Презентация на тему "Архитектура компьютера"

АРХИТЕКТУРА ПЕРСОНАЛЬНОГО КОМПЬЮТЕРА

Компьютер — это многофункциональное электронное устройство, предназначенное для накопления, обработки и передачи информации .

Архитектура компьютера – это его устройство и принципы взаимодействия его основных элементов – логических узлов.

Основные логические узлы компьютера:

• центральный процессор;
• основная память;
• внешняя память;
• периферийные устройства.

Периферийные устройства - Аппаратура, которая позволяет вводить информацию в компьютер или выводить её из него (устройства ввода-вывода)

Классическая архитектура фон Неймана

В 1946 году американские математики Джон фон Нейман, Герман Голдштейн и Артур Бёркс в совместной статье изложили новые принципы построения и функционирования ЭВМ. На основе этих принципов производились первые два поколения компьютеров. В следующих поколениях происходили некоторые изменения, но принципы фон Неймана (как они были названы) сохранялись.

Основные принципы фон Неймана:

• Использование двоичной системы счисления в ПК , в которой устройствам гораздо проще выполнять арифметико-логические операции, чем в десятичной.
• Программное управление ПК . Работа ПК управляется программой, которая состоит из набора команд, выполняющихся последовательно одна за другой. Создание машины с хранимой в памяти программой положило начало программированию.
• Данные и программы хранятся в памяти ПК . Команды и данные кодируются одинаково в двоичной системе.
• Ячейки памяти ПК имеют последовательно пронумерованные адреса . Возможность обращения к любой ячейке памяти по ее адресу позволила использовать переменные в программировании.
• Возможность условного перехода при выполнении программы . Команды в ПК выполняются последовательно, но при необходимости можно реализовать переход к любой части кода.

Состав системного блока персонального компьютера

Системный блок (разг. корпус, системник) — это элемент персонального компьютера, который защищает компоненты компьютера, находящиеся внутри, от механических повреждений и внешнего воздействия.

Системный блок включает в себя множество частей и компонентов. Кратко рассмотрим большинство из них.

1. Корпус – один из важных компонентов, входящий в число элементов системного блока: на корпусе компьютера крепятся все остальные детали. Корпуса различаются между собой размерами и форм-факторами. При выборе корпуса для системника следует обратить внимание на некоторые детали.

Чем корпус больше, тем проще в нем будет разместить остальные элементы системного блока. А чем тяжелее, тем толще стенки он имеет, что позволит наладить хорошее охлаждение и невысокий уровень шума.

2. Блок питания – возможно, самая важная деталь системного блока ПК. Считается, что лучше сэкономить на любой другой детали, но только не на блоке питания. Может показаться немного странным, но с большой долей вероятности качество блока питания можно определить по весу - чем тяжелей блок питания, тем лучше. Качественные компоненты блока питания: радиаторы, конденсаторы и трансформаторы; довольно тяжелые элементы.

Блок питания занимается обеспечением электрического питания всех остальных компонентов компьютера . От него напрямую зависит, как долго проработают все остальные комплектующие. Из-за недостаточно качественного блока питания работа всего компьютера может быть нестабильной, также это может стать причиной поломки дорогостоящих элементов.

3. Процессор (CPU - центральный процессор) – это главный вычислительный элемент персонального компьютера. Все программы состоят из огромной последовательности микрокоманд, и именно процессор выполняет эти команды.

От быстродействия процессора в первую очередь зависит производительность и быстрота работы всего ПК (это обязательно необходимо учесть, если решили переустановить ОС на более современную версию). Тактовая частота, на которой работает процессор, архитектура и количество ядер определяют быстродействие процессора.

Многие годы на мировом рынке процессоров безраздельно доминируют два основных конкурента: AMD и Intel . И ближайшее время эта ситуация вряд ли изменится.

4. Материнская плата – один из компонентов ПК, который входит в число основных. Материнская плата объединяет все компоненты системного блока. Кроме этого она включает в себя дополнительные компоненты: встроенная видеокарта, сетевой адаптер, звуковая карта, устройства ввода-вывода и др.

Неправильно подобранная материнская плата может негативным образом сказаться на работе ПК в целом, несмотря на то, что остальные комплектующие будут мощными сами по себе.

5. Планки оперативной памяти

( ОЗУ-оперативное запоминающее устройство) - это быстродействующая память компьютера. После выключения компьютера вся информация, находящаяся в ней, удаляется.

Учитывая всё возрастающие потребности современных программ, игр и приложений, можно считать, что чем больше объём оперативной памяти, тем будет лучше. На сегодняшний день минимальный объемом оперативной памяти, устанавливаемой в новый компьютер, будет 4 Гигабайта.

6. Видеокарта - устройство, которое обрабатывает и выводит графическую информацию на монитор.

Каждая видеокарта имеет свой собственный графический процессор, который занимается обработкой информации: 2D и 3D. Видеопроцессор существенно снижает вычислительную нагрузку на CPU (центральный процессор).

Без дорогой и мощной видеокарты можно даже не мечтать о современных компьютерных играх. Кроме этого, у вас вряд ли получится всерьез заняться обработкой видефайлов или профессиональным редактированием фото. 

7. Сетевая карта – элемент системного блока, необходимый для соединения компьютера с локальной сетью или сетью Интернет. Последнее время сетевые платы интегрированы (встроены) в материнские платы.

8. Оптический накопитель (CD/DVD) – устройство для чтения и записи оптических дисков. Между собой отличаются типом поддерживаемых дисков, а также скоростью чтения и записи.

9 Жесткий диск ( harddisk , HDD, винчестер) - это устройство долговременной памяти. При выключении компьютера данные не удаляются. Быстрота работы жесткого диска намного ниже, чем у оперативной памяти, а объём намного выше.

Операционная система, установленные программы, документы, фотографии, музыка и фильмы хранятся на жестком диске. Объём HDD (жесткого диска) измеряется в Гигабайтах. Считается, что чем больше, тем лучше. Как говорится, свободного места много не бывает.

Под таким понятием как шлейф в персональном компьютере имеют ввиду плоский и в то же время широкий провод, который призван соединять жёсткий диск с материнской платой и сидиромом.

Контроллер(адаптер) — устройство, которое связывает внутренние и внешние устройства компьютера с центральным процессором, освобождая процессор от непосредственного управления функционированием данного оборудования

Контроллер(адаптер) – технические устройства, предназначенные для соединения устройств. Встроены в системную плату или размещаются на платах расширения

Магистрально-модульный принцип

В основе архитектуры современных ЭВМ лежит магистрально-модульный принцип .

Для обеспечения информационного обмена между различными устройствами должна быть предусмотрена какая-то магистраль для перемещения потоков информации

Модульный принцип позволяет комплектовать нужную конфигурацию и производить необходимую модернизацию. Он опирается на шинный принцип обмена информацией между модулями.

Системная шина или магистраль компьютера включает в себя несколько шин различного назначения. Магистраль включает в себя три многоразрядные шины:

• шину данных;
• шину адреса;
• шину управления.

Шина данных используется для передачи различных данных между устройствами компьютера;

Шина адреса применяется для адресации пересылаемых данных, то есть для определения их местоположения в памяти или в устройствах ввода/вывода;

Шина управления включает в себя управляющие сигналы, которые служат для временного согласования работы различных устройств компьютера, для определения направления передачи данных, для определения форматов передаваемых данных и т. д.

Такой принцип справедлив для различных компьютеров, которые можно условно разделить на три группы:

• стационарные;
• компактные (ноутбуки, нетбуки и т. д.);
• карманные (смартфоны и пр.).

Основными функциональными характеристиками персонального компьютера являются:

• производительность, быстродействие, тактовая частота;
• разрядность микропроцессора и кодовых шин интерфейса;
• типы системного и локальных интерфейсов;
• емкость оперативной памяти;
• емкость накопителя на жестких магнитных дисках (винчестера);
• тип и емкость накопителей на гибких магнитных дисках;
• наличие, виды и емкость кэш-памяти;
• тип видеомонитора и видеоадаптера;

• наличие и тип принтера;
• наличие и тип накопителя на компакт дисках CD-ROM;
• наличие и тип модема;
• наличие и виды мультимедийных аудиовидео-средств;
• имеющееся программное обеспечение и вид операционной системы;
• аппаратная и программная совместимость с другими типами ЭВМ;
• возможность работы в вычислительной сети;
• возможность работы в многозадачном режиме;
• надежность;
• стоимость;
• габариты (вес).