Darbe.ru

Быт техника Дарби
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Базовая конфигурация персонального компьютера. основные характеристики пк

Базовая конфигурация персонального компьютера. основные характеристики пк.

Персональный компьютер – универсальная техническая система. Его конфигурация (состав оборудования) можно гибко изменять по мере необходимости. Существует понятие базовой конфигурации, которую считают типовой:

1. Системный блок – основной узел, внутри которого установлены наиболее важные компоненты.

2. Монитор — устройство визуального представления данных.

3. Клавиатура – клавишное устройство управления персональным компьютером.

4. Мышь – устройство управления манипуляторного типа.

Основные характеристики ПК:

1. Производительность, быстродействие, тактовая частота

2. Разрядность микропроцессора

3. Тип и емкость ОЗУ

4. Тип и емкость винчестера

5. Тип и емкость памяти.

18. Внешние устройства: накопители на гибких и жестких дисках, клавиатура, мышь, видеотерминал, принтер, сканер, стример, приводы для CD и DVD.

Клавиатура. Клавишное устройство управление ПК. Служит для ввода алфавитно-цифровых данных, а также команд управления. Комбинация монитора и клавиатуры обеспечивает простейший интерфейс пользователя. Основные функции клавиатуры не нуждаются в поддержке специальными системными программами (драйверами). Необходимое программное обеспечение для начала работы с компьютером уже имеется в микросхеме ПЗУ в составе базовой системы ввода-вывода.

Мышь. Устройство управления манипуляторного типа. Плоская коробочка с 2-3 кнопками. Перемещение мыши по плоской поверхности синхронизировано с перемещением графического объекта (указателя) на экране монитора. Не является стандартным органом управления, и ПК не имеет для нее выделенного порта. Она нуждается в драйвере. Комбинация монитора и мыши – графический интерфейс. Параметры мыши: чувствительность, функции левой и правой кнопок, чувствительность к двойному нажатию.

Сканер. Периферийное устройство ввода графических данных. Существуют планшетные, ручные, барабанные сканеры, сканеры форм, штрих-сканеры и графические планшеты. Самые распространенные – планшетные. Принцип действия: луч света, отраженный от поверхности материала, фиксируется специальными элементами. Параметры: разрешающая способность, производительность, динамический диапазон, максимальный размер сканируемого материала.

Принтер. Периферическое устройство вывода данных. Существуют: матричные(данные выводятся на бумагу в виде оттиска, образ при ударе цилиндрических стержней через красящую ленту), лазерные(возможность получения высококачественных отпечатков), светодиодные (принцип действия похож на лазерные, но проще, надежнее и дешевле), струйные принтеры (изображение формируется из пятен, образующихся при попадании капель красителя на бумагу).

Стример. Устройство хранения данных, накопитель на магнитной ленте. Сравнительно низкая цена, малая производительность и недостаточная надежность. Емкость магнитных кассет для стримеров достигает нескольких десятков гигабайт.

Приводы для CD и DVD. Аббревиатура CD-ROM (Compact Disk Read-Only Memory). Принцип действия этого устройства – считывание числовых данных с помощью лазерного луча, отражающегося от поверхности диска. Основные параметры: скорость чтения данных.

Жесткий диск. Основное устройство для долговременного хранения больших объемов данных и программ. Это группа дисков с магнитным покрытием, которые вращаются с большой скоростью. Основные параметры: емкость и производительность.

Гибкий диск. (Дискета) – устройства, предназначенные для оперативного переноса небольших объемов информации. Основные параметры: технологический размер, плотность записи и полная емкость.

Видеокарты (видеоадаптер). Совместно с монитором образует видеосистему ПК. Параметры: разрешение экрана, цветовое разрешение, видеоускорение.

Характеристики и конструкция IBM-совместимого персонального компьютера. Материнская плата. Слоты расширения. Процессор и сопроцессор плавающей точной. Видеоадаптер и дисплей. Звуковые платы. Порт ввода-вывода. Последовательный порт. Параллельный порт. USB порт.

Компьютер – автоматическое программное управляемое устройство для выполнения различных видов работы с информацией. Делится на 2 части – аппаратная и программная.

Структура ЭВМ – абстрактная модель, которая устанавливает состав, порядок и принцип взаимодействия основных функциональных частей ЭВМ в виде структуры схем

1. Процессор: АЛУ и УУ

2. Запоминающее устройство: оперативное ЗУ (ОЗУ или RaM), постоянное ЗУ (ПЗУ,ROM), полупостоянное (несколько циклов перезаписи)

3. Система ввода-вывода: монитор, клавиатура, принтер, сканер

4. Манипуляторы: мышь, сенсоры

В области ПК сегодня наиболее широко распространены две аппаратные платформы – IBM PC и Apple Macintosh.

-производительность, быстродействие, тактовая частота

-тип и емкость ОЗУ

-тип и емкость винчестера

-тип и емкость кэш-памяти

Материнская плата – основная плата ПК. На ней размещаются: процессор (основная микросхема, выполняющая большинство математических и логических операций), микропроцессорный комплект (чипсет) (набор микросхем, управляющих работой внутренних устройств компьютера и определяющих основные возможности материнской платы), шины (наборы проводников, по которым происходит обмен сигналами между внутренними устройствами компьютера), оперативная память (набор микросхем, предназначенных для временного хранения данных, когда комп включен), ПЗУ (микросхема, предназначенная для длительного хранения данных, в том числе и когда комп выключен), разъемы для подключения дополнительных устройств.

Видеокарты (видеоадаптер). Совместно с монитором образует видеосистему ПК. Параметры: разрешение экрана, цветовое разрешение, видеоускорение.

Звуковая карта. Устанавливается в один из разъемов материнской платы в виде дочерней карты и выполняет вычислительные операции, связанные с обработкой звука, речи, музыки. Основной параметр: разрядность (определяющая количество битов, используемых при преобразовании сигналов из аналоговой в цифровую форму и наоборот.)

Процессор. Основная микросхема компьютера, в которой и производятся вычисления. Состоит из ячеек, похожих на ячейки оперативной памяти, но в этих ячейках данные могут не только хранится, но и изменятся. Внутренние ячейки называются регистрами. Основные параметры: рабочее напряжение, разрядность, рабочая тактовая частота, коэффициент внутреннего умножения тактовой частоты и размер кэш-памяти.

Слот расширения — разъём (обычно в компьютере), соединённый с системной шиной и предназначенный для установки дополнительных модулей (карт расширения), расширяющих конфигурацию устройства.

Последовательный порт или COM-порт (произносится «ком-порт», от англ. COMmunication port) — двунаправленный последовательный интерфейс, предназначенный для обмена байтовой информацией. Последовательным данный порт называется потому, что информация через него передаётся по одному биту, бит за битом (в отличие от параллельного порта).

USB (англ. Universal Serial Bus — универсальная последовательная шина) — последовательный интерфейс передачи данных для среднескоростных и низкоскоростных периферийных устройств.

К одному контроллеру шины USB можно подсоединить до 127 устройств по топологии «звезда», в том числе и концентраторы. На одной шине USB может быть до 127 устройств и до 5 уровней каскадирования хабов, не считая корневого

Порт ввода-вывода — используется в микропроцессорах (например, Intel) при обмене данными с аппаратным обеспечением. Порт ввода-вывода сопоставляется с тем или иным устройством и позволяет программам обращаться к нему для обмена данными

20. Программные средства реализации информационных процессов. Типовой состав программного обеспечения персональных компьютеров.

Программы – это упорядоченные последовательности команд. Конечная цель любой программы – это управление аппаратными средствами. Программное и аппаратное обеспечение работают в неразрывной связи и в непрерывном взаимодействии.

ПО – комплекс программ для обеспечения функционировании аппаратных средств для обработки, хранения и передачи данных.

Состав ПО вычислительной системы называют программной конфигурацией. Состав:

1. Базовый уровень. Самый низкий уровень, отвечает за взаимодействие с базовыми аппаратными средствами, хранится в микросхемах ПЗУ.

2. Системный уровень. Переходный. Программы, работающие на этом уровне, обеспечивают взаимодействие прочих программ компьютерной системы с программами базового уровня и с аппаратным обеспечением. (драйвер, программы пользовательского интерфейса)

3. Служебный уровень. ПО этого уровня взаимодействует как и с программами базового уровня, так и системного. Программы – утилиты, используются для автоматизации работ по проверке, наладке и настройке компьютерной системы.

Читайте так же:
Лучший аудиоплеер на компьютер

4. Прикладной уровень. Комплекс прикладных программ, с помощью которых на данном рабочем месте выполняются конкретные задания.

Статьи к прочтению:

Персональный покупатель — Русский трейлер (2016)

Похожие статьи:

Персональный компьютер — универсальная техническая система. Его конфигурацию (состав оборудования) можно гибко изменять по мере необходимости. Тем не…

Основные принципы логического устройства ЭВМ, предложенные фон Нейманом, были рассмотрены в предыдущих юнитах. Напомним, что основными блоками ЭВМ…

Важные характеристики комплектующих персонального компьютера

У комплектующих для персонального компьютера огромное количество различных характеристик. Какие из них важны, а какие не очень? Как убедиться в совместимости разных комплектующих? Какой параметр больше всего влияет на производительность? Ответы на эти и многие другие вопросы вы найдете в данной статье.

Устройство системного блока

Наверняка вы знаете типовое устройство системного блока. Тем не менее, давайте быстро пробежим по типовой конфигурации ПК, чтобы освежить память:

  1. Материнская плата (MBMother Board).
  2. Центральный процессор (CPUCentral Processing Unit).
  3. Оперативная память (RAMRandom Access Memory).
  4. Блок питания (PSPower Supply).
  5. Жесткий диск (HDDSSDHard Disk Drive Solid State Drive).
  6. Видеокарта (VCVideo Card).
  7. Система охлаждения (Cooler).
  8. Звуковая карта (ACAudio Card).
  9. Сетевая карта (NICNetwork Interface Controller).

Материнская плата

Материнская плата – основная плата компьютера, на которой располагаются все остальные элементы ПК. Также на ней располагаются все внешние разъемы (USB, VGA, HDMI, DP и т.д.). При проектировании будущего компьютера материнской плате уделяют особое внимание, ведь именно она будет определять основную конфигурацию будущего ПК.

Важные характеристики:

Сокет

Сокет – тип разъема для процессора. Определяет, какие процессоры можно установить на данную материнскую плату.

Тип и количество слотов памяти, частоты

Тип слота памяти – DDR3, DDR4 (Double Data Rate), — определяет тип совместимой оперативной памяти. Существует также ограничение по частотам (нижние и верхние границы).

Чипсет

Чипсет материнской платы — это блоки микросхем (chip set — набор чипов), отвечающих за работу всех остальных комплектующих. От него зависит производительность и скорость работы ПК в целом.

Дополнительные разъемы

Обязательно нужно обратить внимание на наличие дополнительных разъемов. Их отсутствие в случае необходимости может сыграть злую шутку.

Форм-фактор

Форм-факторов существует много, но самые основные из них – ATX (Advanced Technology Extended) и mATX (micro ATX). ATX – стандартная плата большого размера. mATX – плата уменьшенного размера.

Центральный процессор

Центральный процессор играет особую роль в производительности компьютера. Именно он занимается подавляющим большинством вычислений.

Важные характеристики:

Сокет

Сокет процессора должен совпадать с сокетом материнской платы. В противном случае установить процессор не получится.

Тактовая частота

Тактовая частота у современных процессоров измеряется в гигагерцах. Как правило, чем выше тактовая частота процессора, тем выше его производительность.

Количество ядер

Число ядер пропорционально увеличивает мощность процессора. Чем больше ядер, тем мощнее получается процессор.

Техпроцесс

Измеряется в нанометрах. Процессор состоит из транзисторов, и техпроцесс, по сути, это размер транзисторов. И чем меньше транзисторы, тем больше их можно разместить в процессоре. Более тонкий техпроцесс позволяет сделать транзисторы меньше, а значит уменьшить энергопотребление и тепловыделение.

Тепловыделение

Тепловыделение (TDP) указывает на силу нагрева процессора при интенсивной нагрузке. По уровню тепловыделения подбирается система охлаждения процессора.

Графическое ядро

Система охлаждения процессора (кулер)

Центральный процессор сильно нагревается во время работы, поэтому на него обязательно должна быть установлена система охлаждения (сокращенно СО).

Важные характеристики:

Рассеиваемая мощность

Рассеиваемая мощность измеряется в ваттах, и должна быть не ниже, чем тепловыделение процессора. В противном случае возможен его перегрев.

Совместимость с сокетом процессора

На радиаторе обязательно должны быть установлены крепления, совместимые с сокетом материнской платы, иначе установить СО не удастся.

Материал основания

Материал изготовления основания радиатора может отличаться от основного материала. Зачастую в хороших кулерах основание делают из меди, т.к. медь – отличный проводник тепла.

Высота установки СО

Важно обращать внимание на высоту конструкции. Высокий кулер может не поместиться в корпусе, и будет упираться в боковую крышку системного блока.

Тип охлаждения

Охлаждение бывает двух видов – воздушное и жидкостное. Жидкостное менее шумное и более эффективное, но зато более дорогое, в отличие от воздушного охлаждения.

Уровень шума

Вентилятор, установленный на воздушной СО издает шум. У разных СО установлены различного размера и качества вентиляторы, и, соответственно, они имеют разный уровень шума. Жидкостное охлаждение тоже шумит, но, как правило, уровень его шума заметно ниже воздушных систем охлаждения.

Оперативная память

ОЗУ – оперативное запоминающее устройство. Хранит все запущенные программы и системные процессы во время работы компьютера.

Важные характеристики:

Тип памяти

Обычно это DDR3 или DDR4, — тип памяти должен совпадать с типом разъема на материнской плате. DDR4 – более современный стандарт, имеет меньшее рабочее напряжение, увеличенные частоты, более высокую пропускную способность. В целом более производительный и надежный вариант памяти по сравнению с DDR3.

Объем памяти

Чем больше объем, тем больше программ можно запустить без снижения производительности. Например, браузер Google Chrome очень требователен к объему ОЗУ, и при малом его количестве будет работать очень медленно.

Частота передачи данных

Измеряется в мегагерцах, и чем выше частота, тем быстрее будут переданы данные на обработку, и тем выше будет производительность компьютера.

Тайминги

Тайминги – это временная задержка сигнала во время работы оперативной памяти. Обычно обозначаются рядом из 4 цифр, например, 2-2-2-6. Чем ниже будут эти цифры, тем производительнее будет память (аналогию можно провести с пингом в онлайн игре — чем он ниже, тем лучше).

Профиль

Профиль планки памяти – это ее высота. Бывают низкопрофильные модули, отличающиеся от обычных тем, что они более низкие по высоте и занимают меньше места. Актуально для некоторых компьютеров, где высокие планки, например, мешают установке систем охлаждения.

Жесткий диск

Жесткий диск необходим для хранения программ и информации. В настоящее время в компьютерах используются жесткие диски 2 типов: HDD и SSD. SSD – твердотельные накопители, не имеющие в своем составе движущихся частей, — более производительные хранилища.

Важные характеристики:

Форм-фактор

Форм-фактор, или в простонародье, размер диска. Сегодня используются 2 типоразмера, — это 2,5” и 3,5”.

Объем памяти

Чем больше объем, тем больше можно вместить данных. Необходимо рационально выбирать объем памяти. Малый объем будет создавать трудности в работе, а слишком большой может быть не востребован.

Тип накопителя

Диски на данный момент подразделяются на магнитные (механические, HDD) и твердотельные (не механические, SSD).

Скорость чтения/записи

Чем выше скорость чтения, тем быстрее будет загружаться операционная система и программы. Наилучшими показателями скорости отличаются твердотельные SSD диски.

Блок питания

Выполняет функции питающего элемента для всех электронных компонентов, а также выполняет роль стабилизатора напряжения.

Важные характеристики:

Форм-фактор

Блоки питания, как и материнские платы, бывают разных типоразмеров (ATX, ITX, SFX, TFX).

Разъемы, их перечень и количество

Особое внимание необходимо уделить длине кабеля питания процессора, особенно если корпус ПК предполагает нижнее расположение блока питания.

Читайте так же:
Инвертор для ноутбука в машину
Наличие встроенных систем защит

Хороший блок питания имеет несколько степеней защиты для безопасной эксплуатации компьютера. К таким защитам, например, относятся: защита от перенапряжения и перегрузки, защита от перегрева и т.д.

Номинальная мощность

Основная характеристика блока питания. Чем мощнее блок, тем более мощное «железо» он способен обеспечить стабильным питанием.

Наличие сертификата 80plus

Для того, чтобы получить сертификат 80Plus, эффективность (КПД) блока питания должна составлять не менее 80%. Если эффективность превышает 80%, то блок питания получает соответствующий сертификат: 80+Bronze, 80+Silver, 80+Gold, 80+Platinum и 80+Titanium. Каждый из этих сертификатов предъявляет более высокие требования к уровню эффективности.

Видеокарта

Самый важный компонент для игрового компьютера или графической станции. Видеокарта выполняет все графические построения и расчеты, выводит изображение на экран. Видеокарта – главный кандидат на замену, если текущая производительность в играх вас не устраивает.

Важные характеристики:

Частоты ядра и памяти

Измеряются в мегагерцах, и чем выше частоты, тем быстрее видеокарта будет обрабатывать информацию.

Объем видеопамяти

Данный параметр измеряется в мегабайтах, и чем он больше, тем лучше. Но тем не менее большой объем не всегда означает высокую производительность видеокарты.

Тип видеопамяти

В видеокартах устанавливается память типа GDDRx (graphics double data rate memory). Чем современнее память, тем быстрее видеокарта. Например, если рассматривать идентичные видеокарты с GDDR3 и GDDR5 памятью, то вторая будет производительнее примерно на 40 — 50%.

Разрядность шины

Шина памяти видеокарты — это канал, соединяющий память и графический процессор видеокарты. От разрядности шины памяти зависит, сколько бит информации передается за один такт. Этот параметр сильно влияет на производительность видеокарты.

Длина видеокарты

Длину видеокарт также необходимо учитывать. Слишком длинная видеокарта может не поместиться в маленький корпус.

Маркировка видеокарт

Маркировка видеокарт NVidia:

Для примера рассмотрим видеокарту NVidia GeForce GTX 960M:

График приведен лишь для наглядности, чтобы было понятно, как отличается мощность видеокарт одного поколения, но разного модельного ряда.

Модельный ряд NVidia подразделяется следующим образом:

30: самая слабая карточка в серии, хотя GT1030 выдает комфортный FPS в таких играх, как CS GO, и похожие, не требовательные проекты.

50: значительно мощнее 30-ой, но тяжелые игры она все еще не потянет.

60: средний вариант, который позволит с комфортом поиграть во все требовательные игры в разрешении FHD (FullHD, 1920х1080).

70: подходит для игр в разрешении больше, чем FHD.

80: флагманские видеокарты, позволяющие выбирать высокие и ультравысокие настройки графики в разрешении FHD и выше.

Маркировка видеокарт AMD:

Для примера возьмем видеокартуAMD Radeon R9 M290X:

График приведен лишь для наглядности, чтобы было понятно, как отличается мощность видеокарт одного поколения, но разного модельного ряда.

Модельный ряд видеокарт AMD подразделяется следующим образом:

40: самая слабая видеокарта в серии, хотя Radeon 540 выдает комфортный FPS в таких играх, как CS GO и похожих, не требовательных играх.

50: немного мощнее 40 модели, однако тяжелые игры ей все еще «не по зубам».

60: средний вариант, который позволит с комфортом поиграть во многие требовательные игры в разрешении FHD, но далеко не везде на высоких настройках.

70: можно установить высокие настройки графики во многих требовательных играх.

80: топовая модель в 400 и 500 серии. Однако по мощности она находится где-то около 60 модели от NVidia. То есть RX 580 — это примерно GTX 1060.

90: топовая модель в 200 и 300 серии.

Корпус ПК

Корпус персонального компьютера помимо того, что содержит в себе все комплектующие, выполняет еще одну не слишком очевидную функцию – охлаждение установленных компонентов. От конфигурации корпуса и организации охлаждения зависит температура внутри корпуса. Помимо этого, необходимо учитывать следующие моменты:

  • Форм-фактор корпуса должен совпадать или быть больше по размеру, чем форм-фактор материнской платы.
  • Высота кулера не должна быть больше, чем это позволяет размер корпуса, иначе боковая крышка попросту не закроется.
  • Необходимо учитывать длину видеокарты и ширину посадочного места в корпусе. Оно должно быть больше длины видеокарты.
  • Блок питания также подбирается по форм-фактору. Однако стоит заметить, что в большинстве корпусов используются блоки питания формата АТХ.

Заключение

Мы рассмотрели основные характеристики, на которые необходимо обращать внимание при выборе комплектующих для вашего персонального компьютера. Одни из них влияют на совместимость, другие на производительность, а некоторые на качество компонентов. Надеемся, наша статья поможет вам сделать правильный выбор! 🙂

Минимальный состав персонального компьютера это

Персональный компьютер (ПК) это единая система, представляющая собой набор сменных компонентов, соединенных между собой стандартными интерфейсами. Компонентом здесь выступает отдельный узел (устройство), выполняющий определенную функцию в составе системы. Интерфейсом называют стандарт присоединения компонентов к системе. Это разъемы, наборы микросхем.

Полное описание набора и характеристик устройств, составляющих данный компьютер, называется конфигурацией ПК.

Существует «минимальная» конфигурация ПК (рис. 2.1), т.е. минимальный набор устройств, без которых работа с ПК становится бессмысленной. Это: системный блок, монитор, клавиатура, мышь.

  • материнская плата;
  • устройство для чтения лазерных компакт-дисков (CD-ROM);
  • устройство для чтения и записи магнитных дискет;
  • магнитное устройство для чтения и записи большой емкости (более 1 Гбайта) – это жесткий диск (винчестер).
  • процессор;
  • оперативная память;
  • постоянная память;
  • кварцевый резонатор тактового генератора;
  • аккумулятор;
  • слоты расширения;
  • разъемы для подключения клавиатуры и блока питания;
  • системная и локальная шины;
  • дополнительные микросхемы.
  • печатающее устройство для вывода информации на бумажный носитель;
  • сканер для считывания информации с бумажного носителя.
  • телевизионный и УКВ тюнер для воспроизведения телевизионных и радио передач;
  • источник бесперебойного питания;
  • дисковод DVD;
  • модем;
  • сетевая карта.

2.2. Архитектура компьютера

2.2.1. Классическая архитектура ЭВМ и принципы фон Неймана

Термин «архитектура» довольно часто встречается в литературе по вычислительной технике. Архитектура ПК – это описание совокупности устройств и блоков компьютера, а также связей между ними. Кроме того, архитектура – это описание принципа действия ПК. Ближе всего к понятию архитектура находится термин «функциональная схема».

Исторически компьютер появился как машина для вычислений и назывался электронной вычислительной машиной – ЭВМ. Структура такого устройства была описана знаменитым математиком Джоном фон Нейманом в 1945 г. Фон Нейман выдвинул основополагающие прин-ципы логического устройства ЭВМ и предложил ее структуру, которая воспроизводилась в течение первых двух поколений ЭВМ. На рис. 2.2 пунктирными линиями обозначены цепи сигналов управления (управляющие связи), одинарными – цепи передачи данных и адресов (информационные связи).

Основными блоками по Нейману являются устройства управления (УУ), арифметико-логическое устройство (АЛУ), оперативная память, внешняя память, устройства ввода и вывода. ВЗУ – внешнее запоминающее устройство отличается от других устройств вводавывода тем, что данные в него заносятся в виде, удобном компьютеру, но недоступном для непосредственного восприятия человеком. Так, накопитель на магнитных дисках относится к внешней памяти, а клавиатура – устройство ввода, дисплей и печать – устройства вывода.

Рис. 2.2. Структурная схема вычислительного устройства
Устройство управления и арифметико-логическое устройство в компьютерах объединены в один блок – процессор, являющийся преобразователем информации, поступающей из памяти и внешних устройств (выборка команд из памяти, кодирование и декодирование, выполнение арифметических и логических операций, согласование работы узлов компьютера).

Читайте так же:
К чему снится сим карта

ОЗУ – оперативное запоминающее устройство или память, хранит данные, адреса и команды, обладает высокой скоростью записи и чтения чисел. Состоит из некоторого количества пронумерованных ячеек, в каждой из которых могут находиться или обрабатываемые данные, или инструкции программ.

В построенной по описанной схеме ЭВМ происходит последовательное считывание команд из памяти и их выполнение. Номер (адрес) очередной ячейки памяти, из которой будет извлечена следующая команда программы, указывается специальным устройством – счетчиком команд в УУ. Его наличие также является одним из характерных признаков рассматриваемой архитектуры.

2.2.2. Совершенствование и развитие внутренней структуры ЭВМ

Такая классическая схема соответствовала компьютерам 1 и 2-го поколений; 3-е поколение ЭВМ характеризуется переходом от транзисторов к большим интегральным микросхемам (БИС). Значительные успехи в миниатюризации электронных схем не просто способствовали уменьшению размеров базовых функциональных узлов компьютера, но и создали предпосылки для существенного роста быстродействия компьютера.

Быстродействие процессора значительно выросло, что привело к противоречию между высокой скоростью обработки информации внутри машины и медленной работой устройств вводавывода. Устройства вводавывода содержат механически движущиеся части и работают значительно более медленно. Процессор большей частью простаивал в ожидании информации из внешнего мира. Со временем процессор освободили от управления работой внешних устройств. Работой внешних устройств стали управлять «периферийные процессоры» – контроллеры (рис. 2.3). Контроллер – устройство, аппаратно согласовывающее работу системы и дополнительного устройства. Контроллер можно рассматривать как специализированный процессор, управляющий работой «вверенного ему» внешнего устройства по специальным программам обмена. Центральный процессор при необходимости произвести обмен выдает задание на его осуществление контроллеру. Дальнейший обмен информацией может протекать под руководством контроллера без участия центрального процессора.

Один из самых важных контроллеров – ПДП-контроллер (ПДП – прямой допуск к памяти) обеспечивает прямой доступ к оперативной памяти. При считывании информации с диска в память и наоборот процессор должен запустить системную шину, выбрать несколько байт информации, поместить в свою внутреннюю память, снова запустить шину и эту информацию поместить в устройство, обслуживающее диск. Процесс выполнения программ замедляется за счет потери времени на эти операции. ПДП-контроллер выполняет эти операции, не загружая процессор и системную шину. Выполнение программы и пересылка информации идут одновременно.

Наличие интеллектуальных контроллеров внешних устройств стало важной отличительной чертой машин 3-го и 4-го поколения.

  • шина данных, по которой передается информация;
  • шина адреса, определяющая, куда передаются данные;
  • шина управления, регулирующая процесс обмена информацией.

Рис. 2.3. Структура современного персонального компьютера
Описанную схему легко пополнять новыми устройствами. На практике такая структура применяется только для компьютеров с небольшим числом внешних устройств. При увеличении потоков информации между устройствами компьютера единственная магистраль перегружается, что существенно тормозит работу. В состав компьютера могут вводиться одна или несколько дополнительных шин. Например, одна шина может использоваться для обмена с памятью, вторая – для связи с «быстрыми», а третья – с «медленными» внешними устройствами.

В центральный процессор кроме регистров общего назначения (РОН) добавлена кэш-память. Промежуточные результаты при выполнении арифметических и логических операций над данными сохраняются в РОН. Кэш-память используется для ускорения выполнения операций за счет запоминания на некоторое время полученных ранее данных, которые будут использоваться процессором в ближайшее время. Введение в компьютер кэш-памяти позволяет сэкономить время, которое без нее тратилось на пересылку данных и команд из процессора в оперативную память и обратно. Кэш-память имеет большее быстродействие, чем оперативная память.

Принципиально новым в структуре современного компьютера и принципе его действия является понятие прерываний. Прерывание – это остановка работы ПК при возникновении определенного события. Прерывания появились в связи с переходом от математических вычислений, которые не зависят от внешних условий, к обработке информации в реальном масштабе времени. Компьютер должен реагировать на изменение внешних условий иногда немедленно, запоминая эти события или даже меняя алгоритм его обработки. Если в процессор извне поступает сигнал запроса на прерывание, которое обрабатывается всегда, выполнение текущей программы приостанавливается. В заранее определенной области ОЗУ сохраняются все промежуточные результаты и адрес останова в программе. Микропроцессор выполняет специальную программу обработки прерывания, в которой указано, что надо сделать в этом случае. После ее завершения восстанавливаются все промежуточные результаты, и микропроцессор продолжает выполнение текущей программы с запомненного ранее адреса.

В современных компьютерах возможна также параллельная работа нескольких процессоров. За счет распараллеливания выполнения одной задачи или параллельного выполнения многих задач достигается увеличение общей производительности компьютера. Для этого предусматривают цепи, связывающие между собой отдельные процессоры.

Персональный компьютер типа IBM PC, названный по имени американской компании, которая в 1981 г. впервые выпустила такие ПК (International Business Machines Personal Computer), стал стандартом персональных компьютеров.

В IBM PC была заложена возможность усовершенствования его отдельных частей и использования новых устройств. Фирма IBM сделала компьютер не единым неразъемным устройством, а обеспечила возможность его сборки из независимо изготовленных частей. Методы совместимости устройств с компьютером IBM PC не держались в секрете, а были доступны всем желающим. Этот принцип, называемый принципом открытой архитектуры, предусматривает возможность дополнения имеющихся аппаратных средств новыми устройствами без замены старых. Например, можно наращивать оперативную память, подключать новые периферийные устройства, заменять старые устройства новыми без замены компьютера. Такие операции называются «upgrade» (расширить, обновить).

2.2.3. Основной цикл работы компьютера

Важной составной частью фон-неймановской архитектуры является счетчик адреса команд. Этот специальный внутренний регистр процессора всегда указывает на ячейку памяти, в которой хранится следующая команда программы. При включении питания или при нажатии на кнопку сброса (начальной установки) в счетчик аппаратно заносится стартовый адрес находящейся в постоянном запоминающем устройстве программы инициализации всех устройств и начальной загрузки. Дальнейшее функционирование компьютера определяется программой. Вся деятельность компьютера – это непрерывное выполнение тех или иных программ, причем программы могут в свою очередь загружать новые программы и т.д.

Каждая программа состоит из отдельных машинных команд. Каждая машинная команда, в свою очередь, делится на ряд элементарных унифицированных составных частей, которые принято называть тактами. В зависимости от сложности команды она может быть реализована за разное число тактов. Например, пересылка информации из одного внутреннего регистра процессора в другой выполняется за несколько тактов, а для перемножения двух целых чисел их требуется на порядок больше.

Устройство компьютера

Компьютер, в обыденном понимании, состоит из системного блока, монитора, клавиатуры, мышки, аудиосистемы. К нему можно подключить геймпад, принтер, сканер и много других устройств.

Но самой главной, сложной и дорогостоящей частью компьютера является системный блок. Собственно, это и есть компьютер (в классическом понимании). Остальные устройства предназначены лишь для ввода и вывода информации в различной форме. Потому они и называются периферийными (английское слово peripheral переводится как «второстепенный, внешний, окружной, удаленный»).

Если к системному блоку присоединить более современный монитор, клавиатуру или мышь, станет удобней смотреть фильмы, работать с текстом или играть, но возможности компьютера от этого не улучшатся. Более того, при отключении любого из периферийных устройств компьютер будет продолжать работать, поскольку все вычислительные процессы происходят внутри системного блока.

Читайте так же:
Звуковая карта для компьютера юсб

О его строении и пойдет речь в этой публикации.

Системный блок состоит из нескольких ключевых частей, без которых компьютер не может функционировать — это материнская плата, процессор, оперативная память, постоянное запоминающее устройство и блок питания. Критически важным является также наличие видеокарты, без которой невозможен вывод из компьютера графической информации.

Внутрь системного блока могут устанавливаться другие устройства, которые, по сути, являются «внутренними» аналогами периферийных устройств и без них вполне можно обойтись (телевизионные тюнеры, карты захвата видео, звуковые карты, модемы, wi-fi модули, дисководы, карт-ридеры и др.).

Материнская плата

Основой любого компьютера (системного блока) является материнская плата (главная плата, англ. motherboard, MB, mainboard, разг. – мамка, материнка, мать и др.). Ее невозможно не заметить, если открыть крышку системного блока (она самая большая).

К материнской плате подсоединяются центральный процессор, оперативная память, видеокарта, запоминающие устройства и др. На ней же размещены USB и другие разъемы для подключения остального оборудования (см. рис.). Главная задача материнской платы – соединить все эти компоненты и заставить их работать как единое целое.

Подробнее о материнской плате читайте здесь.

Процессор

Процессор (центральный процессор, CPU) – главная микросхема компьютера. Он исполняет все команды пользователя и «руководит» остальным «железом». От него напрямую зависит быстродействие компьютера и его возможности.

Внешне процессор представляет собой небольшую плату с множеством контактов с одной стороны и плоской металлической коробочкой с другой (см. рис.). Внутри он имеет очень сложную микроструктуру, включающую миллионы транзисторов. Подробнее о процессоре можно узнать здесь.

На материнской плате процессор крепится в специальном разъёме, называемом разъёмом центрального процессора или сокетом (socket). Есть много видов сокетов, в каждый из которых можно установить только процессоры определенного типа (с таким-же разъёмом). Например, на материнскую плату с Socket LGA1151 можно установить только процессоры Intel Celeron, Pentium, Core i3, Core i5 и Core i7 с разъёмом LGA1151. Для процессоров AMD (Athlon, Phenom, Ryzen и др.) понадобятся материнские платы с другими подходящими разъемами.

Сверху установленного на материнской плате процессора крепится охлаждение. Чаще всего, оно представляет собой радиатор с вентилятором (кулером) для рассеивания тепла (см.рис.). Это тоже важная часть компьютера, поскольку без охлаждения процессор будет перегреваться и при достижении им критической температуры (у каждой модели процессора она своя) компьютер выключится. Запустить его снова будет невозможно до тех пор, пока процессор не остынет.

Между кулером и процессором обязательно прокладывается слой термопасты. Подробнее об этом здесь.

Постоянное запоминающее устройство

Постоянное запоминающее устройство предназначено для хранения информации. Главными его характеристиками являются объем хранимых данных и скорость чтения/записи. Чем больше объем запоминающего устройства, тем больше на нем можно хранить разного рода файлов. Ну а от скорости чтения/записи зависит то, насколько быстро система сможет получать к ним доступ.

Постоянные запоминающие устройства бывают двух основных типов – SSD (англ. solid-state drive) и HDD (англ. hard disk drive, он же «жесткий диск», в простонародье — «винчестер»).

Главным преимуществом SSD-устройств является высокая скорость чтения/записи, что позитивно сказывается на «отзывчивости» компьютера (быстрее запускаются программы, открываются файлы и т.д.). Жесткие диски отличаются более высокой долговечностью и лучшим соотношением показателей «объем хранимых данных / стоимость устройства».

Чтобы пользоваться всеми преимуществами, в компьютеры часто устанавливают два запоминающих устройства. Одно из них – SSD, которое служит для хранения системных файлов и программ, второе – HDD для хранения остальной информации (видео, фото и т.п.). Внутренних запоминающих устройств в системном блоке может быть больше двух. Но для работы компьютера достаточно и одного такого устройства (любого типа).

К материнской плате SSD и HDD обычно подключаются через интерфейс (разъем) SATA. Существуют более быстрые варианты SSD, предназначенные для подключения к разъемам M.2 или PCI-E материнской платы (см. рис.)

Подробнее о постоянных запоминающих устройствах можно узнать здесь.

Оперативная память

В состав компьютера обязательно входит оперативная память (оперативное запоминающее устройство, сокращенно — ОЗУ). Это очень быстрый буфер памяти, используемый процессором. В упрощенной схеме его предназначение можно объяснить следующим образом.

Процессор работает по конвейерной схеме. Для обработки данных он делит их на блоки. Временно эти блоки нужно где-то хранить, но так, чтобы получать к ним моментальный доступ. Использовать с этой целью постоянные запоминающие устройства нельзя, поскольку скорость доступа к находящейся на них информации слишком низкая. Для этого и предназначена оперативная память, скорость которой выше в разы.

Важно, чтобы у компьютера был достаточный объем ОЗУ. Если при выполнении каких-то расчетов свободная оперативная память заканчивается, процессор для ее расширения начинает использовать постоянное запоминающее устройство. Скорость работы компьютера в такие моменты сильно снижается.

Оперативная память компьютера состоит из одного или нескольких модулей ОЗУ — микросхем памяти (см. рис.), которые устанавливаются в специальные разъемы материнской платы. Эти микросхемы энергозависимы. То есть, все находящиеся в них данные «исчезают» при отключении питания (если вынуть модуль из разъема материнской платы или выключить компьютер).

Модули ОЗУ бывают нескольких типов. Самым современным и быстрым типом ОЗУ сейчас является DDR4, хотя более старые и медленные DDR3 и DDR2 по-прежнему в ходу и являются достаточно распространенными. Разъемы разных типов ОЗУ отличаются. На материнскую плату, рассчитанную на установку DDR3, невозможно установить модули DDR4 или DDR2. Даже физически они туда не войдут.

Подробнее об оперативной памяти можно узнать здесь.

Видеокарта

Видеокарта (видеоадаптер, графический адаптер, графический процессор, GPU) – часть компьютера, отвечающая за обработку видеоинформации и ее вывод на монитор (см. рис.). Современные видеокарты подсоединяются к разъему PCI-Express x16. Некоторые материнские платы имеют несколько разъёмов PCI-Express x16. Это позволяет одновременно использовать в системном блоке две или больше видеокарт, что делает графическую подсистему компьютера более быстрой.

Во многих случаях компьютер может успешно работать и без отдельной видеокарты, поскольку многие современные процессоры оснащены интегрированными (встроенными) графическими чипами. Такой чип заменяет видеокарту. Он может быть интегрирован также и в материнскую плату (в очень старых компьютерах). Возможностей встроенных чипов вполне достаточно для офисной работы, т.е. обработки текста, чтения страниц Интернета, просмотра видео, фотографий и даже игры в несложные игры (типа пасьянс «Косынка» или «Солитер»). Если же компьютер предназначен не только для офисных задач, но и для серьезной работы с графикой или игры в 3D-игры, без отдельной (дискретной) видеокарты не обойтись.

В игровом компьютере отсутствие отдельной видеокарты не может компенсироваться наличием быстрого процессора. Процессор среднего уровня в паре с хорошей видеокартой в играх оставит далеко позади самый быстрый процессор с интегрированным видеоадаптером. Необходимо также учитывать, что слишком слабый процессор не даст возможности видеокарте раскрыть весь свой игровой потенциал. Здесь важно найти баланс.

Читайте так же:
Мобильный интернет на стационарном компьютере

Подробнее о видеокарте можно узнать здесь.

Блок питания

Для питания компьютера необходим блок питания. От его надежности зависит стабильность работы компьютера. Устанавливается блок питания в специальный отсек системного блока и подключается к материнской плате, видеокарте и некоторым другим внутренним устройствам посредством кабелей.

При выборе блока питания необходимо учитывать его суммарную мощность, силу тока на линии 12В (эти показатели должны удовлетворять требования видеокарты, процессора и других «потребителей электричества»), а также наличие выводов с необходимыми разъемами и другие характеристики.

Подробнее о выборе блока питания и его характеристиках можно узнать здесь.

Другие важные устройства

В системном блоке любого современного компьютера также есть:

Сетевая карта.

Как правило, она уже встроена в материнскую плату компьютера и приобретать ее не нужно. Но если, например, встроенная карта вышла из строя или ее возможностей недостаточно, можно купить отдельную сетевую карту. Как правило, устанавливается она в разъем PCI-E материнской платы.

Звуковая карта.

Здесь аналогичная ситуация. Все современные материнские платы оснащаются встроенной звуковой картой, которая выдает вполне качественный звук. Но если качество звучания «встройки» не устраивает, или же она вышла из строя, всегда можно приобрести отдельную звуковую карту и установить ее в PCI-E материнской платы.

Для полноценной работы важно не только собрать компьютер в единое целое. Чтобы «оживить» все это «железо» обязательно нужна операционная система и другое программное обеспечение, которое устанавливается на постоянное запоминающее устройство.

Подробнее об операционной системе можно узнать здесь.

Выше перечислены только важные устройства, которые должны быть в компьютере. Однако, в системный блок можно установить еще много другого оборудования: дисководы оптических дисков, Wi-Fi-адаптеры, Bluetooth-адаптеры, модемы, карты захвата видео, ТВ-тюнеры, карт-ридеры и т.д.

Если компьютер перегревается, в системный блок можно поставить дополнительные кулеры (вентиляторы). Если они создают много шума, можно установить реобас для ручной регулировки скорости их вращения. Для охлаждения процессоров и видеокарт существуют также высокоэффективные и тихие системы водяного охлаждения.

Если важен внешний вид, можно купить прозрачный корпус системного блока и установить внутрь цветную подсветку.

В общем, как и в случае с автомобилем, компьютер можно «тюнинговать» до бесконечности.


НАПИСАТЬ АВТОРУ

Конфигурация персонального компьютера. Основные устройства системного блока.

Минимальная конфигурация ПК:системный блок, клавиатура, мышь, монитор.

Компьютер — это универсальная техническая система, способная четко выполнять последовательность операций определенной программы. Персональным компьютером (ПК) может пользоваться один человек без помощи обслуживающего персонала.

Архитектура ПК-набор устройств, входящих в ПК.

Конфигурацию ПК можно изменять по мере необходимости. Но существует понятие базовой конфигурации, которую можно считать типичной:

Системный блок — основная составляющая ПК, в середине которой находятся важнейшие компоненты. Устройства, находящиеся в середине системного блока называют внутренними, а устройства, подсоединенные извне называют внешними. Внешние дополнительные устройства, предназначенные для ввода и вывода информации называются также периферийными.

Монитор-стандартное устройство вывода, отображения информации на электронном экране (в форме знаков графического и видеоизображения

Клавиатура- стандартное устройство ввода информации,которое передает информацию с помощью нажатии клавиш,передают в ПК символы

Мышь-устройство позиционирования мыши на экран монитора,позволяющее выделять,перемещать,изменять объект.

Основные узлы системного блока:

· электрические платы, руководящие работой компьютера (микропроцессор, оперативная память, контроллеры устройств и т.п.);

· накопитель на жестком диске (винчестер), предназначенный для чтения или записи информации;

· накопители (дисководы) для гибких магнитных дисков (дискет).

Основной частью системного блока является материнская плата, на которой находятся центральный процессор,оперативная память,постоянные запонимающие устройства,схемы для взаимодейств. С другими устройствами.

Центральный процессор — основное рабочее устройство,которое выполняет заданные программами вычислительн.и логические преобразования данных,координирует работу компьютера.

Процессор и его функции. Основные характеристики процессора, многоядерные процессоры.

Центральный процессор — основное рабочее устройство,которое выполняет заданные программами вычислительные и логические преобразования данных, координирует работу компьютера.

Выполняет операции под руководством программ,размещает программы и данные в памяти, посылает сигналы управления,обменивается данными с другими устройствами.

Тактовая частота-показывает сколько элементарных операций в секунду выполняет процессор
Она задается тактовым генератором для синхронизации работ всех устройств компьютера.Характеризует быстродействие компьютера.ИЗМРЯЕТСЯ В мгЦ=МИЛЛИОН ТАКТОВ В СЕКУНДУ.

Такт-промежуток между двумя электронными импульсами.

Разрядность процессора- показывает сколько бит информации процессор обрабатывает за один такт,характеризует производительность компьютера.

основные функции любого процессора следующие:

· выборка (чтение) выполняемых команд;

· ввод (чтение) данных из памяти или устройства ввода/вывода;

· вывод (запись) данных в память или в устройства ввода/вывода;

· обработка данных (операндов) , в том числе арифметические операции над ними;

· адресация памяти, то есть задание адреса памяти, с которым будет производиться обмен;

· обработка прерываний и режима прямого доступ

Вопрос 4

Внутренняя память компьютера. Состав, назначение и характеристики

Внутренняя память — это электронное устройство, которое хранит информацию, пока питается электроэнергией. При отключении компьютера от сети информация из оперативной памяти исчезает. первое свойство внутренней памяти компьютера — дискретность. Дискретные объекты составлены из отдельных частиц. Второе свойство внутренней памяти компьютера — адресуемость. Во внутренней памяти компьютера все байты пронумерованы. Нумерация начинается с нуля. Порядковый номер байта называется его адресом. Занесение информации в память, а также извлечение ее из памяти, проводится по адресам.

Внешняя память

Основной функцией внешней памяти компьютера является способность долговременно хранить большой объем информации (программы, документы, аудио- и видеоклипы и т. д.). Устройство, которое обеспечивает запись/считывание информации, называется накопителем или дисководом, а хранится информация на носителях. Сохранение информации на них не требует постоянного электропитания.

Основная память содержит два вида запоминающих устройств:

ПЗУ — постоянное запоминающее устройство;

ОЗУ — оперативное запоминающее устройство.

ПЗУ предназначено для хранения постоянной программной и справочной информации. Данные в ПЗУ заносятся при изготовлении. Информацию, хранящуюся в ПЗУ, можно только считывать, но не изменять.

В ПЗУ находятся:

программа управления работой процессора;

программа запуска и останова компьютера;

программы тестирования устройств, проверяющие при каждом включении компьютера правильность работы его блоков;

программы управления дисплеем, клавиатурой, принтером, внешней памятью;

информация о том, где на диске находится операционная система.

ПЗУ является энергонезависимой памятью, при отключении питания информация в нем сохраняется.

ОЗУпредназначено для оперативной записи, хранения и считывания информации (программ и данных), непосредственно участвующей в информационно-вычислительном процессе, выполняемом компьютером в текущий период времени.

Главными достоинствами оперативной памяти являются ее высокое быстродействие и возможность обращения к каждой ячейке памяти отдельно (прямой адресный доступ к памяти). Все ячейки памяти объединены в группы по 8 бит (1 байт), каждая такая группа имеет адрес, по которому к ней можно обратиться.

ОЗУ является энергозависимой памятью, при выключении питания информация в нем стирается.

Вопрос 5

Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого.

Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).

Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ — конструкции, предназначен­ные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector