Файл: Устройство персонального компьютера (Понятие и классификация компьютеров).pdf

Введение

Компьютер по своему назначению — 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.

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.

Актуальность темы данной курсовой работы состоит в том, что влияние персонального компьютера на жизнь человека усиливается с каждым годом.

В настоящее время компьютер выполняет для человека следующие функции:

1. Поиск информации. Не выходя из дома, можно зайти в интернет и получить ответ на любой вопрос за несколько секунд или сделать покупку. Это очень быстро и удобно.
2. Общение. Бумажные письма уже никто не пишет. Можно общаться с друзьями и родственниками по Skype или в социальной сети «Одноклассники» или "Вконтакте". При нынешнем образе жизни мобильный телефон и компьютер являются популярными средствами общения.
3. Работа. Сейчас можно работать, не выходя из дома. Вы можете для себя выбрать интернет-профессию и сотрудничать хоть со всем миром. Развлечения. Компьютерные игры, просмотр фильмов, прослушивание музыки. Все это можно найти в сети интернет.
4. Обучение. Дистанционное обучение открывает перед человеком громадные возможности в получении новых знаний.

Цель курсовой работы: изучение устройства персонального компьютера.

Для достижения вышеуказанной цели нужно решить ряд задач:

• изучить понятие и классификацию компьютеров;
• описать особенности функционирования персонального компьютера;
• рассмотреть структуру и состав персонального компьютера;
• охарактеризовать аппаратное и программное обеспечение персонального компьютера.

Предмет исследования: персональный компьютер.

Объект исследования: устройство персонального компьютера.

1.Общие сведения о компьютерах

1.1. Понятие и классификация компьютеров

Компьютер — это электронный прибор, работающий по программе и предназначенный для хранения, обработки, транспортировки (переноса, как говорят профессионалы) данных с одного компьютера на другой. Компьютер может работать автономно или входить в состав группы компьютеров, соединённых друг с другом кабелем и образующих локальную компьютерную сеть (внутри клиники, отделения, кафедры). Такая сеть называется Интранет. Компьютер можно подключить к региональной, национальной компьютерной сети, а также ко всемирной компьютерной сети Интернет.

Компьютеры можно классифицировать по назначению на: большие и микро-ЭВМ, а также персональные.

Большие ЭВМ — самые мощные компьютеры больших размеров и высокой производительности. На базе таких компьютеров создаются вычислительные центры, которые используют предприятия, научные учреждения, вузы.

Они обслуживают сотни пользователей одновременно, обрабатывают и хранят громадные массивы данных.

Микро-ЭВМ (встроенные) применяются в медицинских приборах, в бытовой технике, в автомобилях; они обладают ограниченными возможностями и функциями, диктуемыми спецификой применения.

Персональные компьютеры предназначены для обслуживания одного рабочего места; они обычно связаны с большими ЭВМ по линиям связи.

Это самые распространённые из вышеперечисленных компьютеров.

По назначению их подразделяют на домашние компьютеры (для организации досуга), рабочие станции (для эффективной профессиональной деятельности) и серверы.

Домашние компьютеры — универсалы; умеют всё понемногу (качественно воспроизводить звук, полноэкранное видео, работать с трёхмерной графикой и т. д.), но ориентированы прежде всего на организацию досуга (просмотр фильмов, прослушивание музыки, обучение на дому, игры).

Рабочие станции, наоборот, направлены на максимально эффективное выполнение узкого круга задач (создание текстовых документов, выполнение расчётов в электронных таблицах, создание баз данных, организация поиск информации по запросу, создание трёхмерной графики или видео), не содержат никаких излишеств (например, игр или других программ, не предназначенных для работы) и созданы для эффективной работы сотрудников организации, например, клиники. Понять, что перед вами — рабочая станция или домашний компьютер — можно, просмотрев список установленных на персональный компьютер программ.

Серверы предназначены для обслуживания компьютерных сетей, поэтому у них повышенные требования к быстродействию процессора, к объёму оперативной и долговременной памяти. Часто на них устанавливаются так называемые многоядерные (серверные) процессоры. Серверами могут быть как большие ЭВМ, так и персональные компьютеры, что зависит от масштаба организации и вычислительных задач, стоящих перед ней.

По размерам персональные компьютеры условно делятся также на настольные и портативные.

Настольные компьютеры (рисунок 1) распространены наиболее широко.

Рисунок 1 – Настольный персональный компьютер

Они предназначены для стационарного использования на рабочем месте.

Портативные компьютеры (например, ноутбуки, ультрабуки, карманные компьютеры) созданы для автономной работы вдали от рабочего места и электрической сети, а также для транспортировки информации.

Ноутбуки — переносные компьютеры, в отличие от настольных имеют меньшие размеры (рисунок 2).

Рисунок 2 - Ноутбуки

Ноутбуки по сравнению с настольными компьютерами имеют более низкие функциональные возможности — у них меньше мощность процессоров, менее ёмкие винчестеры, видеокарта не обеспечивает возможность создания объёмного реалистичного изображения. Учитывая, что компьютерные комплектующие с трудом поддаются миниатюризации, очевидно, что входящие в состав ноутбука элементы отстают в техническом отношении на целое поколение по сравнению с таковыми настольных ПК. Огромным преимуществом ноутбука является то, что, несмотря на оснащение его дисководом CD, DVD или

CD-RW, он сохраняет лёгкость, компактность и, как следствие, — мобильность.

Ноутбук комплектуется батареями или аккумулятором, рассчитанным на 4–6 часов автономной работы (для использования вдали от электрической сети).

Субноутбуки имеют ещё меньшие размеры (чуть больше стандартной книги), экран в 8 дюймов и массу около 1 кг, т. е. его можно транспортировать в дамской сумке. Но миниатюрность требует жертв: субноутбуки оснащены только жёстким диском (винчестером), не имеют других дисководов (FDD и CD-ROM); однако можно воспользоваться внешним дисководом, подключив его через порт (разъём) к субноутбуку. Мощность процессора в таких компьютерах невелика, тем не менее, для работы с офисными программами (Word, Excel, Access) и в сети Интернет её вполне достаточно.

Ультрабук— по определению, тонкий и лёгкий ноутбук, обладающий меньшими габаритами и весом по сравнению с обычными ноутбуками, и более простой (зачастую одноплатной) конструкцией.

Карманные компьютеры — наладонники имеют столь маленькие размеры, что могут поместиться в кармане. Клавиатура у них тоже крохотная, что снижает эффективность работы на ней. Поэтому некоторые производители отказались от клавиатуры в пользу так называемого электронного пера. Управлять таким компьютером и вводить в него текст можно нажатием пером чувствительного экрана дисплея. Для распознавания рукописного текста, начертанного электронным пером, установлена специальная программа. Другие производители оставили пользователю возможность подключения внешней

клавиатуры.

1.2. Функционирование персонального компьютера

Перед началом работы с помощью устройства ввода в память персонального компьютера загружается программа и исходные данные. В указатель команд IP загружают адрес программы, например 0100Н, что указывает на ее первую команду – А10205Н. По сигналу «Пуск» в соответствии с адресом 100Н из памяти в регистр (очередь) команд выбирается первая команда программы. После ее выборки указатель IP укажет на адрес 103Н следующей команды. В соответствии с этим адресом выбирается вторая команда и исполняется и т.д.

При выполнении команды обращения к памяти, например MOV AX,[0502H], через регистр адреса памяти РАП выставляется адрес операнда, равный 502Н, и производится выборка операнда из памяти и загрузка его в аккумулятор АХ. Программа выполняется до тех пор, пока не встретится команда останова.

При описании функционирования процессора выделены две составляющие (стадии) выполнения команды:

1) выборка кода команды,

2) ее исполнение.

Современные 32- и 64-разрядные процессоры характеризуются наличием значительно большего числа стадий (10–30) выполнения отдельных команд с возможностью их параллельного исполнения различными устройствами ЦП.

При разработке программ на языке ассемблера процессор представляют в виде его регистровой (программной) модели. В нее включают программно доступные регистры процессора (или МП), которые могут изменяться программно с помощью команд МП, содержащихся в его системе команд.

2. Устройство персонального компьютера

2.1. Состав и структура персонального компьютера

На рисунке 3 приведена укрупненная структура гипотетического персонального компьютера.

Рисунок 3 - Укрупненная структура компьютера

В ее состав входят следующие устройства:

Основная память (ОП) служит для хранения программы в виде последовательности команд, исходных, промежуточных данных и результата в виде двоичных слов. Физически ОП реализуется на основе полупроводниковых больших интегральных схем (БИС) памяти.

Устройство ввода необходимо для ввода исходных данных и программы в память персонального компьютера.

Устройство вывода служит для вывода результата в форме, удобной для восприятия пользователем или управления.

Современные компьютеры характеризуется большим многообразием и значительным числом подключаемых к нему устройств ввода-вывода (УВВ), которые, включая внешнюю память, также называют внешними (ВУ) или периферийными (ПУ) устройствами. К ним относятся клавиатура, дисплей, мышь, принтер, сканер и другие.

Центральный процессор ЦП – это основное устройство компьютера. Процессор осуществляет выборку команды из памяти и выполняет операцию, указанную в команде, например, сложение, вычитание и т.д.

Если операнд размещен в памяти, то ЦП формирует его адрес и осуществляет выборку операнда из ОП. После выборки текущей команды процессор формирует адрес следующей команды. В современных ЭВМ процессор также организует свое взаимодействие с внешними устройствами. Отметим, что ЦП и основная память – это центральные устройства ЭВМ.