Файл: Тема Техническое обеспечение компьютера.ppt

Определения

Компьютер (computer) – это программируемое электронное устройство для обработки данных.
Hardware – аппаратное (техническое) обеспечение, «железо».
Software – программное обеспечение, «софт».

Архитектура компьютера

Архитектура – принципы действия и взаимосвязи основных устройств компьютера (процессора, памяти, внешних устройств).

процессор

Память (программа и данные)

устройства вывода

устройства ввода

данные

управление

Архитектура (фон Неймана)

Принципы фон Неймана

1. Принцип двоичного кодирования:
вся информация кодируется в двоичном виде.
2. Принцип программного управления: программа состоит из набора команд, которые выполняются процессором автоматически друг за другом в определенной последовательности.
3. Принцип однородности памяти: программы и данные хранятся в одной и той же памяти.
4. Принцип адресности: память состоит из пронумерованных ячеек; процессору в любой момент времени доступна любая ячейка.

Магистрально-модульный принцип

процессор

внутренняя
память

Магистраль (шины адреса, данных, управления)

порты

клавиатура, мышь, модем, принтер, сканер

видеокарта

сетевая карта

контроллеры дисководов

Контроллер – электронная схема, управляющая внешним устройством по сигналам процессора.

Внешняя память

Магистрально-модульный принцип

Магистраль (ША,ШД,ШУ) – многожильные линии связи, доступ к которой имеют несколько устройств.
ШД – для передачи данных между устройствами. Разрядность шины определяется разрядностью процессора (8,16, 32,64 бита)
ША – для передачи адреса устройства или адреса ячейки оперативной памяти. Разрядность шины определяет объем адресуемой памяти (16, 20, 24, 32, 64 бита)
ШУ – для передачи сигналов, определяющих характер обмена информации по магистрали (считывание или запись информации из памяти)

Принцип открытой архитектуры

на материнской плате расположены только узлы, которые нужны для обработки информации (процессор и вспомогательные микросхемы, память)
схемы, управляющие другими устройствами (монитором и т.д.) – это отдельные платы, которые вставляются в слоты расширения схема стыковки новых устройств с компьютером общедоступна (стандарт)

Конкуренция, удешевление устройств
Модернизация
Расширение конфигурации

Процессор

Pentium, Celeron, Xeon, Core 2 Duo, Core i3, i5, i7

Athlon, Duron, Sempron, Athlon X2, Phenom X4

Процессор – микросхема, которая обрабатывает информацию и управляет всеми устройствами компьютера.

АЛУ – арифметико-логическое устройство
УУ – устройство управления
БР – блок регистров

Процессор: характеристики

Тактовая частота – число простейших операций, выполняемых за 1 секунду
1 герц = 1 такт в секунду
ГГц = гигагерц (миллиард герц),

Разрядность (в битах) – число бит, которые процессор обрабатывает за 1 раз (8, 16, 32, 64).

Частота системной шины – частота обмена данными с устройствами на материнской плате (около 2000 МГц).

Кэш-память – быстродействующая память, расположенная между процессором и ОЗУ.

Память компьютера

Внутренняя память
2. Внешняя память

Внутренняя память

0	10111000
1	10111010
2	00111000
3	11111000
…
….

Процессор
АЛУ
УУ
БР

Структура внутренней памяти

Ячейка памяти

Адрес
ячейки

ША (0,1,2..)

ШД (11111000)

ШУ (1 или 0)

11111000

При считывании информации
на ШУ - сигнал 0
на ША - адрес ячейки из которой считывается информация по ШД передаются данные из ячейки памяти в БР процессора

При записи информации
на ШУ - сигнал 1
на ША - адрес ячейки в которую записывается информация по

ШД передаются данные из БР процессора в ячейку памяти

Внутренняя память

Оперативная память
ОЗУ = оперативное запоминающее устройство
для чтения - записи информации энергозависимая для размещения ядра ОС, программ, данных емкость (около 2 .. 8 Гбайт)
конструктивно выполнена в виде платы с микросхемами

Постоянная память
ПЗУ = постоянное запоминающее устройство только для чтения информации энергонезависимая для размещения настройки данного компьютера емкость 64 Кб конструктивно выполнена в виде микросхема BIOS

Внешняя память

Магнитная память (намагниченные и не намагниченные элементы поверхности –
логические 1 и 0)
НМЛ – магнитофон + кассета (стримеры)
НГМД – дисковод + дискета
Емкость (1,2 ..1,4 Мбайт)
НЖМД – несколько дисковых магнитных пластин, размещенных на одной оси, заключенных в металлический корпус и вращающихся с большой скоростью.
Для каждой стороны диска есть универсальная головка чтения/записи информации.
Емкость (Около 1 Тбайт).

Внешняя память

Оптическая память (участки с различным коэффициентом отражения – логические 1 и 0)
Дисковод + Диск (ROM, R, RW)
CD –диск рассчитан на использование инфракрасного лазера (емкость - 700 Мбайт)
DVD – диск рассчитан на использование красного лазера (емкость – 4,7 - 8,5 Гбайт)

Внешняя память

Флэш-память – полупроводниковая энергонезависимая перезаписываемая память (каждая ячейка состоит из одного транзистора, который может хранить логический 0 или 1)
Флэш-карты – микросхема, помещенная в миниатюрный корпус. Для считывания и записи информации карты вставляются в специальные накопители (картридеры)
USB флэш-диск – микросхема флэш-памяти + контроллер USB

Системный блок

блок питания

видеокарта

порты

слоты расширения

процессор

оперативная память

винчестер

дисковод для дискет

дисковод СD (DVD)

Системный блок: порты

параллельный порт

последовательный порт

порты USB

порт VGA

Порты для видеосигналов

Порт VGA (аналоговый)

Порт DVI (цифровой)

Видеокарта

Монитор

Проектор

Последовательный, параллельный порты

Последовательный порт (COM1, COM2, …) низкоскоростные устройства: модем, мышь

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

Параллельный порт (LPT1, Centronics)
принтер

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

1 0 1 1 101 0 1 0 0 1 0 1 1 0

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

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

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

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

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

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

Порты USB

Порт USB (Universal Serial Bus)
принтер, сканер, мышь, …

высокая скорость
можно подключать несколько устройств к одному порту

Устройство ввода: клавиатуры

MIDI-клавиатуры

Эргономическая

Мультимедийная

Устройства ввода: оптические мыши

Устройство ввода: игровые манипуляторы

Игровой пульт (геймпад)

Джойстик

Руль

Педали для авиасимулятора

Устройство ввода: сканеры

со слайд-модулем

Сканер – устройство для ввода изображений.

барабанные

планшетные

рулонные

ручные

Устройство ввода: микрофоны

Проводные
Беспроводные

Устройство вывода: видеосистема

видеокарта (видеоадаптер)

выход DVI

выход VGA

Видеокарта –электронная плата, которая обрабатывает видеоданные и управляет работой монитора.

монитор

Устройства вывода - видеосистема

дешевые малое время отклика лучшая цветопередача

практически нет излучения малые размеры и вес потребляют мало электроэнергии (40 Вт)

Мониторы
электронно-лучевые

Мониторы
жидкокристаллические (ЖК)

вредное электромагнитное излучение вес до 25 кг потребляют до 110 Вт

стоят дороже смазывание изображения искажают цвета

Устройство вывода: матричные принтеры

дешевые принтеры и ленты печать под копирку до

5 копий
нетребовательны к бумаге

невысокое качество до 300 dpi
низкая скорость печати графики
шум
черно-белые (почти все)

(9 или 24)

Устройство вывода: струйные принтеры

относительно дешевые качественная печать 300…4800 dpi
мало шумят большинство – цветные

требовательны к бумаге
дорогие катриджи чернила расплываются от воды

Типы
ч/б цвет: CMYK

Cyan

Magenta

Yellow

blacK

Устройство вывода: лазерные принтеры

очень качественная печать 600…1200 dpi
мало шумят есть цветные

требовательны к бумаге дорогие катриджи потребляют много электроэнергии цветные дорогие

Устройство вывода: плоттер

Плоттер – устройство для печати больших изображений.

перьевые
(графопостроители)

струйные
(широкоформатные принтеры)

лазерные

Устройство вывода: наушники и колонки

до 30 м

Задание 1. 5 минут!

Напишите об устройстве компьютера, используя конструкции:
что состоит из чего что включает в свой состав что что является чем что представляет собой что что имеет что