устройство управления всеми операциями

Компьютер (ЭВМ)
(от англ. Computer вычислитель)
- это
программируемое
многофункциональное
электронное устройство,
предназначенное для
накопления, обработки и
передачи информации.
Персональные компьютеры бывают:
Компьютер в
настольном
исполнении
Карманный клавиатурный
компьютер
Компьютер в компактном
исполнении (notebook)
Без клавиатурный
компьютер
Карманный компьютер, с
очувстленным экраном и
пером
Современные компьютеры строятся в
соответствии с принципами, сформулированными в 1945 г. Джоном фон Нейманом.
•
•
•
•
Компьютер должен содержать :
арифметико – логическое устройство;
устройство управления всеми операциями;
запоминающее устройство (память);
устройства ввода и вывода информации.
Состав ЭВМ
Базовая
конфигурация
типовая конфигурация компьютера,
в которой он обычно поставляется
Периферийные
устройства ПК
предназначены для выполнения
вспомогательных операций
Системный блок
Устройства ввода данных
Монитор
Устройства вывода данных
Клавиатура
Устройства хранения данных
Мышь
Устройства обмена данными
Специальные манипуляторы
Базовый состав ПК
Основные характеристики модулей ЭВМ
монитор
системный
блок
мышь
клавиатура
В системном блоке находятся все
основные узлы компьютера:
материнская плата;
электронные схемы
(процессор,
контроллеры
устройств и т.д.);
блок питания;
дисководы
(накопители).
Системный блок
Системный блок представляет собой основной узел,
внутри которого установлены наиболее важные
компоненты.
Оперативная память
Процессор
Материнская плата
Корпус с блоком питания,
соединительные кабели
и провода (шины)
Дисковод гибких
дисков
Дисковод CD-ROM
Жесткий диск
Платы расширения (звуковая, видео и сетевая карты)
Материнская плата
Слот для
видеокарты
Слот для
звуковой карты
Слот для
ОЗУ(ROM)
Слот для
процессора
Слот для
блока питания
Слот для
винчестера
Слот для дисковода
для
компакт-дисков CD
Слот для
дисковода для
ГМД
Материнская (системная, главная) плата («сердце») - является
центральной частью любого компьютера, на которой размещаются в
общем случае центральный процессор, сопроцессор, контроллеры,
обеспечивающие связь центрального процессора с периферийными
устройствами, оперативная память (RAM), кэш-память, элемент ROMBIOS (базовой системы ввода/вывода), аккумуляторная батарея,
кварцевый генератор тактовой частоты и слоты (разъемы) для
подключения других устройств.
Общая производительность материнской платы определяется :
• тактовой частотой ( МГц),
•количеством (разрядностью) данных, обрабатываемых в единицу
времени центральным процессором,
•разрядностью шины обмена данных между различными устройствами
материнской платы.
По функциональному назначению
шины делятся на:
- шину данных;
- адресную шину;
- шину управления.
Процессоры
процессор – это электронная схема,
выполняющая обработку информации.
Производство современных
персональных компьютеров начались
тогда, когда процессор был выполнен в
виде отдельной микросхемы.
Количество фирм, разрабатывающих и
производящих процессоры для IBMсовместимых компьютеров, невелико. В
настоящее время известны: Intel, Cyrix,
AMD, NexGen, Texas Instrument...
Производительность процессора характеризуется следующими
основными параметрами:
•степенью интеграции;
Степень интеграции микросхемы показывает, сколько транзисторов
(самый простой элемент любой микросхемы) может поместиться на
единице площади. Для процессора Pentium Intel эта величина составляет
приблизительно 3 млн. на 3,5 кв.см, у Pentium Pro – 5 млн.
•внутренней и внешней разрядностью обрабатываемые данных;
Внутренняя разрядность процессора определяет, какое количество битов
он может обрабатывать одновременно при выполнении арифметических
операций (в зависимости от поколения процессоров – от 8 до 32 битов).
Внешняя разрядность процессора определяет сколько битов
одновременно он может принимать или передавать во внешние
устройства (от 16 до 64 и более в современных процессорах). Тактовая
частота определяет быстродействие процессора.
•тактовой частотой;
Тактовая частота указывает, сколько элементарных операций (тактов)
микропроцессор выполняет за одну секунду (измеряется в МГц).
•памятью, к которой может адресоваться CPU.
• В компании Intel создан транзистор размером всего
30 нанометров (30 миллионных метра) по
кремниевой технологии. Благодаря этому
появляется возможность размещения на одном
кремниевом кристалле 400 миллионов
транзисторов, а будущие микропроцессоры Intel
смогут выполнять 10 миллиардов рабочих циклов в
секунду (при тактовой частоте 10 ГГц).
Память
Центральный процессор имеет доступ к данным, находящимся в
оперативной памяти (ОЗУ- оперативное запоминающее устройство или
RAM – Random Access Memory). ОЗУ работает синхронно с
центральным процессором и имеет малое время доступа. Оперативная
память сохраняет данные только при включенном питании.
Отключение питания приводит к необратимой потере данных.
Статическая память при включенном питании надежно хранит
записанные данные, имеет малое время доступа, потребляет
мизерный ток, но емкость ее микросхем ограничена. Стоимость
подобных микросхем значительно выше, поэтому в компьютерной
технике их используют только при создании так называемой кэшпамяти (сверх - ОЗУ).
Накопители
(устройства для записи/чтения с магнитных носителей)
 Floppy Disk Drive (приводы или дисководы флоппидисков (гибких дисков)) являются самыми старыми
внешними устройствами ПК. В качестве носителя
информации в них применяются дискеты.
FDD бывают двух размеров: рассчитанные на дискеты 3,5" и 5,25"
плотности DD (двойной плотности) и HD (высокой плотности). Способ
записи на дискеты – намагничивание отдельных участков.
Форматирование – процесс разметки дисков на дорожки и сектора.
5,25 " (8 ")
3,5 "
Дискеты
Объём
3,5 "
DS/DD
DS/HD
720 Кбайт
1,44 Мбайт
Главная
характеристика объём.
Объём зависит от
плотности записи и
количества рабочих
сторон
5,25 "
DS/DD
DS/HD
360 Кбайт 1,2 Мбайт
 Винчестеры или накопители на жестких
дисках – это внешняя память большого объема,
предназначенная для долговременного хранения
информации, объединяющая в одном корпусе сам
носитель информации и устройство записи/чтения.
Объем хранимых данных достигает 40 Гбайт и
Первый винчестер более, но время доступа у винчестера на порядок
меньше.
Единственный недостаток: они не
предназначены для обмена информацией
(это касается стационарных, т.е.
встраиваемых в корпус компьютера
винчестеров, в настоящее время
существуют сменные винчестеры).
Физические размеры винчестеров
стандартизированы параметром, который
называют форм-фактором (form factor).
 Приводы компакт-дисков (CDD) –
необходимый атрибут современного компьютера. Применительно к компьютерам CDROM – это практически неизнашиваемое
компактное устройство для хранения
большого объема информации.
Наиболее удачные области их
применения – запись
мультимедийных программ
(использующих звуки, рисунки,
анимацию, графику, видео), а также
хранение архивных данных и
программных дистрибутивов.
Первые компакт-диски (CD)
возникли как альтернатива
виниловых дисков при записи
музыки.
CD-ROM (Compact Disk-Read
Only Memory) представляют собой
диск диаметром 120 мм толщиной
1/2 мм и центральным отверстием
диаметром 15 мм. Средняя область
диска шириной 33 мм,
предназначенная для хранения
Цифровые данные хранятся в
данных, представляет собой единый виде чередующихся между собой по
трек, закрученный в виде спирали. ходу спирали ямок, нанесенных на
поверхности полиуглеродного
пластика и ровных областей.
Поверх этого пластикового слоя для
лучшего отражения напыляется
тонкий слой алюминия или золота,
который также покрывается
защитным слоем прозрачного
пластика. Стандартные CD могут
хранить до 700 Мбайт цифровой
информации.
 DVD означает сокращение от Digital Video Disc
(цифровой видеодиск), позже он стал означать Digital
Versatile Disc (цифровой многофункциональный диск).
Мониторы
Они являются важнейшими
устройствами отображения
информации.
Существует различные типы мониторов:
•Цифровые (TTL) мониторы
на основе электронно-лучевой
трубки, управляемой цифровыми
схемами.
•Аналоговые мониторы (CRT)
электронно-лучевая трубка
мониторов данного типа управляется
аналоговыми сигналами,
поступающими от видеокарты.
Принцип работы электроннолучевой трубки монитора такой же,
как у телевизионной трубки.
Жидкокристаллические дисплеи (LCD)
Экран подобного LCD (Liquid Crystal Display) состоит из двух
стеклянных пластин, между которыми находится масса, содержащая
жидкие кристаллы, которые изменяют свои оптические свойства в
зависимости от прилагаемого электрического заряда.
Жидкие кристаллы сами не светятся,
поэтому LCD нуждаются в подсветке или
во внешнем освещении.
Основным
достоинством
LCD
являются их габариты (экран плоский). К
недостаткам можно отнести недостаточное
быстродействие
при
изменении
изображения на экране, а также
зависимость
резкости
и
яркости
изображения от угла зрения.
Плазменный экран
(PDP - Plasma Display Panels)
Он выполнен в виде плоской
стеклянной трубки,
заполненной инертным
газом (аргоном или неоном
)под низким давлением.
Внутри трубки помещены
два электрода. При подаче
напряжения между ними
зажигается электрический
(так называемый тлеющий)
разряд и возникает свечение.
На стеклянную поверхность
помещают маленькие про-зрачные
электроды, на кото-рые подается
высокочастот-ное напряжение:
образуется целое поле
миниатюрных точечных неоновых
лампочек. То есть каждый
пиксель на экране работает
подобно лампе дневного света.
Электронная «бумага»
Американская компания E Ink
разрабатывает очень тонкий черно-белый
дисплей - так называемую электронную
«бумагу» толщиной менее 0,3 миллиметров показывающий изображение с диагональю
10 дюймов; с разрешением 600 х 800 точек
(около 4 точек на миллиметр). Его можно
гнуть и скручивать, но до определенных
пределов. Сложить его пополам не удается изображение при этом пропадает.
Роль чернил играют крохотные капсулы,
заполненные красителем. Они покрывают всю
поверхность дисплея. Каждая капсула выделяет
белый краситель, когда на нее подается
отрицательное напряжение, и черный когда
положительное. Дисплеи на базе «электронных
чернил» E Ink обладают низким
энергопотреблением и высокой
контрастностью.
Дисплей на основе электронной
бумаги
Первый в мире
широкоформатный 48-дюймовый
дисплей, построенный на основе
технологии так называемой
электронной бумаги соединяет в себе
12 –дюймовые экраны в один
сплошной массив.
Разработчики получили монитор
толщиной всего лишь
54 мм, весом 32 кг и
энергопотреблением, в десять раз
меньшим, чем у ЖК-дисплеев с
аналогичной диагональю.
Есть несколько моделей, получивших название Frontech Vision ЕР, с
диагоналями от 12 до 36 дюймов.
Виртуальный, светодиодный,
сенсорный, 3D дисплеи
Клавиатура (Keyboard)
Она является основным устройством
ввода информации в ПК. Различают
следующие виды клавиатуры: клавиатуры с
пластмассовыми штырями, клавиатуры со
щелчком,
клавиатуры
на
микропереключателях или герконах, сенсорные
клавиатуры,
эргономические
клавиатуры,
промышленные,
со
считывающим устройством штрихового кода,
для слепых, инфракрасные (беспроводные) и
т.п.
Мышь
Мышь - устройство управления
манипуляторного типа; представляет
собой плоскую коробочку с двумятремя кнопками. Перемещение мыши
по плоской поверхности
синхронизировано с перемещением
графического объекта (указателя
мыши) на экране монитора.
Устройства ввода
данных
Для ввода графической
информации используют
сканеры, графические
планшеты (дигитайзеры) и
цифровые фотокамеры.
Сканер
Цифровая
фотокамера
Дигитайзер
Цифровая
видеокамера
Устройства ввода
Сканер
Ручные
Сканер – это устройство
ввода в ПК цветного и чернобелого изображения с бумаги,
пленки и т.п. Сканеры
разделяют на ручные, барабанные, планшетные,
прекцион-ные, роликовые .
Барабанные
Планшетные
Устройства вывода
данных
В качестве устройств вывода данных
используют печатающие устройства
(принтеры), позволяющие получать копии
документов на бумаге или прозрачном
носителе (слайды).
Матричный принтер
Струйный принтер
Лазерный принтер
Характеристики принтеров
Типы принтеров:
• матричные принтеры (дешёвые, качество
печати невысокое, скорость печати
1 страница/мин., не цветные);
• струйные принтеры (средние цены,
качество печати высокое, скорость печати
1страница/мин., цветные и монохромные);
• лазерные принтеры (высокие цены,
качество печати высокое, скорость печати
4–15 страниц/мин.,
цветные и монохромные).
Плоттер
(графопостроитель)
– устройство для вывода на бумагу чертежей.
Обычный плоттер использует листы форматом А1.
Скорость печати примерно 1 лист/час
.
Колонки,
наушники
Проектор
Устройства хранения данных
В настоящее время для внешнего хранения
данных используют несколько типов
устройств, использующих магнитные или
магнитооптические носители: стримеры, ZIP,
ZIV, JAZZ накопители и др.
Стример
ZIV
Переносной накопитель
Источник бесперебойного
питания
Устройства обмена данными
Модем. Устройство, предназначенное для
обмена информацией между удаленными
компьютерами по каналам связи, принято
называть модемом (МОдулятор +
ДЕМодулятор).
Внутренний и внешние модемы
Специальные
манипуляторы
Кроме обычной мыши существуют и другие типы
манипуляторов, например: трекболы, пенмаусы,
инфракрасные мыши. А для компьютерных игр и в
некоторых специализированных имитаторах
применяют также манипуляторы рычажнонажимного типа, шлемы виртуальной
реальности.
Джойстик
Геймпад
Трекбол
Руль и педали
Блютуф с
указкой