Компьютер это электронное устройство предназначенное для


Справочник по аппаратному обеспечению | IT-уроки

Сергей Бондаренко        Главная страница »     

В этом разделе собраны определения, которые помогут легко разобраться в устройстве компьютера. Уроки и статьи на сайте будут периодически ссылаться к этому справочнику как к основе для Ваших будущих знаний.

Сами уроки по устройству компьютера можно найти здесь: Список IT-уроков

Определения написаны простым языком, чтобы понятно было даже новичку, который в первый раз слышит один из терминов.

Содержание

Выберите ссылку для быстрого доступа к разделу:

Базовые определения

Виды компьютерной техники

Компоненты компьютера (внутренние)

Компоненты компьютера (внешние)

Базовые определения

Компьютер — это устройство, предназначенное для обработки, хранения и передачи информации.

Аппаратное обеспечение (на английском языке – hardware) – это устройства, из которых состоит компьютер. Т.е. составные части компьютера.

Комплектующие – то же самое, что и аппаратное обеспечение (смотрите выше).

Компоненты компьютера – используется как синоним аппаратного обеспечения (смотрите выше).

Системный блок – корпус, содержащий большинство компонентов компьютера.

Внутренние компоненты компьютера – те компоненты, которые находятся внутри системного блока.

Внешние компоненты компьютера – компоненты, которые подключается снаружи к системному блоку.

К содержанию

Виды компьютерной техники

ПК или персональный компьютер (PC, personal computer) — компьютер, предназначенный для индивидуальной работы. К ПК можно отнести и большинство переносных компьютеров.

Когда говорят о компьютере, часто подразумевают именно персональный компьютер.

Сервер – специальный компьютер в вычислительной структуре, предназначенный для выполнения определенной задачи. Основной задачей сервера может быть вычислительная функция, файловый архив, размещение базы данных или сайта и т.д.

Например: сайт IT-уроки расположен на веб-сервере, который находится  в Москве, задача этого сервера – разместить файлы сайта и предоставить доступ к нему через Интернет.

Терминал – компьютер с минимальными вычислительными функциями (минимальной производительностью), предназначенный для работы в системе «клиент-сервер». В такой системе основную работу выполняет сервер, а терминал только передает необходимые данные для обработки, и получает результат.

Пример: кассовый терминал в супермаркете обращается к серверу базы данных для проверки стоимости товара и размещению информации о покупке.

Мэйнфрейм – высокопроизводительный компьютер, обладающей высокой надежностью и безопасностью.

Мэйнфреймы применяются в основном на крупных предприятиях, нуждающихся в больших вычислительных мощностях.

Суперкомпьютер – компьютер с высокими вычислительными возможностями. По производительности намного превосходит все остальные виды компьютеры.

Суперкомпьютеры используются в научно-исследовательских институтах, университетах, крупных лабораториях.

К содержанию

Компоненты компьютера (внутренние)

Процессор (ЦП — центральный процессор, ЦПУ — центральное процессорное устройство, на английском языке CPU — Central Processing Unit) — компонент компьютера, который обрабатывает большую часть информации, а также управляет другими компонентами компьютера.

Оперативная память (ОЗУ — оперативное запоминающее устройство, RAM — Random Access Memory) — память компьютера, в которой хранятся программы и данные, которые использует центральный процессор при обработке информации. Программы и данные находятся в ОЗУ, только когда включен компьютер (подано напряжение питания), при выключении компьютера оперативная память очищается.

Жесткий диск (HDD – Hard Disk Drive, «винчестер») — основное устройство для хранения информации в компьютере. Все программы, документы, фильмы и музыка хранятся в компьютере именно на жестком диске. В отличии от ОЗУ, при выключении питания компьютера, данные на жестком диске сохраняются.

Системная плата (материнская плата, на английском языке MB – mainboard или motherboard) — самая большая плата в системном блоке ПК, с помощью которой соединяются все компоненты компьютера между собой. На современные системные платы часто встраиваются другие компоненты (видеоадаптер, сетевой, звуковой адаптер).

Видеоадаптер (видеокарта, графическая карта, графический адаптер) — компонент компьютера, который обрабатывает графические объекты, а затем выводит их в виде изображения на экран монитора (или телевизора, или проектора).

Оптический привод (ODD — Optical Disc Drive, CD привод, DVD привод, BD привод) — устройство для считывания информации с оптических дисков с помощью лазера. С помощью оптического привода можно скопировать на жесткий диск программы, фильмы, музыку, документы, а также установить операционную систему. Вторая функция оптических приводов – запись информации на диск.

Звуковой адаптер (звуковая карта, аудиокарта, sound card) — компонент системного блока, предназначенный для обработки звука и вывода его на акустические системы («колонки») или наушники. Также к звуковому адаптеру можно подключить микрофон для записи звука или голосового общения через Интернет.

Сетевой адаптер (сетевая карта, LAN adapter, Ethernet-адаптер) — устройство, предназначенное для подключения компьютера к локальной сети. Обычно именно через сетевой адаптер подключают компьютер к международной сети Интернет.

Модем – устройство для подключения ПК к телефонной линии или кабельной сети. С помощью модема можно получить низкоскоростной доступ к сети Интернету, а также использовать компьютер как телефон или факс.

Блок питания – устройство, снабжающее электрической энергией всех компонентов системного блока. Блок питания подключается к сети 220 Вольт с помощью шнура питания.

Корпус — устройство, предназначенное для установки внутренних компонентов компьютера и поддержки стандартных условий их работы. Основная задача корпуса, безопасно и надежно поддерживать работу компонентов, обеспечивать необходимый температурный режим, блокировать электромагнитное излучение от внутренних компонентов (как и от внешних источников излучения во избежание воздействия на внутренние компоненты).  Корпус с находящимися в нем компонентами называют системным блоком.

К содержанию

Компоненты компьютера (внешние)

Монитор (дисплей) – устройство для вывода информации (изображения и текста) на экран.Клавиатура – устройство для ввода информации (текста, символов, цифр) и управления компьютером с помощью нажатия клавиш.Мышь (манипулятор «мышь») – устройство для управления компьютером с помощью перемещения указателя на экране монитора.Сетевой фильтр – устройство которое защищает подключенные устройства от скачков напряжения. Выглядит как удлинитель с несколькими розетками и выключателем.Источник бесперебойного питания (ИБП, англ. UPS — Uninterruptible Power Supply) – устройство, которое при отключении электроэнергии (или значительном отклонении напряжения от нормы) использует внутренний аккумулятор для питания подключенных устройств на непродолжительное время (10-20 минут). Имеет встроенный фильтр.Принтер – периферийное устройство компьютера, предназначенное для нанесения изображения или текста на различные физические носители (предметы). Обычно, печать производится на бумагу, реже на прозрачные пленки, еще реже на ткани, твердые материалы (диски, различные детали и т.д.).Сканер – устройство для исследования каких-либо объектов и преобразования их изображения в цифровой формат.Планшетный сканер — периферийное устройство для считывания изображения и текста с бумаги и преобразования его в цифровой вид.Многофункциональное устройство (МФУ) – периферийное устройство, которое совмещает функции принтера, сканера, копировального аппарата и факса (факсимильного аппарата). МФУ может содержать кардридер для непосредственной печати с флэш-карт памяти.

К содержанию

Поделитесь с друзьями:

it-uroki.ru

Основные устройства компьютера, их назначение и взаимосвязь

По своему назначению компьютер - это универсальный прибор для работы с информацией. По принципам своего устройства компьютер - это модель человека, работающего с информацией.

Персональный компьютер (ПК) — это компьютер, предназначенный для обслуживания одного рабочего места. По своим характеристикам он может отличаться от больших ЭВМ, но функционально способен выполнять аналогичные операции. По способу эксплуатации различают настольные (desktop), портативные (laptop и notebook) и карманные (palmtop) модели ПК.

Аппаратное обеспечение. Поскольку компьютер предоставляет все три класса информационных методов для работы с данными (аппаратные, программные и естественные), принято говорить о компьютерной системе как о состоящей из аппаратных и программных средств, работающих совместно. Узлы, составляющие аппаратные средства компьютера, называют аппаратным обеспечением. Они выполняют всю физическую работу с данными: регистрацию, хранение, транспортировку и преобразование как по форме, так и по содержанию, а также представляют их в виде, удобном для взаимодействия с естественными информационными методами человека.

Совокупность аппаратных средств компьютера называют его аппаратной конфигурацией.

Видео YouTube

Программное обеспечение. Программы могут находиться в двух состояниях: активном и пассивном. В пассивном состоянии программа не работает и выглядит как данные, содержательная часть которых - сведения. В этом состоянии содержимое программы можно «читать» с помощью других программ, как читают книги, и изменять. Из него можно узнать назначение программы и принцип ее работы. В пассивном состоянии программы создаются, редактируются, хранятся и транспортируются. Процесс создания и редактирования программ называется программированием.

Когда программа находится в активном состоянии, содержательная часть ее данных рассматривается как команды, согласно которым работают аппаратные средства компьютера. Чтобы изменить порядок их работы, достаточно прервать исполнение одной программы и начать исполнение другой, содержащей иной набор команд.

Совокупность программ, хранящихся на компьютере, образует его программное обеспечение. Совокупность программ, подготовленных к работе, называют установленным программным обеспечением. Совокупность программ, работающих в тот или иной момент времени, называют программной конфигурацией.

Устройство компьютера. Любой компьютер (даже самый большой)состоит из четырех частей:

устройства ввода информации

устройства обработки информации

устройства хранения

устройства вывода информации.

 Конструктивно эти части могут быть объединены в одном корпусе размером с книгу или же каждая часть может состоять из нескольких достаточно громоздких устройств

Базовая аппаратная конфигурация ПК. Базовой аппаратной конфигурацией персонального компьютера называют минимальный комплект аппаратных средств, достаточный для начала работы с компьютером. С течением времени понятие базовой конфигурации постепенно меняется. 

Чаще всего персональный компьютер состоит из следующих устройств:

Системный блок

Монитор

Клавиатура

Мышь

Дополнительно могут подключатся другие устройства ввода и вывода информации, например звуковые колонки, принтер, сканер...

Системный блок — основной блок компьютерной системы. В нем располагаются устройства, считающиеся внутренними. Устройства, подключаемые к системному блоку снаружи, считаются внешними. Для внешних устройств используют также термин периферийное оборудование. Монитор — устройство для визуального воспроизведения символьной и графической информации. Служит в качестве устройства вывода. Для настольных ПК в настоящее время наиболее распространены мониторы, основанные на электронно-лучевых трубках. Они отдаленно напоминают бытовые телевизоры. Клавиатура — клавишное устройство, предназначенное для управления работой компьютера и ввода в него информации. Информация вводится в виде алфавитно-цифровых символьных данных. Мышь — устройство «графического» управления.

Внутренние устройства персонального компьютера.Внутренними считаются устройства, располагающиеся в системном блоке. Доступ к некоторым из них имеется на лицевой панели, что удобно для быстрой смены информационных носителей, например гибких магнитных дисков. Разъемы некоторых устройств выведены на заднюю стенку — они служат для подключения периферийного оборудования. К некоторым устройствам системного блока доступ не предусмотрен — для обычной работы он не требуется.

Процессор. Микропроцессор — основная микросхема персонального компьютера. Все вычисления выполняются в ней. Основная характеристика процессора — тактовая частота (измеряется в мегагерцах, МГц). Чем выше тактовая частота, тем выше производительность процессора. Так, например, при тактовой частоте 500 МГц процессор может за одну секунду изменить своесостояние 500 миллионов раз. Для большинства операций одного такта недостаточно, поэтому количество операций, которые процессор может выполнить в секунду, зависит не только от тактовой частоты, но и от сложности операций.

Единственное устройство, о существовании которого процессор «знает от рождения», — оперативная память — с нею он работает совместно. Оттуда поступают данные и команды. Данные копируются в ячейки процессора (они называются регистрами), а потом преобразуются в соответствии с содержанием команд. Более полную картину того, как процессор взаимодействует с оперативной памятью, вы получите в главах, посвященных основам программирования.

Оперативная память. Оперативную память можно представить как обширный массив ячеек, в которых хранятся числовые данные и команды в то время, когда компьютер включен. Объем оперативной памяти измеряется в миллионах байтов — мегабайтах (Мбайт).

Процессор может обратиться к любой ячейке оперативной памяти (байту), поскольку она имеет неповторимый числовой адрес. Обратиться к индивидуальному биту оперативной памяти процессор не может, так как у бита нет адреса. В то же время, процессор может изменить состояние любого бита, но для этого требуется несколько действий.

Материнская плата. Материнская плата — это самая большая плата персонального компьютера. На ней располагаются магистрали, связывающие процессор с оперативной памятью, — так называемые шины. Различают шину данных, по которой процессор копирует данные из ячеек памяти, адресную шину, по которой он подключается к конкретным ячейкам памяти, и шину команд, по которой в процессор поступают команды из программ. К шинам материнской платы подключаются также все прочие внутренние устройства компьютера. Управляет работой материнской платы микропроцессорный набор микросхем — так называемый чипсет.

Видеоадаптер. Видеоадаптер — внутреннее устройство, устанавливаемое в один из разъемов материнской платы. В первых персональных компьютерах видеоадаптеров не было. Вместо них в оперативной памяти отводилась небольшая область для хранения видеоданных. Специальная микросхема (видеоконтроллер) считывала данные из ячеек видеопамяти и в соответствии с ними управляла монитором.

По мере улучшения графических возможностей компьютеров область видеопамяти отделили от основной оперативной памяти и вместе с видеоконтроллером выделили в отдельный прибор, который назвали видеоадаптером. Современные видеоадаптеры имеют собственный вычислительный процессор (видеопроцессор), который снизил нагрузку на основной процессор при построении сложных изображений. Особенно большую роль видеопроцессор играет при построении на плоском экране трехмерных изображений. В ходе таких операций ему приходится выполнять особенно много математических расчетов.

В некоторых моделях материнских плат функции видеоадаптера выполняют микросхемы чипсета — в этом случае говорят, что видеоадаптер интегрирован с материнской платой. Если же видеоадаптер выполнен в виде отдельного устройства, его называют видеокартой. Разъем видеокарты выведен на заднюю стенку. К нему подключается монитор.

Звуковой адаптер. Для компьютеров IBM PC работа со звуком изначально не была предусмотрена. Первые десять лет существования компьютеры этой платформы считались офисной техникой и обходились без звуковых устройств. В настоящее время средства для работы со звуком считаются стандартными. Для этого на материнской плате устанавливается звуковой адаптер. Он может быть интегрирован в чипсете материнской платы или выполнен как отдельная подключаемая плата, которая называется звуковой картой.Разъемы звуковой карты выведены на заднюю стенку компьютера. Для воспроизведения звука к ним подключают звуковые колонки или наушники. Отдельный разъем предназначен для подключения микрофона. При наличии специальной программы это позволяет записывать звук. Имеется также разъем (линейный выход) для подключения к внешней звукозаписывающей или звуковоспроизводящей аппаратуре (магнитофонам, усилителям и т.п.).

Жесткий диск. Поскольку оперативная память компьютера очищается при отключении питания, необходимо устройство для длительного хранения данных и программ. В настоящее время для этих целей широко применяют так называемые жесткие диски.Принцип действия жесткого диска основан на регистрации изменений магнитного поля вблизи записывающей головки.

Основным параметром жесткого диска является емкость, измеряемая в гигабайтах (миллиардах байтов), Гбайт. Средний размер современного жесткого диска составляет 80 — 160 Гбайт, причем этот параметр неуклонно растет.

Дисковод гибких дисков. Для транспортировки данных между удаленными компьютерами используют так называемые гибкие диски. Стандартный гибкий диск (дискета) имеет сравнительно небольшую емкость 1,44 Мбайт. По современным меркам этого совершенно недостаточно для большинства задач хранения и транспортировки данных, но низкая стоимость носителей и высокая степень готовности к работе сделали гибкие диски самыми распространенными носителями данных.

Для записи и чтения данных, размещенных на гибких дисках, служит специальное устройство — дисковод. Приемное отверстие дисковода выведено на лицевую панель системного блока.

Дисковод CD-ROM. Для транспортировки больших объемов данных удобно использовать компакт-диски CD-ROM. Эти диски позволяют только читать ранее записанные данные — производить запись на них нельзя. Емкость одного диска составляет порядка 650-700 Мбайт.

Для чтения компакт-дисков служат дисководы CD-ROM. Основной параметр дисковода CD-ROM— скорость чтения. Она измеряется в кратных единицах. За единицу принята скорость чтения, утвержденная в середине 80-х гг. для музыкальных компакт-дисков (аудиодисков). Современные дисководы CD-ROM обеспечивают скорость чтения 40х - 52х.Основной недостаток дисководов CD-ROM — невозможность записи дисков — преодолен в современных устройствах однократной записи — CD-R. Существуют также устройства CD-RW, позволяющие осуществлять многократную запись.

Принцип хранения данных на компакт-дисках не магнитный, как у гибких дисков, а оптический. 

Коммуникационные порты. Для связи с другими устройствами, например принтером, сканером, клавиатурой, мышью и т. п., компьютер оснащается так называемыми портами. Порт — это не просто разъем для подключения внешнего оборудования, хотя порт и заканчивается разъемом. Порт — более сложное устройство, чем просто разъем, имеющее свои микросхемы и управляемое программно.

Сетевой адаптер. Сетевые адаптеры необходимы компьютерам, чтобы они могли обмениваться данными между собой. Этот прибор следит за тем, чтобы процессор не подал новую порцию данных на внешний порт, пока сетевой адаптер соседнего компьютера не скопировал к себе предыдущую порцию. После этого процессору дается сигнал о том, что данные забраны и можно подавать новые. Так осуществляется передача.

Когда сетевой адаптер «узнает» от соседнего адаптера, что у того есть порция данных, он копирует их к себе, а потом проверяет, ему ли они адресованы. Если да, он передает их процессору. Если нет, он выставляет их на выходной порт, откуда их заберет сетевой адаптер очередного соседнего компьютера. Так данные перемещаются между компьютерами до тех пор, пока не попадут к адресату.

Сетевые адаптеры могут быть встроены в материнскую плату, но чаще устанавливаются отдельно, в виде дополнительных плат, называемых сетевыми картами.

                                     

 

sites.google.com

Как устроен компьютер

Цели урока.

Образовательные: познакомить учащихся с устройством компьютера, его основными и дополнительными устройствами, расширить словарный запас.

Развивающие: развитие познавательных интересов, самоконтроля, навыков работы с интерактивной доской, мышью и клавиатурой.

Воспитательные: воспитание информационной культуры учащихся, внимательности, аккуратности, дисциплинированности, усидчивости.

Задачи:

ввести понятия основных и дополнительных устройств компьютера;

закрепить изученное с помощью упражнений и теста.

Тип урока: комбинированный.

Оборудование: интерактивная доска, мультимедийный проектор, компьютер, компьютерная презентация (MS PowerPoint), упражнения сделанные с помощью программы StarBoard, тест (Internet Explorer).

Структура урока.

Организационный момент – 2 мин.

Объяснение нового материала – 20 мин.

Закрепление изученного материала – 15 мин.

Домашнее задание – 1 мин.

Подведение итогов – 2 мин.

Резерв времени.

ХОД УРОКА

1. Организационный момент (2 мин).

Приветствие учителя и учеников. Проверка готовности учащихся к уроку.

2. Объяснение нового материала (20 мин).

Урок сопровождается презентацией: «Как устроен компьютер?»

Слайд 1.

 

Слайд 2

Ребята, прочитайте стишок и подумайте какое слово пропущено?

Оглянись, дружок, вокруг!

Вот … — верный друг.

Он всегда тебе поможет:

Написать и сосчитать,

На ошибку он укажет

Фото и кино покажет.

Он в игру с тобой сыграет,

И скучать тебе не даст!!!

Правильно, ребята, это компьютер!

Компьютер… это слово знают все, даже те, кто не знаком с информатикой.

Слайд 3

Что же такое компьютер?

Компьютер - это электронное устройство, предназначенное для получения, обработки, хранения и передачи информации.

Наша задача - изучить устройство компьютера и принцип его работы.

Слайд 4

В состав компьютеров могут входить разные внешние устройства, но есть четыре вида устройств, которые есть у каждого компьютера. Это клавиатура, мышь, монитор и системный блок. Они составляют базовую конфигурацию компьютера.

Базовая конфигурация компьютера - минимальный комплект аппаратных средств, достаточный для начала работы с компьютером: клавиатура, мышь, монитор, системный блок.

Слайд 5, 6

Главным в компьютере является системный блок.

Системный блок – основной блок компьютерной системы. В нем располагаются устройства, считающиеся внутренними. Устройства, подключающиеся к системному блоку снаружи, считаются внешними.

В системный блок входит процессор, память, накопители на жестких и гибких магнитных дисках, на оптический дисках, блок питания, материнская плата, и некоторые другие устройства.

Слайд 7

Центральный процессор - главное устройство системного блока. Предназначен для вычислений, обработки информации и управления работой компьютера.

Я мудрее всех на свете, Знают это даже дети. Без моих советов важных И решений, столь отважных, Так скажу я вам, друзья, Обойтись никак нельзя. Всем я очень помогаю, Весь контроль осуществляю, Слово с делом совмещаю И разумно управляю.

Слайд 8

Располагается процессор на материнской плате. Она обеспечивает связь между устройствами. На системной плате расположены: разъемы для подключения устройств, шина для передачи сигналов между устройствами, набор микросхем для осуществления контроля.

Слайд 9

Память компьютера, также как и память человека предназначена для хранения информации.

Рассмотрим память человека: мы с Вами запоминаем любимые стихи, правила, способы приготовления блюд и многое другое. Всё это мы храним в нашей памяти - в голове – это внутренняя память, но всю эту информации можно хранить и в записной книге – внешняя память.

Тоже самое и с памятью компьютера: она бывает внутренняя и внешняя.

Слайд 10

Внутренняя память бывает двух видов: оперативная и постоянная. Устройства их реализующие, называются ОЗУ – оперативное запоминающее устройство и ПЗУ – постоянное запоминающее устройство.

В ПЗУ хранятся инструкции, определяющие порядок работы при включении компьютера. Эти инструкции не удаляются даже при выключении компьютера.

Все программы и данные, необходимые для работы компьютера, помещаются в ОЗУ. Процессор может мгновенно обращаться к информации, находящейся в оперативной памяти. После отключения источника питания вся информация, содержащаяся в оперативной памяти, теряется.

Слайд 11

Для длительного хранения информации используется долговременная память: жесткие и гибкие магнитные диски, оптические диски, флэш-память.

Магнитные диски – это круглые диски из пластика или металла, покрытые магнитным веществом. Магнитные диски бывают жесткие и гибкие.

Жесткие диски большой емкости встроены внутрь системного блока и постоянно находятся там. В системном блоке находятся и дисководы гибких магнитных дисков – дискет. Дискета вручную вставляются в дисковод через специальное отверстие в корпусе системного блока. С помощью дискет информацию можно переносить с одного компьютера на другой.

В последнее время широкое распространение получили оптические диски. Для чтения и записи информации с лазерных дисков используют дисковод (CD-ROM, CD-RW, DV-RW) и флэш-память.

Слайд 12

Монитор предназначен для вывода символьной и графической информации на экран.

Слайд 13

Клавиатура применяется для ввода информации в память компьютера путем нажатия клавиш.

Будь предельно осторожен, Ведь со мной работать сложно. Нужно навыки иметь Чтобы мною овладеть Сколько символов и букв Убегает из под рук, Лишь легонько прикоснешься, Посмотри на монитор, Хоть на букву ошибешься И прервется разговор.

Слайд 14

Мышь - устройство «графического» управления, ввода. Она резко облегчает процесс управления.

В зоопарке есть зайчишка,

У компьютера есть мышка

Эта мышка не простая,

Эта мышка вот какая:

Скромный серый коробок,

Длинный тонкий проводок,

Ну а на коробке –

Две или три кнопки.

Для мыши, как правило, используется специальный коврик для более надежного контакта с шариком мыши при перемещении ее по столу. При перемещении мыши по коврику на экране перемещается указатель мыши, при помощи которого можно указывать на объекты и/или выбирать их.

Мыши бывают механическая и оптическая. Современные модели мышей могут быть беспроводными, т.е. подключающимися к компьютеру без помощи кабеля.

Слайд 15

Физкультминутка.

Физкультминутка состоит из двух частей – из упражнений для профилактики зрительного переутомления и общего воздействия.

Мы хорошо поработали, и настало время отдохнуть и сделать физкульт­минутку.

Встаньте, пожалуйста, возле своих парт и повторяйте движения за мной.

Звучит песня «Зарядка для хвоста» из м/ф «38 попугаев».

Шаг на месте левой, правой, Раз и два, раз и два! Прямо спину вы держите, Раз и два! Раз и два! И под ноги не смотрите, Раз и два! Раз и два! Раз – присели, два – привстали. Руки кверху все подняли.

А теперь перед собой,

Сели-встали, сели-встали. Ванькой - встанькой словно стали. Раз-два, раз-два, Заниматься нам пора!

Занимай свои места!

Объяснение нового материала (продолжение).

Слайд 16

К ПК можно подключить и дополнительные устройства: периферийные устройства - устройства предназначенные ля ввода и вывода информации.

Рассмотрим некоторые из них:

Слайд 17

Устройства вывода.

Принтер служит для вывода информации на бумажный носитель (бумагу). Существуют три типа принтеров: матричный, струйный, лазерный.

Для вывода сложных и широкоформатных графических объектов (плакатов, чертежей и пр.) используются специальные устройства вывода — плоттеры  (графопостроители).

Акустические колонки  и наушники предназначены для вывода звуковой информации.

Слайд 18

Устройства ввода.

Сканеры  и графические планшеты служат для автоматического ввода текстов и графики в компьютер.

Для ввода звуковой информации используют микрофон.

Для управления компьютером во время игры нужен джойстик – устройство ввода.

Слайд 19

Существуют и другие устройства. Все они составляют аппаратное обеспечение компьютера.

3. Закрепление пройденного материала (15 мин)

Я для вас придумала несколько испытаний, которые мы будем выполнять на интерактивной доске.

Задание №1.

Из предложенных устройств соберите базовую конфигурацию компьютера.

(К интерактивной доске выходит один учащийся и выполняет задание, остальные учащиеся ему помогают).

Задание №2.

Расположите картинки устройств в нужные столбцы.

(К интерактивной доске по очереди выходят два учащихся и заполняют по одному столбцу, остальные помогают).

Задание №3.

Соедините термины, указанные в левой колонке, с их описанием, приведенном в правой колонке.

(К интерактивной доске по очереди выходят учащиеся и соединяют по одному термину с описанием, остальные помогают).

4. Домашнее задание (1 мин).

§ 2.1 в учебнике, упражнения 1,2 стр. 54-55 в рабочей тетради.

5. Подведение итогов (2 мин).

С какой темой мы сегодня познакомились?

Из каких основных частей состоит компьютер?

Как называется устройство обработки информации?

Какие вы знаете устройства хранения информации?

Какие устройства называются периферийными?

Самым активным и внимательным на уроке ребятам выставляются оценки.

Резерв времени

Компьютерное тестирование на тему «Как устроен компьютер» - смотри архив

Спасибо за урок. До свидания.

videouroki.net

Составные части персонального компьютера Компьютер – это программируемое электронное устройство для создания, обработки, передачи и хранения информации

Составные части персонального компьютера

Компьютер – это программируемое электронное устройство для создания, обработки, передачи и хранения информации

Принципы фон Неймана

  • Основы конструкции компьютера описал в 1945 году математик Джон фон Нейман. Согласно принципам компьютер должен иметь:

  • Арифметико-логическое устройство (выполняет арифм. и логич. операции)

  • Устройство управления (организует процесс выполнения программ)

  • Запоминающее устройство (память для хранения программ и данных)

  • Внешние устройства (ввод-вывод информации)

Составные части компьютерной системы:

  • Аппаратные средства – Hard Ware

  • Программные средства – Soft Ware

  • Пользователь - User

Аппаратные средства

  • Системный блок

  • Монитор

  • Клавиатура

  • Манипулятор «мышь»

  • Периферийное оборудование

Основные компоненты системного блока

Системная (материнская) плата

  • является главной в системном блоке ПК, обеспечивает условия функционирования и связь компонентов ПК.

Микропроцессор

  • состоит из арифметико-

  • логического устройства и

  • блока управления,

  • характеризуется моделью, тактовой частотой и разрядностью

  • Различают модели Pentium, Athlon, Celeron.

  • Современные процессоры модели Pentium IV имеют частоту 3200 Mгц

Компьютерная память

Оперативная память (RAM)

  • временно хранит информацию, энергозависима, характеризуется быстродействием и малым объемом (128-1024 Мбайт).

  • Модули памяти бывают «однобанковыми» и «двухбанковыми».

Постоянная память (ROM)

  • постоянно хранит

  • информацию, записанную на предприятии-изготовителе (основные системные программы для проверки исправности ПК и первоначальной загрузки ОС- BIOS), не может быть изменена.

Кеш-память

  • служит для увеличения производительности ПК, согласования работы устройств различным быстродействием,

  • используется при обмене данными между процессором и RAM, между RAM и внешнем накопителем,

  • имеет объем 2-8 Мбайт

Разбиение диска

Жесткий диск (винчестер)

  • является носителем

  • информации с произвольным

  • доступом к информации,

  • характеризуется большим объемом хранимой информации (200 Гбайт-1.5 Тбайт) и высокой скоростью обмена информацией (до 133 Мбайт/с).

Гибкий магнитный диск (дискета-floppy disk)

  • хранит информацию объемом

  • до 1,4 Мбайт,

  • имеет размер диаметра

  • диска 3,5’’.

  • Для работы с дискетами

  • нужен дисковод

Оптические накопители

  • Лазерный диск хранит

  • информацию объемом

  • до 700 Мбайт, разделяют CD-ROM(только для чтения) и CD-RW.

  • Для работы с СD необходим соответствующий дисковод.

Оптические накопители

  • DVD диск хранит

  • информацию объемом

  • 4,7 Гбайт, разделяют DVD-ROM(только для чтения) и DVD-RW.

  • Для работы с DVD необходим соответствующий дисковод.

Flash-память

  • Flash-память имеет различные виды:

  • Smart Media, Compact Flash, Memory Stick, для которых имеются свои считывающие устройства.

  • Существуют Flash-накопители с интерфейсом USB для хранения и

  • переноса данных. Их объем от 128 Мб – 16 Гбайт…

Системная шина

  • предназначена для организации обмена информацией между компонентами ПК, соединяет процессор с ОП, характеризуется тактовой частотой(533 – 800 MГц) и разрядность канала связи(32, 64 битная).

  • Выделают шину данных, адресную шину, управляющую шину.

Структурная схема ПК

Контроллеры

  • - это электронные схемы, управляющие различными устройствами ПК (клавиатурой, монитором, дисководами, звуком, сетью и др.)

Порты

  • Контроллер портов ввода-вывода соединяется кабелями с портами на задней стенке ПК, через которые подключаются внешние устройства. Различают параллельные порты(LPT1, LPT2,LPT3), последовательные порты(COM1–COM4).

  • В настоящее время для разъемов применяется цветовая спецификация РС 99, по которой разъем клавиатуры имеет сиреневый цвет, аудиовыход – зеленый.

Блок питания

  • мощность не менее 300 Вт,

  • выравнивает питающее напряжение,

  • имеет предохранитель.

Устройства ввода-вывода информации в ПК

  • Преобразуют всю информацию в двоичный код и обратно.

  • Для подключения этих устройств необходимы порты или слоты, для работы с устройствами – драйверы(программы, управляющие работой устройства ввода-вывода).

Клавиатура

  • это устройство ввода, имеет более 100 клавиш, разделенных на группы: алфавитно-цифровые, функциональные, клавиши управления курсором, цифровые, клавиши с эмблемой Windows, с изображением меню.

Манипулятор мышь

  • это координатное устройство ввода.

  • Мыши делятся на механические (шариковые) и оптические, имеют кнопки и колесики прокрутки.

  • Другие манипуляторы:

  • трекбол – шарик вращается ладонью, джойстик – ручка управления, сенсорная панель(TouchPad) – палец по коврику, сенсорный экран.

Монитор

  • отображает символьную или

  • графическую информацию. Существуют мониторы на основе ЭЛТ и ЖК. Монитор измеряется по диагонали в дюймах(14-19 дюймов и более).

  • Графическое разрешение экрана – количество пикселей, размещающихся на экране по горизонтали и вертикали. 640*480, 800*600, 1024*768, 1280*1024.

  • Цветовое разрешение экрана – количество различных цветовых оттенков, отображаемых на экране одновременно. Мин требование – 16 цветов, мах –16млн.цветов.

Видеокарта (видеоадаптер)

  • Для работы монитора необходима видеокарта. Она имеет видеопамять (хранит видеоинформацию) и видеопроцессор(считывает содержимое видеопамяти и предает на экран, частота считывания 75 Гц и более).

  • Предельные значения графического и цветового разрешения экрана монитора зависит от свойств видеокарты и монитора.

Периферийное оборудование

  • принтер(вывод информации на бумагу). Различают матричные, струйные, лазерные принтеры; цветные и черно-белые

  • сканер (ввод информации)

  • модем (подключение к сети ПК)

  • аудиоколонки (вывод звуковой информации)

Конфигурация ПК

  • Итак, компьютер состоит из частей, которые выбираются в зависимости от назначения ПК. Для сборки ПК указывают следующие детали и их характеристики(конфигурацию):

  • Корпус\системная плата\процессор(модель и тактовая частота)\кеш-память\ОП\жесткий диск\видеоадаптер\дисководы\монитор\

  • клавиатура.

  • Например:

  • СТ ATX Intel 865 PERL P4-3.0E/2х256Mb PC3200/

  • 120 Gb Maxtor/3,5"/128Mb ATI9550/DVD-RW

IBM PС- совместимые компьютеры

  • Это компьютеры, которые совместимы с IBM PS компьютером, разработанным в 1981 г. фирмой IBM.

  • Совместимость программная и аппаратная.

  • Поддерживается принцип «открытой архитектуры», т.е. возможность сборки компьютера из независимо изготовленных частей.

Классификация ЭВМ

  • Классификация производится по ряду признаков: по принципу действия, назначению, способам организации вычислительного процесса, размерам и мощности, функциональным возможностям и др.

Сравнительные параметры классов современных ЭВМ

rpp.nashaucheba.ru

Устройство компьютера Компьютер это универсальное электронное программно-управляемое устройство, предназначенное для автоматической обработки, хранения и передачи информации

Устройство компьютера

Компьютер

- это универсальное электронное программно-управляемое устройство, предназначенное для автоматической обработки, хранения и передачи информации.

Данные и программы

Данные - информация, представленная в виде двоичного компьютерного кода.

Программа – это алгоритм, который записан на языке программирования и выполняется компьютером.

Функциональная схема

Процессор

– центральное устройство компьютера, которое осуществляет обработку информации, выполняя арифметические и логические операции, заданные программой, управляет вычислительным процессом и координирует работу всех устройств компьютера.

Процессор

Функции процессора:
  • обработка данных по заданной программе путем выполнения арифметических и логических операций;

  • программное управление работой устройств компьютера

Процессор

Та часть процессора, которая выполняет команды, называется арифметико-логическим устройством (АЛУ), а другая его часть, выполняющая функции управления устройствами, называется устройством управления (УУ).

Обычно эти два устройства выделяются чисто условно, конструктивно они не разделены.

Процессор

Физически микропроцессор представляет собой интегральную схему — тонкую пластинку кристаллического кремния прямоугольной формы площадью всего несколько квадратных миллиметров, на которой размещены схемы, реализующие все функции процессора. Кристалл-пластинка обычно помещается в пластмассовый или керамический плоский корпус и соединяется золотыми проводками с металлическими штырьками, чтобы его можно было присоединить к системной плате компьютера.

Процессор

Основной характеристикой процессора является производительность (быстродействие) – количество операций выполняемых за единицу времени.

Производительность процессора определяется его тактовой частотой, разрядностью и его архитектурой.

Системная плата

- основное аппаратное устройство компьютера.

На системной плате реализована магистраль обмена информацией, находятся разъёмы для установки микропроцессора и модулей оперативной памяти.

Системные платы исполняются на основе наборов микросхем, которые называются чипсетами.

Устройства ввода

– это устройства для ввода информации в память компьютера.

Эти устройства преобразуют различные виды информации (графическую, текстовую, числовую, звуковую) в цифровую (двоичную) форму

Устройства ввода

Клавиатура – стандартное устройство для

ввода алфавитно-цифровой информации и команд.

Устройства ввода

Мышь – это устройство-манипулятор для управления курсором и для работы с графическим интерфейсом.

Устройства ввода

Джойстик — устройство-манипулятор для ввода информации о движениях руки.

Устройства ввода

Сканер – устройство для оптического ввода изображений в память компьютера

Устройства ввода

Веб-камера – устройство для ввода в память компьютера видеоинформации в режиме реального времени. Используется для организации видеоконференций.

Устройства ввода

Графический планшет – устройство для ввода графической информации, рукописного текста с помощью специальной ручки.

Устройства ввода

Микрофон – устройства для ввода звуковой информации. Микрофон подключается к звуковой карте, которая преобразует звук в цифровую форму.

Устройства вывода

Устройства вывода – это устройства для вывода информации из памяти компьютера к пользователю.

Эти устройства преобразуют информацию из двоичной (цифровой) формы в привычные для пользователя виды: текстовую, звуковую, графическую.

Устройства вывода

Монитор – устройство для отображения символьной и графической информации на экране.

Устройства вывода

Принтер – устройство для отображения символьной и графической информации на бумаге.

Устройства вывода

Графопостроитель (плоттер) – устройство для вывода сложной графической информации на бумагу.

Устройства вывода

Акустические колонки и наушники – устройства для вывода звуковой информации.

Устройства вывода

Мультимедиа-проектор представляет собой автономный прибор, обеспечивающий проецирование на большой экран информации, поступающей от внешнего источника.

Сетевые устройства

- это специальные устройства, основное назначение которых состоит в обеспечении двунаправленного обмена данными между персональным компьютером и локальной сетью.

rpp.nashaucheba.ru

КОМПЬЮТЕР - это... Что такое КОМПЬЮТЕР?

КОМПЬЮТЕР, устройство, обрабатывающее данные (информацию), следуя ряду команд, который носит название КОМПЬЮТЕРНОЙ ПРОГРАММЫ. Интегральные схемы ПЗУ (ROM) и ОЗУ (RAM) - электронные запоминающие устройства - служат в качестве постоянного и временного хранилища данных. Типичная компьютерная система персонального пользования состоит из основного блока, содержащего центральный процессор, интегральные схемы памяти и записи данных (обычно МАГНИТНЫЕ ДИСКИ), монитора с КАТОДНО-ЛУЧЕВОЙ ТРУБКОЙ, клавиатуры с мышью и принтера. Компьютерные программы обычно хранятся на дисках и передаются в ОЗУ машины, когда это требуется. Клавиатура и мышь являются устройствами ввода, поскольку с их помощью пользователь вводит данные в компьютер. Клавиатура позволяет набирать цифры, буквы и другие символы. Мышь - это маленькое устройство, управляемое движением руки, которое позволяет пользователю управлять работой компьютера, перемещая указатель (стрелку) по экрану монитора и выбирая необходимые функции из списка. Дисковод, предназначенный для работы, например, с ЖЕСТКИМ ДИСКОМ, является одновременно устройством и ввода, и вывода. С него загружаются в компьютер необходимые программы и с его же помощью записываются результаты работы. У многих компьютеров имеется дисковод для компакт-дисков. Существует также ряд периферийных устройств, например, сканер, который преобразует изображения в электронные сигналы, что позволяет хранить их в памяти и просматривать на экране компьютера, а также другое АППАРАТНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ для записи и воспроизведения звуков. В настоящее время доминирующее положение на рынке занимают ПК (персональные компьютеры) - так обобщенно именуют машины, происходящие от первого варианта персонального компьютера, выпущенного фирмой IBM в начале 1980-х гг. Во всех этих машинах используются операционные системы, например, ДОС (ДИСКОВАЯ ОПЕРАЦИОННАЯ СИСТЕМА) или «Виндоуз», разработанные гигантской корпорацией «Майкрософт», специализирующейся в ПРОГРАММНОМ ОБЕСПЕЧЕНИИ. Популярны также другие операционные системы, такие как «Эппл Макинтош» или ЮНИКС.

Все цифровые компьютеры работают с данными, представленными в цифровой форме. Счетный принцип абака был воплощен в механических счетных устройствах, наподобие тех, которые изобрел Чарльз Беб-бедж, — в них сложные вычисления производились посредством зубчатых колес или стержней. В середине 1950-х гг. механические калькуляторы уступили место электронным. В некоторых из них для записи двоичных чисел применялись группы электромагнитных переключателей, или реле. В любой момент времени такой переключатель мог быть в одной из двух позиций: либо включен, либо выключен, что соответствовало цифрам 1 или О в двоичной системе. Последовательные этапы развития электронных цифровых компьютеров называют поколениями. Компьютер первого поколения был разработан инженерами Пенсильванского университета в 1946 г. В этой машине, весившей 27 тонн (она получила название ЭНИАК — от ENIAC, Electronic Numerical Indicator and Computer), вместо реле были применены электронные лампы. Программирование этой машины для выполнения конкретной задачи требовало много времени, поскольку для этого требовалось менять подсоединение электрических проводов. Дня того, чтобы устранить это затруднение, Джон фон Нейман предложил методику хранения программ в виде кодов. В 1951 г. появился УНИВАК-1 (UNIVAC) — первый вариант компьютера, поступивший в широкую продажу. Этот компьютер второго поколения вместо ламп использовал транзисторы, что позволило резко уменьшить объем машины. В 1960-х гг. были изобретены интегральные схемы, и появились компьютеры третьего поколения, что еще более уменьшило размеры машин и одновременно повысило возможности обработки данных. Компьютеры четвертого поколения, разработанные в 1980-х гг., были еще компактнее и намного эффективнее, поскольку в них применялись мощные микропроцессоры. В микропроцессор входит арифметико-логическое устройство АЛУ (CPU), управляющее всеми операциями. В новейших микропроцессорах имеется до миллиона транзисторов и других компонентов, притом по размеру они не превосходят почтовую марку. Типичный персональный компьютер включает в себя АЛУ (CPU) (1), ОЗУ (RAM) (2), интегральные схемы БИОС (базовая система ввода-вывода) и ПЗУ (ROM) (3), материнскую плату (4), карты расширений (5), видео-карту (6), разъемы для карт расширений (7), оптический дисковод (8), дисковод для гибких дисков (9), жесткий диск (10), монитор (11), клавиатуру (12), мышь (13), блок питания (14) и усилительные колонки (15). Ф Мышь служит для перемещения курсора по экрану мони тора. Когда мышь перемещают, шарик (1) вращается, и за счет этого перфорированные колесики (2) поворачиваются по горизонтальной и вертикальной оси. Через микрометрический диск (4) просвечивает светодиод (3). Вращение обоих колесиков ре гистрируется датчиками (5), которые по кабелю (6) передают в компьютер информацию, на основании которой перемещается курсор. Кнопки (7) служат для выделения определенных участков на экране или для вызова различных меню.

При нажатии клавиши (1) или пары клавиш происходит изменение тока, проходящего в контуре клавиши. Микропроцессор (2) постоянно сканирует все контуры и регистрирует изменения. Создаваемый при сканировании код передается микропроцессором в буфер па мяти на клавиатуре (3). Затем этот код передается по кабелю, которым клавиатура подсоединена к интегральной схеме, управляющей ее работой, в корпусе компьютера (4). Эта интегральная схема передает информацию в АЛУ (CPU) (5), который находит программу кла виатуры в ПЗУ (ROM) (6) и удаляет код сканирования из буфера памяти клавиатуры (7). В ПЗУ (ROM) этот код преобразуется в выражения компьютерного языка, ASCII, то есть команду, согласно которой на мониторе (8) появляется заданная буква, например, строчная Е.

Гибкий диск, или дискета (1) обрабатывается при помощи магнитной головки (2),которая поляризует магнитные частицы на поверхности диска (3). Поляризация соответствует двоичному коду. Через диск проходит винт (4), приводимый в действие двигателем (5). Когда дискету вставляют в дисковод, специальный рычаг приподнимает ее защитную пластинку (6). Све-тодиод (7) проверяет, защищена ли дискета от записи — в этом случае на нее нельзя ничего записать, а можно только считывать ее содержимое.

Жесткий диск компьютера состоит из вращающихся пластин (1), на каждую из которых нанесены по окружности магнитные дорожки (2), которые записываются и считываются магнитной головкой (3). Диск вращается со скоростью около 100 об/сек. Головки располагают магнитные частицы на поверхности пластин так,чтобы они воспроизводили цифровой двоичный код (5). Дорожки разделены на сектора (6), и информация хранится на разных секторах (7). Имеется таблица распределения файлов,которая поставляет на микросхему (8) данные о том, где именно на пластинах находится информация.

Оптический диск может вместить в себя больше информации, чем магнитный, поскольку информация записывается и считывается лазерным лучом,что обеспечивает намного большую точность. Кристаллическую металлическую поверхность такого диска нельзя поляризовать только за счет намагничивания, как у гибкого или жесткого диска. Чтобы сделать запись на диске (1) лазер разогревает тонкую полоску кристаллов(2), которые затем можно расположить в соответствии с порядком нулей(3)и единиц (4) в двоичном коде. Для считывания записи также используют лазер (5). Расположение кристаллов определяет то, как они отражают свет лазера (6). Чувствительный датчик переводит отраженный свет в нули (7) и единицы (8). Металлический сплав защищен слоем пластика (9).

Модем позволяет устанавливать связь между компьютеру при помощи телефонной сети. Он преобразует цифровые сигналы (1), используемые компьютером, в аналоговый сигнал (2), проходящий по телефонной линии (3). Затем аналоговый сигнал вновь преобразуется в цифровой (4) при помощи двоичного кода (5), который и считывается принимающим компьютером.

Наиболее распространенная система компьютерной связи — локальная сеть — связывает между собой все компьютеры и принтеры одного учреждения. От основного (магистрального) кабеля (1) патч-корды (коммутационные кабеля) (2) ведут к отдельным машинам. Машина посылает(3) адресный код в начале каждого сообщения. Машины-получатели (4) взамен выдают сообщение, содержащее адресный код и подтверждение. Если две машины посылают сообщения одновременно, они сталкиваются друг с другом (5). Электронная ударная волна (6), образующаяся при этом, поступает на все компьютеры данной сети. Машины приостанавливают выдачу сообщений на произвольный период времени (7), а затем повторяют передачу (8).

Научно-технический энциклопедический словарь.

dic.academic.ru

9. Состав и назначение основных элементов компьютера

Компьютер - это многофункциональное электронное устройство, предназначенное для накопления, обработки и передач» информации. Под архитектурой персонального компьютера понимается его логическая организация, структура и ресурсы, т.е. средства вычислительной системы, которые могут быть выделены процессу обработки данных на определенный интервал времени.

В основу построения большинства компьютеров положены принципы, сформулированные Джоном фон Нейманом:

· Принцип программного управления - программа состоит из набора команд, которые выполняются процессором автоматически друг за другом в определенной последовательности.

· Принцип однородности памяти - программы и иные хранятся в одной и той же памяти; над командами можно выполнять те же действия, что и над данными!

· Принцип адресности - основная память структурно состоит из пронумерованных ячеек.

Компьютеры, построенные на этих принципах, имеют классическую архитектуру.

Архитектура компьютера определяет принцип действия, информационные связи и взаимное соединение основных логических узлов компьютера, к которым относятся: центральный процессор; основная память; внешняя память; периферийные устройства.

Конструктивно персональные компьютеры выполнены в виде центрального системного блока, к которому через специальные разъемы присоединяются другие устройства. В состав системного блока входят все основные узлы компьютера: системная плата; блок питания; накопитель на жестком магнитном диске; накопитель на оптическом диске; разъемы для дополнительных устройств.

На системной (материнской) плате в свою очередь размещаются: микропроцессор; математический сопроцессор; генератор тактовых импульсов; микросхемы памяти; контроллеры внешних устройств; звуковая и видеокарты и другие устройства.

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;

· наличие и тип накопителя на оптических дисках;

· наличие и тип модема;

· наличие и виды мультимедийных средств;

· имеющееся программное обеспечение и вид операционной системы;

· аппаратная и программная совместимость с другими типами ЭВМ;

· возможность работы в вычислительной сети;

· надежность;

· стоимость;

· габариты и вес.

Центральный процессор

Центральный процессор (ЦП) - это центральный блок персонального компьютера, предназначенный для управления работой всех остальных блоков и выполнения арифметических и логических операций над информацией.

Рисунок 16 - Процессор Intel Core i7

ЦП выполняет следующие основные функции:

· чтение и дешифрацию команд из основной памяти;

· чтение данных из основной памяти и регистров адаптеров внешних устройств;

· прием и обработку запросов и команд от адаптеров на обслуживание внешних устройств;

· обработку данных и их запись в основную память и регистры адаптеров внешних устройств;

· выработку управляющих сигналов для всех прочих узлов и блоков компьютера.

В состав микропроцессора входят следующие устройства.

1. Арифметико-логическое устройство - предназначено для выполнения всех арифметических и логических операций над числовой и символьной информацией.

2. Устройство управления - координирует взаимодействие различных частей компьютера. Выполняет следующие основные функции:

· формирует и подает во все блоки машины в нужные моменты времени определенные сигналы управления (управляющие импульсы), обусловленные спецификой выполнения различных операций;

· формирует адреса ячеек памяти, используемых выполняемой операцией, и передает эти адреса в соответствующие блоки компьютера;

· получает от генератора тактовых импульсов обратную последовательность импульсов.

3. Микропроцессорная память - предназначена для кратковременного хранения, записи и выдачи информации, используемой в вычислениях непосредственно в ближайшие такты работы машины. Микропроцессорная память строится на регистрах и используется для обеспечения высокого быстродействия компьютера, так как основная память не всегда обеспечивает скорость записи, поиска и считывания информации, необходимую для эффективной работы быстродействующего микропроцессора.

Регистр представляет собой цифровую электронную схему, служащую для временного хранения двоичных чисел. В процессоре имеется значительное количество регистров, большая часть которых используется самим процессором и недоступна программисту. Например, при выборке из памяти очередной команды она помещается в регистр команд. Программист обратиться к этому регистру не может. Имеются также регистры, которые в принципе программно доступны, но обращение к ним осуществляется из программ операционной системы (например, управляющие регистры и теневые регистры дескрипторов сегментов). Этими регистрами пользуются в основном разработчики операционных систем.

Доступ к значениям, хранящимся в регистрах, как правило, в несколько раз быстрее, чем доступ к ячейкам оперативной памяти (даже если кеш-память содержит нужные данные), но объём оперативной памяти намного превосходит суммарный объём регистров (объём среднего модуля оперативной памяти сегодня составляет 1-4 Гб, суммарная «ёмкость» регистров общего назначения/данных для процессора Intel 80x86 16 битов * 4 = 64 бита (8 байт)).

4. Интерфейсная система микропроцессора предназначена для связи с другими устройствами компьютера. Включает в себя: внутренний интерфейс микропроцессора; буферные запоминающие регистры; схемы управления портами ввода-вывода и системной шиной.

Основные характеристики процессора:

1. Тактовая частота. Измеряется в гигагерцах (ГГц) и указывает на количество выполняемых процессором операций за секунду.

2. Кэш процессора - встроенная в процессор оперативная память.  Кэш центрального процессора разделён на несколько уровней. Для универсальных процессоров - до 3. Кэш-память уровня N+1 как правило больше по размеру и медленнее по скорости доступа и передаче данных, чем кэш-память уровня N.

3. Разрядность процессора - это число бит, одновременно хранимых, обрабатываемых или передаваемых в другое устройство.

4. Сокет - разъем на материнской плате, который предназначено для подключения ЦП. Для процессоров Intel требуется сокеты, которые маркируются следующим образом: LGA, а далее идет трех- или четырехзначное число (775, 1366 или 1156). С процессорами от AMD ситуация другая - здесь используется маркировка "Socket AM2", "Socket AM2+" или "Socket AM3". Отличие Intel'овских сокетов от AMD в том, что первые для крепления процессора используют контактные ножки, а вторые - контактные отверстия.

Большинство современных процессоров для персональных компьютеров в общем основаны на той или иной версии циклического процесса последовательной обработки информации, изобретённого Джоном фон Нейманом.

Важнейшие этапы этого процесса приведены ниже. В различных архитектурах и для различных команд могут потребоваться дополнительные этапы. Например, для арифметических команд могут потребоваться дополнительные обращения к памяти, во время которых производится считывание операндов и запись результатов. Отличительной особенностью архитектуры фон Неймана является то, что инструкции и данные хранятся в одной и той же памяти.

Этапы цикла выполнения:

1. Процессор выставляет число, хранящееся в регистре счётчика команд, на шину адреса и отдаёт памяти команду чтения;

2. Выставленное число является для памяти адресом; память, получив адрес и команду чтения, выставляет содержимое, хранящееся по этому адресу, на шину данных, и сообщает о готовности;

3. Процессор получает число с шины данных, интерпретирует его как команду (машинную инструкцию) из своей системы команд и исполняет её;

4. Если последняя команда не является командой перехода, процессор увеличивает на единицу (в предположении, что длина каждой команды равна единице) число, хранящееся в счётчике команд; в результате там образуется адрес следующей команды;

5. Снова выполняется п. 1.

Данный цикл выполняется неизменно, и именно он называется процессом (откуда и произошло название устройства).

Во время процесса процессор считывает последовательность команд, содержащихся в памяти, и исполняет их. Такая последовательность команд называется программой и представляет алгоритм работы процессора. Очерёдность считывания команд изменяется в случае, если процессор считывает команду перехода - тогда адрес следующей команды может оказаться другим. Другим примером изменения процесса может служить случай получения команды останова или переключение в режим обработки прерывания.

Команды центрального процессора являются самым нижним уровнем управления компьютером, поэтому выполнение каждой команды неизбежно и безусловно. Не производится никакой проверки на допустимость выполняемых действий, в частности, не проверяется возможная потеря ценных данных. Чтобы компьютер выполнял только допустимые действия, команды должны быть соответствующим образом организованы в виде необходимой программы.

Скорость перехода от одного этапа цикла к другому определяется тактовым генератором. Тактовый генератор вырабатывает импульсы, служащие ритмом для центрального процессора. Частота тактовых импульсов называется тактовой частотой.

Микропроцессоры можно разделить на группы:

· микропроцессоры типа CISC с полным набором системы команд;

· микропроцессоры типа RISC с усеченным набором системы команд;

· микропроцессоры типа MISC с минимальным набором системы команд и весьма высоким быстродействием и др.

CISC (англ. Complex Instruction Set Computing) - концепция проектирования процессоров, которая характеризуется следующим набором свойств:

· нефиксированным значением длины команды.

· арифметические действия кодируются в одной инструкции.

· небольшим числом регистров, каждый из которых выполняет строго определённую функцию.

Типичными представителями являются процессоры на основе x86 команд (исключая современные Intel Pentium 4, Pentium D, Core, AMD Athlon, Phenom, которые являются гибридными.

Наиболее распространённая архитектура современных настольных, серверных и мобильных процессоров построена по архитектуре Intel x86 (или х86-64 в случае 64-разрядных процессоров). Формально, все х86-процессоры являлись CISC-процессорами, однако новые процессоры, начиная с Intel486DX, являются CISC-процессорами с RISC-ядром.

RISC (англ. Reduced Instruction Set Computer; неправильно - Reduced Instruction Set Computing) - компьютер с сокращённым набором команд.

Это концепция проектирования процессоров (ЦПУ), которая во главу ставит следующий принцип: более компактные и простые инструкции выполняются быстрее. Простая архитектура позволяет удешевить процессор, поднять тактовую частоту, а также распараллелить исполнение команд между несколькими блоками исполнения (т. н. суперскалярные архитектуры процессоров). Многие ранние RISC-процессоры даже не имели команд умножения и деления. Идея создания RISC процессоров пришла после того, как в 1970-х годах ученые из IBM обнаружили, что многие из функциональных особенностей традиционных ЦПУ игнорировались программистами. Отчасти это был побочный эффект сложности компиляторов. В то время компиляторы могли использовать лишь часть из набора команд процессора. Следующее открытие заключалось в том, что, поскольку некоторые сложные операции использовались редко, они как правило были медленнее, чем те же действия, выполняемые набором простых команд. Это происходило из-за того, что создатели процессоров тратили гораздо меньше времени на улучшение сложных команд, чем на улучшение простых.

Характерные особенности RISC-процессоров:

· фиксированная длина машинных инструкций (например, 32 бита) и простой формат команды.

· специализированные команды для операций с памятью - чтения или записи. Операции вида «прочитать-изменить-записать» отсутствуют. Любые операции «изменить» выполняются только над содержимым регистров (т. н. load-and-store архитектура).

· большое количество регистров общего назначения (32 и более).

· отсутствие поддержки операций вида «изменить» над укороченными типами данных - байт, 16-битное слово. Так, например, система команд DEC Alpha содержала только операции над 64-битными словами, и требовала разработки и последующего вызова процедур для выполнения операций над байтами, 16- и 32-битными словами.

· отсутствие микропрограмм внутри самого процессора. То, что в CISC процессоре исполняется микропрограммами, в RISC процессоре исполняется как обыкновенный (хотя и помещенный в специальное хранилище) машинный код, не отличающийся принципиально от кода ядра ОС и приложений.

MISC (англ. Minimal Instruction Set Computer) - процессор, работающий с минимальным набором длинных команд. Увеличение разрядности процессоров привело к идее укладки нескольких команд в одно большое слово. Это позволило использовать возросшую производительность компьютера и его возможность обрабатывать одновременно несколько потоков данных. MISC принцип может лежать в основе микропрограммы выполнения Java и.Net программ, хотя по количеству используемых команд они нарушают принцип MISC

Материнская плата (англ. motherboard) - это сложная многослойная печатная плата, на которой устанавливаются основные компоненты персонального компьютера (рисунок 17). Как правило, материнская плата содержит разъёмы (слоты) для подключения различных видов памяти, а также дополнительных контроллеров, для подключения которых обычно используются шины USB, PCI и PCI-Express

Внешний вид материнский платы

 

Компьютерная шина (от англ. computer bus) - в архитектуре компьютера подсистема, которая передаёт данные между функциональными блоками компьютера. Обычно шина управляется драйвером. В отличие от связи точка-точка, к шине можно подключить несколько устройств по одному набору проводников. Каждая шина определяет свой набор коннекторов(соединений) для физического подключения устройств, карт и кабелей.

Компоненты материнской платы

Шина адреса - компьютерная шина, используемая центральным процессором или устройствами для указания физического адреса слова ОЗУ (или начала блока слов), к которому устройство может обратиться для проведения операции чтения или записи.

Основной характеристикой шины адреса является её ширина в битах. Ширина шины адреса определяет объём адресуемой памяти. Например, если ширина адресной шины составляет 16 бит, и размер слова памяти равен одному байту (минимальный адресуемый объём данных), то объём памяти, который можно адресовать, составляет 216 = 65536 байтов (64 КБ).

Если рассматривать структурную схему микро-ЭВМ, то адресная шина активизирует работу всех внешних устройств по команде, которая поступает с микропроцессора.

Шина данных - в компьютерной технике принято различать выводы устройств по назначению: одни для передачи информации (например, в виде сигналов низкого или высокого уровня), другие для сообщения всем устройствам - кому эти данные предназначены.

На материнской плате шина может также состоять из множества параллельно идущих через всех потребителей данных проводников (например, в архитектуре IBM PC).

Основной характеристикой шины данных является её ширина в битах. Ширина шины данных определяет количество информации, которое можно передать за один такт.

Основным компонентом материнской платы является чипсет (англ. chipset) центрального процессора - набор микросхем, обеспечивающих подключение ЦПУ к оперативному ПАМЯТИ (ОЗУ) и контроллерам периферийных устройств. Как правило, современные наборы системной логики строятся на базе двух микросхем: «северного» и «южного мостов».

Северный мост (англ. Northbridge), MCH (Memory controller hub), системный контроллер - обеспечивает подключение ЦПУ к узлам, использующим высокопроизводительные шины: ОЗУ, графический контроллер.

Для подключения ЦПУ к системному контроллеру могут использоваться такие FSB-шины, как Hyper-Transport и SCI.

Обычно к системному контроллеру подключается ОЗУ. В таком случае он содержит в себе контроллер памяти. Таким образом, от типа применённого системного контроллера обычно зависит максимальный объём ОЗУ, а также пропускная способность шины памяти персонального компьютера. Но в настоящее время имеется тенденция встраивания контроллера ОЗУ непосредственно в ЦПУ (например, контроллер памяти встроен в процессор в AMD K8 и Intel Core i7), что упрощает функции системного контроллера и снижает тепловыделение.

В качестве шины для подключения графического контроллера на современных материнских платах используется PCI Express. Ранее использовались общие шины (ISA, VLB, PCI) и шина AGP.

Южный мост (англ. Southbridge), ICH (I/O controller hub), периферийный контроллер - содержит контроллеры периферийных устройств (жёсткого диска, Ethernet, аудио), контроллеры шин для подключения периферийных устройств (шины PCI, PCI-Express и USB), а также контроллеры шин, к которым подключаются устройства, не требующие высокой пропускной способности (LPC - используется для подключения загрузочного ПЗУ; также шина LPC используется для подключения мультиконтроллера (англ. Super I/O) - микросхемы, беспечивающей поддержку «устаревших» низкопроизводительных интерфейсов передачи данных: последовательного и параллельного интерфейсов, контроллера клавиатуры и мыши).

Как правило, северный и южный мосты реализуются в виде отдельных микросхем, однако существуют и одночиповые решения. Именно набор системной логики определяет все ключевые особенности материнской платы и то, какие устройства могут подключаться к ней.

Форм-фактор материнской платы - стандарт, определяющий размеры материнской платы для персонального компьютера, места ее крепления к корпусу; расположение на ней интерфейсов шин, портов ввода/вывода, сокета центрального процессора (если он есть) и слотов для оперативной памяти, а также тип разъема для подключения блока питания.

Форм-фактор (как и любые другие стандарты) носит рекомендательный характер. Спецификация форм-фактора определяет обязательные и опциональные компоненты. Однако подавляющее большинство производителей предпочитают соблюдать спецификацию, поскольку ценой соответствия существующим стандартам является совместимость материнской платы и стандартизированного оборудования (периферии, карт расширения) других производителей.

Устаревшие: Baby-AT; Mini-ATX; полноразмерная плата AT; LPX.

Современные: АТХ; microATX; Flex-АТХ; NLX; WTX, CEB.

 

Внедряемые: Mini-ITX и Nano-ITX; Pico-ITX; BTX, MicroBTX и PicoBTX.

< Предыдущая Следующая >
 

automationlab.ru


Смотрите также