Взаимодействие устройств компьютера

Урок в 7 классе
Учитель: Майорова Т.Г.

Все устройства компьютера не могут
работать по отдельности, а только в
составе компьютера.

В соответствии с назначением
компьютера
как
инструмента
обработки
информации
взаимодействие входящих в него
устройств должно быть организовано
таким образом, чтобы обеспечить
основные
этапы
обработки
данных.
Выполнение каждого из этапов
определяется
наличием
в
соответствующих устройств.
работы с
структуре
информацией
компьютера
Внутренними считаются устройства,
располагающиеся в системном блоке.
Доступ к некоторым из них имеется на
лицевой панели, что удобно для
быстрой смены информационных
носителей.
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.
Системный блок
дисковод СD
(DVD)
блок питания
дисковод
для дискет
видеокарта
порты
процессор
винчестер
слоты
расширения
материнская плата
оперативная
память
5
Для согласования интерфейсов периферийные
устройства подключаются к шинам не напрямую, а
через порты и платы расширения. Объединяется же
всё это многообразие устройств на системной
плате.
Системная плата (материнская, англ. matherboard)
– это электронное устройство для размещения и
соединений
основных
компонентов
ПК,
определяющих
его
архитектуру:
процессора,
внутренней памяти, плат расширения и портов
подключения.
Системная плата занимает важнейшее место внутри
системного блока.
Материнская
плата
–
самая
большая плата ПК.
На ней располагаются магистрали,
связывающие
процессор
с
оперативной памятью, - так
называемые шины.
К
шинам
материнской
платы
подключаются также все прочие
внутренние устройства компьютера.
Управляет
работой
материнской
платы микропроцессорный набор
микросхем – так называемый
чипсет.
Информация, представленная в цифровой форме и
обрабатываемая на компьютере, называется данными.
Последовательность команд, которую выполняет компьютер в
процессе обработки данных, называется программой.
В основе работы компьютера лежит так
называемый принцип программного
управления.
1.
2.
3.
Пользователь запускает программу, хранящуюся в
долговременной памяти, она загружается в
оперативную и начинает выполняться.
Выполнение: процессор считывает команды и
выполняет их. Необходимые данные загружаются в
оперативную память из долговременной памяти
или вводятся с помощью устройств ввода.
Выходные (полученные) данные записываются
процессором в оперативную или долговременную
память, а также предоставляются пользователю с
помощью устройств вывода информации.
Процессор
Обработка данных
Оперативная память
Хранение данных и программ
Шина данных
Магистраль
Шина адреса
Шина управления
Устройства ввода Устройства вывода
Ввод данных
Вывод данных
Долговременная
память
Хранение данных и
программ
Сетевые
устройства
Для обеспечения информационного обмена между
различными устройствами должна быть предусмотрена
какая-то магистраль для перемещения потоков информации.
Магистраль (системная шина) включает в себя:
1.
Шину данных;
2.
Шину адреса;
3.
Шину управления.
Упрощенно системную шину можно представить как
группу кабелей и электрических (токопроводящих)
линий на системной плате.
К магистрали подключаются процессор и оперативная
память, а также периферийные устройства ввода,
вывода и хранения информации, которые
обмениваются информацией на машинном языке
(последовательностями нулей и единиц в форме
электрических импульсов).
По этой шине передаются данные между
различными
устройствами.
Например,
считанные из ОЗУ данные могут быть переданы
процессору для обработки, а затем могут быть
отправлены обратно для хранения.
Таким образом, данные по шине данных могут
передаваться от устройства к устройству в
любом направлении.
Разрядность
шины
данных
определяется
процессором,
т.е.
количеством
двоичных
разрядов, которые могут обрабатываться
процессором одновременно.
Разрядность
процессоров
постоянно
увеличивается по мере развития компьютерной
техники.
Выбор устройства или ячейки памяти, куда
посылаются данные или откуда считываются
данные
по
шине
данных,
производит
процессор.
Каждое устройство или ячейка памяти имеет
свой адрес.
Адрес передается по адресной шине
процессора к памяти или устройствам.
от
Разрядность шины адреса определяет объем
адресуемой памяти.
По шине управления передаются сигналы,
определяющие характер обмена информацией
по магистрали.
Сигналы
показывают,
какую
операцию
–
считывание или запись информации нужно
производить, синхронизируют обмен данными и
т.д.
Модульная организация опирается на магистральный
(шинный)
принцип
обмена
информацией
между
устройствами.
Магистрально-модульный принцип имеет ряд достоинств:
1.
для работы с внешними устройствами используются те же
команды процессора, что и для работы с памятью.
2.
подключение к магистрали дополнительных устройств не
требует изменений в уже существующих устройствах,
процессоре, памяти.
3.
меняя состав модулей можно изменять мощность и
назначение компьютера в процессе его эксплуатации.
Системный блок
• Процессор (CPU = Central Processing Unit) –
микросхема, которая обрабатывает
информацию и управляет всеми
устройствами компьютера.
АЛУ – арифметико-логическое устройство
УУ – устройство управления
• Внутренняя память
• Винчестер (ЖМД = жесткий магнитный диск).
• Дисководы – устройства для чтения и записи дисков.
• Порты – разъемы для подключения внешних устройств.
16
Платы расширения – это небольшие
электронные платы (карты), расширяющие и
дополняющие возможности материнской
платы, на которой расположены специальные
гнёзда для их подключения - слоты. Их ещё
называют адаптерами или контроллерами.
Примерами плат расширения являются видеои звуковой адаптеры.
Системный блок: контроллеры
Контроллер – это электронная схема, управляющая
работой внешнего устройства:
 видеокарта (монитор)
 сетевая карта (сеть)
 контроллер дисковода (дисковод)
18
Видеоадаптер
–
внутреннее
устройство, устанавливается в
один из разъемов материнской
платы, и служит для обработки
информации, поступающей от
процессора или из ОЗУ на
монитор, а также для выработки
управляющих сигналов.
Современные
видеоадаптеры
имеют
собственный
вычислительный
процессор
(видеопроцессор),
который
снижает нагрузку на основной
процессор
при
построении
сложных изображений.
Звуковой адаптер - это плата расширения
для обработки звуковой информации
(записи, воспроизведения, создания звука
программными средствами).
Звуковой адаптер обеспечивает соединение
ПК с такими устройствами ввода и вывода
как микрофон, наушники, акустические
системы, синтезаторы и др.
Задачами аудиокарты являются:
1) преобразование непрерывных
(аналоговых) звуковых сигналов в
цифровой код и запись его на диск;
2) преобразование цифрового вида
звуковой информации в аналоговый
сигнал и передача его на
воспроизводящее устройство.
Сетевая карта (или карта связи по локальной
сети) служит для связи компьютеров в пределах
одного предприятия, отдела или помещения
находящихся на расстоянии не более 150 метров
друг от друга.
При
наличии
специальных
дополнительных
устройств
можно
организовать
связь
компьютеров и на большие расстояния.
Основным параметром сетевой карты является
скорость передачи информации и измеряется
она в мегабайтах в секунду. Типовая норма от 10
до 100 мегабайт в секунду.
Для связи с другими устройствами (принтером,
сканером, клавиатурой, мышью …) компьютер
оснащается портами.
Порты – это электронные схемы, выполненные в
виде разъёмов и содержащие несколько
регистров
ввода-вывода
для
подключения
внешних устройств.
Невозможно обойтись при соединении устройств в
ПК и без различных проводов, кабелей, шин
(многожильных плоских кабелей).
Порт – это не просто разъем для подключения
внешнего оборудования, а сложное устройство,
имеющее свои микросхемы.
Примеры портов:
COM (последовательный порт)
LTP (параллельный порт)
USB
(последовательный
с
высокой
производительностью)
PS/2 (универсальный для подключения мыши и
клавиатуры)
Системный блок: порты
питание
220 В
порты PS/2
вкл/выкл
блок питания
порт VGA
параллельный порт
порты USB
сеть RJ-45
линейный
вход
24
Порты для видеосигналов
Видеокарта
Монитор
Проектор
Порт VGA (аналоговый)
Порт DVI (цифровой)
25
Системный блок: порты
Последовательный порт (COM1, COM2, …) до 115 Кбит/с
низкоскоростные устройства: модем, мышь
101101010010110
Параллельный порт (LPT1, Centronics) до 2 Мб/с
принтер
101101010010110
1 0 1 1 101 0 1 0 0 1 0 1 1 0
101101010010110
101101011110110
10 0 0 1010010110
101101010010110
101101010010110
101101010010110
26
Системный блок: порты USB
Порт USB (Universal Serial Bus)
USB 1.1 – до 12 Мбит/c, USB 2.0 – до 480 Мбит/c
принтер, сканер, мышь, …
• высокая скорость
• подключение «на ходу»
• можно подключать несколько устройств к
одному порту (через хабы)
27
Системный блок: порты
Порт IEEE1394 (FireWire) до 1600 Мбит/c
Инфракрасный порт IrDA (Infrared Data Association)
до 4 Мб/с
встроенный в ноутбук
внешний адаптер (USB)
28
Принцип открытой архитектуры – правила
построения компьютера, в соответствии с
которыми каждый новый блок должен быть
совместим со старым и легко устанавливаться
в том же месте в компьютере.
В компьютере столь же легко можно заменить старые
блоки на новые, где бы они ни располагались, в
результате чего работа компьютера не только не
нарушается, но и становится более производительной.
Этот
принцип
позволяет
не
выбрасывать,
а
модернизировать ранее купленный компьютер, легко
заменяя в нем устаревшие блоки на более
совершенные и удобные, а так же приобретать и
устанавливать новые блоки. Причем во всех разъемы
для их подключения являются стандартными и не
требуют никаких изменений в самой конструкции
компьютера.
 Стр.
319-329, Тема 21