Устройство ЭВМ

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.
Оперативная память
Системная шина
Постоянная память память
микропроцессор
Микропроцессор
состоит из арифметикологического 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
Внутренняя память временно хранит данные и
программы, состоит из ячеек памяти,
характеризуется пропускной способностью.
Виды внутренней памяти: оперативная,
постоянная, кеш-память.
Внешняя память долговременно хранит
программы и данные, характеризуется
объемом, временем доступа к информации.
Виды внешней памяти: жесткий диск, дискета,
СD-RW, DVD-ROM, флеш и др.
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

Внешняя память
Информация на дисках хранится в
виде файлов – поименованной
области на диске.
Для размещения информации диски
форматируются - разбиваются на
дорожки и секторы .
Самая первая дорожка – служебная,
она хранит таблицу размещения
файлов (FAT-таблицу). В таблице
запоминаются адреса записанных
файлов.
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 CDROM(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.
МАГИСТРАЛЬНО – МОДУЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО КОМПЬЮТЕРА
Модульный принцип позволяет пользователю самому
комплектовать нужную конфигурацию ПК и производить
модернизацию. Он опирается на магистральный принцип.
ПРОЦЕССОР
ОЗУ
ШИНА ДАННЫХ
ШИНА АДРЕСА
МАГИСТРАЛЬ
ШИНА УПРАВЛЕНИЯ
УСТРОЙСТВА
ВВОДА
ДОЛГОВРЕМЕННАЯ
ПАМЯТЬ
УСТРОЙСТВА
ВЫВОДА
СЕТЕВЫЕ
УСТРОЙСТВА
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
Большие
ЭВМ
(Mainframe)
Малые ЭВМ
Микро ЭВМ
Параметр
Супер ЭВМ
Производительность,
MIPS
1000 –
1000000
10- 1000
1-100
1- 100
Емкость ОП,
Мбайт
2000-10000
64-10000
128-1024
128-1024
Емкость ВЗУ,
Гбайт
500-5000
50-100
10-100
10-100
Разрядность,
Бит
64-128
32-64
32-64
32-64
Области
применения
Для громадных
вычислений
Для обработки
больших объемов
информации (серверы
выч.сетей)
Для вычислений,
проекторования,
моделирования, в
системах
искусственного
интеллекта.
Многопользовательские,
персональные, рабочие
станции (определенные
работы),
серверы(обработка
запросов от станций)