Структура персональных ЭВМ

Тема 2.1.

Структура персональных ЭВМ

Преподаватель информатики Литвинцева И.И.

Лекция 4. Системная плата. Шины, память. Процессор. Устройства ввода-вывода. Адаптеры Основная структура ПК

• Системный блок

• Монитор

• Клавиатура

• Мышь

• Колонки, наушники

• Принтер

• Сканер

Структура системного блока

• Процессор

• Материнская плата

• Оперативная память (ОЗУ)

• Винчестер (HDD)

• Видеокарта

• Звуковая карта

• Блок питания

• Дисковод 3,5” (FDD)

• Дисковод CD/DVD-ROM

• Сетевая карта

• Внутренний модем

Процессор

Процессор – устройство, выполняющее обработку данных и управляющее ПК.

Основные характеристики процессора:

• Тактовая частота – количество тактов в секунду.( Важнейшей характеристикой процессора является тактовая частота -- количество операций, выполняемых им за 1 секунду (Гц).)

• Разрядность – количество двоичных разрядов, которые могут передаваться или обрабатываться процессором одновременно.

• Производительность – скорость выполнения определённых операций в какой-либо программной среде.

Состав процессора:

· устройство управления (УУ),

· арифметико-логическое устройство (АЛУ),

· регистры процессорной памяти.

УУ управляет работой всех устройств компьютера по заданной программе. (Функцию устройства управления можно сравнить с работой дирижера, управляющего оркестром. Своеобразной «партитурой» для УУ является программа.)

АЛУ - вычислительный инструмент процессора; это устройство выполняет арифметические и логические операции по командам программы.

Регистры - это внутренняя память процессора. Каждый из регистров служит своего рода черновиком, используя который процессор выполняет расчеты и сохраняет промежуточные результаты, программы. Память компьютера

Память ПК делится на внутреннюю и внешнюю.

Внутренняя память ПК включает в себя оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) и постоянное запоминающее устройство (ПЗУ).

ОЗУ--быстрая, полупроводниковая, энергозависимая память. В ОЗУ хранятся исполняемая в данный момент программа и данные, с которыми она непосредственно работает. Это значит, что когда вы запускаете какую-либо компьютерную программу, находящуюся на диске, она копируется в оперативную память, после чего процессор начинает выполнять команды, изложенные в этой программе. Часть ОЗУ, называемая “видеопамять”, содержит данные, соответствующие текущему изображению на экране. При отключении питания содержимое ОЗУ стирается. Быстродействие (скорость работы) компьютера напрямую зависит от величины его ОЗУ, которое в современных

компьютерах может доходить до 4 Гбайт. В первых моделях компьютеров оперативная память составляла не более 1 Мбайт. Современные прикладные программы часто требуют для своего выполнения не менее 4 Мбайт ОЗУ; в противном случае они просто не запускаются.

ОЗУ -- это память, используемая как для чтения, так и для записи информации. При отключении электропитания информация в ОЗУ исчезает (энергозависимость).

ПЗУ -- быстрая, энергонезависимая память. ПЗУ -- это память, предназначенная только для чтения. Информация заносится в нее один раз (обычно в заводских условиях) и сохраняется постоянно (при включенном и выключенном компьютере). В ПЗУ хранится информация, присутствие которой постоянно необходимо в компьютере. В ПЗУ находятся:

· тестовые программы, проверяющие при каждом включении компьютера правильность работы его блоков;

· программы для управления основными периферийными устройствами --дисководом, монитором, клавиатурой;

· информация о том, где на диске расположена операционная система.

Основная память состоит из регистров. Регистр -- это устройство для временного запоминания информации в оцифрованной (двоичной) форме. Запоминающим элементом в регистре является триггер - устройство, которое может находиться в одном из двух состояний, одно из которых соответствует запоминанию двоичного нуля, другое -запоминанию двоичной единицы. Триггер представляет собой крошечный конденсатор-батарейку, которую можно заряжать множество раз. Если такой конденсатор заряжен - он как бы запомнил значение “1”, если заряд отсутствует -- значение “О”. Регистр содержит несколько связанных друг с другом триггеров. Число триггеров в регистре называется разрядностью компьютера. Производительность компьютера напрямую связана с разрядностью, которая бывает равной 8, 16, 32 и 64.

ВНЕШНЯЯ память- (НАКОПИТЕЛИ- флешки, диски и т.д)

Материнская (системная) плата

Основным аппаратным компонентом компьютера является системная плата. На системной плате реализована магистраль обмена информацией, имеются разъёмы для установки процессора и оперативной памяти, а также слоты для установки контроллеров внешних устройств.

Процессор и основная память находятся на большой плате, которая называется материнской. Для подключения к ней различных дополнительных устройств (дисководов, манипуляторов типа мыши, принтеров и т. д.) служат специальные платы -- контроллеры. Они вставляются в разъемы (слоты) на материнской плате, а к их концу (порту), выходящему наружу компьютера, подключается дополнительное устройство.

Магистрально-модульное устройство ПК

• Шина данных - шина для передачи данных между различными устройствами.

• Шина адреса - шина для выбора устройства или ячейки памяти, куда пересылаются или откуда считываются данные по шине данных.

• Шина управления - шина для передачи сигналов, определяющих характер обмена информацией по магистрали

Информационная связь между устройствами компьютера осуществляется через информационную магистраль (другое название - общая шина).

Магистраль-- это кабель, состоящий из множества проводов.

По одной группе проводов (шина данных) передается обрабатываемая информация, по другой (шина адреса) - адреса памяти или внешних устройств, к которым обращается процессор. Есть еще третья часть магистрали - шина управления, по ней передаются управляющие сигналы (например, сигнал готовности устройства к работе, сигнал к началу работы устройства и др.).

Количество одновременно передаваемых по шине бит называется разрядностью шины. Всякая информация, передаваемая от процессора к другим устройствам по шине данных, сопровождается адресом, передаваемым по адресной шине (как письмо сопровождается адресом на конверте). Это может быть адрес ячейки в оперативной памяти или адрес (номер) периферийного устройства.

В современном ПК реализован принцип открытой архитектуры. Этот принцип позволяет менять состав устройств (модулей) ПК. К информационной магистрали могут подключаться дополнительные периферийные устройства, одни модели устройств могут заменяться на другие. Возможно увеличение внутренней памяти, замена микропроцессора на более совершенный. Аппаратное подключение периферийного устройства к магистрали осуществляется через специальный блок-контроллер (другое название -- адаптер). Программное управление работой устройства производится через программу -- драйвер. которая является компонентой операционной системы. Следовательно, для подключения нового периферийного устройства компьютеру необходимо использовать соответствующий контроллер и установить в ОС подходящий драйвер.

Устройства ввода информации

• Клавиатура – устройство ввода текстовой и числовой информации.

• Графический планшет – устройство для рисования и ввода рукописного текста.

• Сканер – устройство для преобразования графической информации из аналоговой формы в цифровую.

• Цифровая камера – устройство для получения фото и видео непосредственно в цифровом формате.

• Микрофон + звуковая карта – устройство для перевода звука из аналоговой формы в цифровую.

• Мышь, трекбол, джойстик – манипуляторы.

Устройства вывода информации

• Монитор – устройство для вывода текстовой, числовой и графической информации.

• Принтер – устройство для вывода на бумагу текстовой, числовой и графической информации.

• Акустические колонки и наушники – устройства для вывода звука.

Сетевые устройства

• Сетевой адаптер – устройство для передачи и приёма информации по сети.

• Модем – устройство для передачи, модуляции и демодуляции информации.

• Сетевые кабели

• коаксиальный

• «витая пара»- устройство для соединения компьютеров в ЛС.

• оптоволоконный