывода) внешних устройств (в режиме прямого доступа к памяти).

разъёмы – слоты, подключаются к шине единообразно: непосредственно или через контроллеры – адаптеры. Управление системной шиной осуществляется микропроцессором либо непосредственно, либо, что чаще, через дополнительную микросхему – контроллер шины, формирующую основные сигналы управления. Обмен информацией между внешними устройствами и системной шиной выполняется с использованием ASCII- или ANSI-кодов.

обмена информацией с прочими блоками.
Она содержит два вида запоминающих устройств:
1. Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) служит для хранения неизменяемой (постоянной) программной и справочной информации, позволяет оперативно только считывать хранящуюся в нём информацию (изменить информацию в ПЗУ нельзя).

оперативной записи, хранения и считывания информации (программ и данных), непосредственно участвующей в информационно-вычислительном процессе, выполняемом ПК в текущий период времени. Главное достоинство ОЗУ её высокое быстродействие и возможность обращения к каждой ячейке памяти отдельно (прямой адресный доступ к ячейке).

и сетевого энергопитания ПК.
Таймер – это внутримашинные электронные часы, обеспечивающие при необходимости автоматический съём текущего момента времени (год, месяц, часы, минуты, секунды и доли секунд). Таймер подключается к автономному источнику питания – аккумулятору и при отключении машины от сети продолжает работать.

машины с окружающей средой, пользователями, объектами управления и другими компьютерами. По назначению можно выделить следующие виды ВУ:
Внешние запоминающие устройства, или внешняя память ПК;
Диалоговые средства пользователя;
Устройства ввода информации;
Средства связи и коммуникации.

– предназначены для хранения больших объёмов информации, записи и выдачи хранимой информации по запросу в ОЗУ;
Стримеры – запоминающие устройства на ленточном носителе с последовательным доступом к данным.
Компакт-диски – оптический носитель в виде пластикового диска.
Флеш-память - тип памяти для компьютеров, у которой содержимое можно перепрограммировать или удалить электрическим методом.

выводимой из ПК информации.
Устройства речевого ввода (вывода) – микрофонные акустические системы, синтезаторы звука (речи).

числовой, текстовой и управляющей информации ПК;
графические планшеты (дигитайзеры) – предназначены для ручного ввода графической информации, изображений путём перемещения по планшету специального указателя (пера);
сканеры (читающие автоматы) – для автоматического считывания с бумажных носителей и ввода в ПК машинописных текстов, графиков, рисунков, чертежей;
манипуляторы – джойстик-рычаг, мышь, трекбол, световое перо и др.
сенсорные экраны – для ввода отдельных элементов изображения, программ или команд с экрана дисплея в ПК.

для вывода информации на бумажный носитель, по своим конструкциям разделяются на матричные, струйные и лазерные;
графопостроители (плоттеры) – для вывода графической информации (графиков, чертежей, рисунков) из ПК на бумажный носитель:

приборами и другими средствами автоматизации (согласователи интерфейсов, адаптеры и др.) и для подключения ПК к каналам связи, к другим компьютерам и компьютерным сетям (сетевые интерфейсные платы, сетевые адаптеры, модемы).
В глобальных сетях функции сетевого адаптера выполняет модулятор-демодулятор – модем.

программных средств, позволяющих человеку общаться с компьютером, используя самые разные, естественные для себя среды: звук, видео, графику, тексты, анимацию и др.
К средствам мультимедиа относятся:
Устройства речевого ввода и вывода;
Видео- и звуковые платы;
Платы видеозахвата;
Акустические и видеовоспроизводящие системы;
Оптические диски CD, DVD, HD-DVD и др.;
Мультимедийные проекторы

типовыми внешними устройствами могут быть подключены и некоторые дополнительные платы с интегральными микросхемами, расширяющие и улучщающие функциональные возможности микропроцессора: контроллер прямого доступа к памяти, сопроцессор ввода (вывода), контроллер прерываний и др.
Контроллер прямого доступа к памяти освобождает микропроцессор от прямого управления накопителями на магнитных дисках, что существенно повышает быстродействие ПК.
Сопроцессор ввода (вывода) за счёт параллельной работы с микропроцессором значительно ускоряет выполнение процедур ввода (вывода) при обслуживании внешних устройств (дисплей, принтер, НЖДМ и др.)
Важнейшую роль играет в ПК контроллер прерываний. Прерывание – временный останов выполнения одной программы в целях оперативного выполнения другой, более важной программы.

магистралям (шинам) можно присоединять через соответствующие устройства (адаптеры, контролеры) самые разнообразные разноскоростные устройства (модули) (принцип открытой архитектуры). Открытая архитектура позволяет не только подключать новые устройства, но и модифицировать имеющиеся, наращивать объём ОЗУ, менять микропроцессор и др.
Очень важен принцип программного управления компьютером. Он заключается в том, что компьютер работает под управлением программ, представляющих собой последовательность команд (инструкций, операций), каждая из которых «понятна» компьютеру и трактуется им однозначно.

ввода Устройства вывода
Клавиатура Монитор
Мышь Принтер
Сканер Модем
Плоттер
Модем
Планшет

Состав персонального компьютера (ПК)

обрабатывает информацию и управляет всеми устройствами компьютера.
АЛУ – арифметико-логическое устройство УУ – устройство управления
Внутренняя память
Винчестер (ЖМД = жесткий магнитный диск).
Дисководы – устройства для чтения и записи дисков.


Порты – разъемы для подключения внешних устройств.

Состав персонального компьютера (ПК)

M (для ноутбуков)
Pentium D, Core 2 Duo (2 ядра)
Core 2 Quad (4 ядра)
Intel Core i3, i5, i7

K7, Athlon XP, Duron
Athlon 64
Sempron (для дома и ноутбуков)
Turion (для ноутбуков)
Opteron (для серверов)
Athlon 64 X2 (2 ядра)

Состав персонального компьютера (ПК)

простейшей операции ГГц = гигагерц, 1 герц = 1 такт в секунду тактовая частота 2 ГГц  1 такт = 510-10 с
Разрядность число бит, которые процессор обрабатывает за 1 операцию (8, 16, 32, 64, …)
Частота системной шины частота обмена данными с памятью и внешними устройствами (до 1000 МГц)
Объем кэш-памяти до 2 Мб на одно ядро

Intel Pentium 4 3.0G 800MHz/1M

тактовая частота 3 ГГц

частота шины 800 МГц

кэш-память
1 Мб

Состав персонального компьютера (ПК)

до 1 Тб и более
Быстродействие (время доступа) время, необходимое для чтения и записи минимальной порции данных (ОЗУ: < 10 нс, винчестеры: около 4 мс)
Разрядность число бит, которые читаются или записываются за 1 операцию (8, 16, 32, 64, …)
Доступ
произвольный – в любой момент могут быть переданы любые данные (ОЗУ, винчестер, flash-память)
последовательный – данные могут передаваться только в определенной последовательности (магнитная лента)

Состав персонального компьютера (ПК)

ОЗУ = оперативное запоминающее устройство
RAM = random access memory (с произвольным доступом)
более 128 Мб

Постоянная память
ПЗУ = постоянное запоминающее устройство
ROM = read only memory (только для чтения)
64 Кб – микросхема BIOS (настройки данного компьютера)

Состав персонального компьютера (ПК)

между процессором и ОЗУ.

Проблема – тактовая частота работы процессора значительно выше, чем тактовая частота ОЗУ, процессор «простаивает», ожидая данные.

кэш-память

ОЗУ

Чтение из ОЗУ – сначала в кэш. Если нужная ячейка уже есть в кэше, она берется из кэша (быстро).

медленно

быстро

Состав персонального компьютера (ПК)

данных 63 Кб/сек

дисковод CD-RW 52  32  52
чтение CD-ROM до 52 (52150 Кб/сек)
запись CD-RW до 32
запись CD-R до 52

52x

комбо-привод
чтение и запись CD-ROM, CD-R, CD-RW
чтение DVD-ROM

дисковод DVD-RW
чтение и запись CD до 52
запись DVD-RW, DVD+RW до 8 (8  9 150 Кб/сек)
запись DVD-R, DVD+R до 18

Состав персонального компьютера (ПК)

(монитор)



сетевая карта (сеть)



контроллер дисковода (дисковод)

Состав персонального компьютера (ПК)

для простых задач

качество ниже, чем у отдельного устройства (скорость, цветопередача, четкость)

Состав персонального компьютера (ПК)

низкоскоростные устройства: модем, мышь

1 0 1 1 0 1 0 1 0 0 1 0 1 1 0

Параллельный порт (LPT1, Centronics) до 2 Мб/с
принтер

1.1 – до 12 Мбит/c, USB 2.0 – до 480 Мбит/c, USB 3.0 – до 5Гбит/с
принтер, сканер, мышь, …

высокая скорость
подключение «на ходу»
можно подключать несколько устройств к одному порту (через хабы)

Состав персонального компьютера (ПК)

Data Association) до 4 Мб/с

встроенный в ноутбук

внешний адаптер (USB)

Состав персонального компьютера (ПК)

секторов и дорожек.

1,44 Мб
300 об/мин

Состав персонального компьютера (ПК)

скорость
компактность

изнашивание при стирании и записи (100000 циклов)

Состав персонального компьютера (ПК)

Western Digital, Hitachi, Samsung
Подключение: IDE, SATA, SCSI

внешние винчестеры

ЖМД = жесткий магнитный диск
HDD = hard disk drive

Состав персонального компьютера (ПК)

Vertex 3 120 Гб:

Тип памяти — MLC NAND Интерфейс — SATA3 Контроллер — SandForce 2281 Форм-фактор — 2,5 дюйма Время поиска — 0,1 мс Максимальная скорость чтения — 550 Мб/c Максимальная скорость записи — 500 Мб/c Скорость последовательного чтения — 500 Мб/c

Скорость последовательной записи — 155 Мб/c Время наработки на отказ — 2 миллиона часов Энергопотребление — 3 Вт во время работы, 1,65 Вт в простое

Состав персонального компьютера (ПК)

Мб
CD-ROM – только чтение
CD-R (болванка) – однократная запись
CD-RW – многократная запись
мини-CD (-R, -RW) диаметр 8 см 24 минуты звука, 210 Мб

Лазерные CD-диски

надежность, долговечность
низкая стоимость

скорость чтения и записи ниже, чем у винчестеров

Состав персонального компьютера (ПК)

многократная запись (1000 циклов)
DVD-RAM – многократная запись (100000 циклов)

DVD = Digital Versatile Disk или Digital Video Disk лазер с меньшей длиной волны

Состав персонального компьютера (ПК)

с NEC и Sanyo
поддерживают: Microsoft, Intel

Состав персонального компьютера (ПК)

BD-RE (перезаписываемые)

разработка: Sony, TDK
поддерживают: Panasonic, Samsung, Dell, Apple, HP, Disney,
Warner Brothers
распространение: BD – около 70%, HD-DVD – около 30%

цена выше, чем у HD-DVD

Состав персонального компьютера (ПК)

магнитную ленту.

емкость до 1 600 Гб
высокая скорость (до 120 Мб/с)
дешевая магнитная лента
сжатие при записи на ленту
надежность
возможность восстановления при сбоях

последовательный доступ к данным («перематывать» в нужное место)
низкая скорость поиска
только для потока данных (весь винчестер или папка), крайне сложно работать с отдельными файлами

Производители: Hewlett Packard, Sony

Состав персонального компьютера (ПК)

(ПК)

= жесткие магнитные диски):
магнитные поля, удары, вибрация
CD, DVD-диски:
царапины, грязь
Flash-диски:
сбои питания, отсоединение во время записи

Состав персонального компьютера (ПК)

минерального материала (состоящего из смеси металлов и полуметаллов — оксидов кремния и углерода) подобного камню. Производитель гарантирует сохранность файлов на протяжении 1000 лет.

Состав персонального компьютера (ПК)

сохранять записанное в течение 1000 лет, находясь не только на Земле, но и в космосе.

Состав персонального компьютера (ПК)

носитель информации — прозрачный диск размером с обычную DVD-«болванку», на который можно было записать до 500 Гбайт данных.

Состав персонального компьютера (ПК)

поликарбоната расположена «начинка» из металла (записывающий и отражающий слой) и высокопрочной керамики (охранный слой). Композитный металлокерамический слой диска DTD аналогичен по свойствам клинописным керамическим табличкам времен Месопотамии, которые сохранились до нашего времени спустя несколько тысячелетий!

Data Tresor Disk

Состав персонального компьютера (ПК)

количество кнопок (2 или 3)
- наличие колеса прокрутки
- способ соединения
(проводные и
беспроводные мыши)

Устройства ввода информации

Клавиатура
Основные характеристики
- количество клавиш
- тип клавиш (мембранные, сенсорные)
- разметка букв национального алфавита
- эргономичность
(бесшумность,
опоры
для ладоней…)

Модем
Устройство ввода-вывода, которое посылает и
получает данные с удаленных компьютеров.

Сканер
Основные характеристики
- глубина распознавания цвета: черно-
белые, с градацией серого, цветные
- оптическое разрешение (200, 300,
600, 1200 dpi)
- программное обеспечение
- конструкция: ручные, страничные
(листовые), планшетные

Графический
планшет
Используется для ввода
в компьютер чертежей
и рисунков.

Драйвер устройства – программа, управляющая работой конкретного устройства
ввода-вывода информации.

Состав персонального компьютера (ПК)

(LCD-мониторы)

Основные характеристики
- разрешающая способность экрана
(800х600, 1024х768 и т.д.)
- расстояние между точками на экране
(0,22 … 0,43 мм)
- величина диагонали экрана (9* - 41*)
- видеокарта

Матричные
Изображение
формируется с
помощью иголок,
ударяющих по бумаге
через красящую ленту.
Головка принтера
активизирует нужные
иголки для получения требуемого
изображения.

Плоттеры
перьевые
струйные
электростатические
с термопереносом
карандашные

Характеристики плоттеров
- скорость вычерчивания изображения (мм/с)
- скорость вывода листов (лист/мин)
- разрешающая способность (dpi)

Принтеры
Струйные
Головка принтера
представляет собой
чернильницу, в
которой из дырочек –
сопел выбрасываются
мельчайшие капельки
чернил, которые,
достигнув бумаги,
наносят изображение.

Лазерные
Отраженный от
многократного зеркала лазерный луч формирует изображение на
вращающемся светочувствительном
барабане.
Лазерные принтеры обеспечивают самое
высокое качество и максимальную скорость
печати.

Состав персонального компьютера (ПК)

телевизоры, мобильные телефоны, музыкальные инструменты, видеокамеры – всё это совместно с современными компьютерами и создаёт некое единое цифровое пространство.
Цифровые технологии ( Digital technology) основаны на представлении сигналов дискретными полосами аналоговых уровней, а не в виде непрерывного спектра. Все уровни в пределах полосы представляют собой одинаковое состояние сигнала.
Применение цифровых технологий и соответствующих цифровых устройств в сочетании со специальным ПО позволяет создавать комплексные проекты, включающие в себя программы, рисунки, звук, кино- и видеоизображения, всевозможные звуковые и видеоэффекты, не только для компьютеров, но и в производстве телевизионной, кинопродукции.