Настольные компьютеры (desktop)

Архитектура компьютера – логическая организация, структура и ресурсы персонального компьютера. Любая архитектура основана на принципе Фон-Неймана.

3й принцип адресности, память – набор пронумерованных ячеек.

Архитектура компьютера определяет принципы работы, информационные связи и взаимодействия основных логических узлов компьютера.

Основными логическими узлами компьютера являются:

1. Процессор
2. Оперативная память
3. Внешняя память
4. Периферийные устройства

Функции процессора:

1. Обработка данных по заданной программе, которая может включать выполнение арифметических и логических операций
2. Программное управление работы устройств компьютера. Программа состоит из команд, все команды являются элементарными операциями. Команда содержит:

1.      Код операции

2.      Адреса операндов

3.      Адрес размещения результата

 В состав процессора входят регистры. Основные функции регистра:

1. Кратковременное хранение числа или команды и выполнение над числом или командой некоторой заданной операции

Выделяют следующие основные регистры:

Счетчик команд – предназначен для автоматической выборки команд программы из последовательности ячеек памяти. В данном регистре хранится адрес выполняемой памяти. 2 регистр – регистр команд и состояний – предназначен для хранения кода команды.

К функциям памяти относят:

1. Прием информации от различных устройств.

            2. Запоминание информации

            3. Передача информации по запросу в устройство компьютера.

Выполнение программы:

Выполнение команды различается на следующие этапы:

1.      Из ячейки памяти извлекается команда

2.      Команда передается в устройство управления

3.      Устройство управления расшифровывает адрес команды

4.      По сигналу устройства управления опиранды выбираются из памяти в арифметико-логическое устройство

5.      Устройство управления расшифровывает код операции и выдает сигнал арифметико-логическому устройству о том, какую операцию следует выполнить

6.      Результат операции либо используется в процессоре, либо же выгружается или передается в оперативную память

Так выполняется любая операция.

Устройство компьютера: магистрально-модульный принцип организации.

Системная шина подразделена на шину данных, шину адреса и шину управления.

1.      К системной шине подключена основная память, подразделяется на основную, или BIOS, или оперативную.

2.      Внешняя память состоит из дисковода для жестких дисков, дисковода для гибких дисков, дисковода для компакт-дисков, флеш-память и внешние жесткие диски.

3.      Устройство ввода-вывода. К ним относят монитор, клавиатура, мышь, сканеры..

В основе классификации компьютера лежит магистрально-модульный принтер. Модульность заключается в том, что любой компьютер комплектуется из отдельных составляющих, или модулей, представляющих логические узлы компьютера. Магистральность означает что отдельные модули соединены с процессором общей системной шиной, или магистралью. Системная шина предназначена для обеспечения передачи данных между процессором, периферийными устройствами и оперативной памятью.

Физические шины представляют набор проводящих линий, расположенных на печатной плате, либо же провода, припаянные к выводам разъемов, либо плоский кабель.

Основанные характеристики системной шины:

1. Разрядность передаваемых данных – это количество одновременно передаваемых бит
2. Скорость передаваемых данных

Основными логическими узлами компьютера считаются:

Материнская плата

1. Разъемы материнской платы
2. Процессор
3. Разъемы для блока питания
4. Разъем для видеокарты
5. Разъем для звуковой карты
6. Разъем для дисководов

Системная шина взаимодействует с монитором

UDMA – жесткие диски

AGP – монитор

PCI – звуковая, сетевая, модем (внутренний)

FSB – системная шина

CPU – процессор

PS/2 – клавиатура

LPT – принтер

COM – мышь, клавиатура, модем (внешний)

USB – Сканер, принтер, Web-камера, цифровая камера, фотокамера, внешний HDD

Шина памяти – Память (RAM)

Материнская плата – основанная часть любого компьютера, на которой расположены:

Центральный процессор

Контроллеры, которые обеспечивают связь центрального процессора с различными устройствами

Элемент постоянной памяти BIOS

Аккумуляторная батарея

Кварцевый генератор тактовой частоты

Слоты и разъемы для подключения различных устройств

Производительность материнской платы определяется:

1. Тактовой частотой
2. Разрядностью данных
3. Разрядностью шины

Такт – это промежуток времени между двумя импульсами генератора тактовой частоты.

Генератор тактовой частоты – это специальная микросхема, которая синхронизирует работу логических узлов компьютера. Любая элементарная операция занимает определенное число тактов. Поэтому тактовая частота это количество тактов в секунду времени.

Разрядность данных – это количество данных, обрабатываемое в единицу времени центральным процессором.

Разрядность шины – разрядность обмена данными между различными устройствами материнской платы.

По шине данных происходит обмен данными, между центральным процессором, картам и расширения и памятью.

По адресной шине происходит адресация ячеек памяти, в которой осуществляется запись данных и их считывание.

По шине управления происходит передача управляющих сигнала от центрального процессора к периферийным устройствам.

Процессор – это центральное процессорное устройство, обладающее способностью выбирать, декодировать и выполнять команды, а также передавать и принимать информацию от других устройств. Т.е. это электронная схема, выполняющая обработку информации.

Характеристики:

1. Степень интеграции
2. Внутренняя и внешняя разрядность
3. Тактовая частота
4. Память, к которой может адресоваться процессор

Степень интеграции микросхемы показывает, сколько транзисторов может поместиться на единице площади.

            Intel Pentium 4 – 3.5см2       - 3млн. транзисторов

            Intel Pentium PRO – 3.5см2 – 5млн. транзисторов

Тактовая частота – показывает, сколько операций сможет выполнить в единицу времени

Делится на внутреннюю и внешнюю тактовую частоту процессора.

Внутренняя разрядность процессора определяет, какое количество бит процессор может одновременно выполнять при выполнении арифметических операций.

Внешняя разрядность процессора определяет, сколько бит процессор может принимать или передавать во внешние устройства.

Внутренняя тактовая частота определяет быстродействие выполнения внутренних простейших операций.

Внешняя тактовая частота определяет скорость передачи данных по внешней шине.

Память, к которой может адресоваться процессор - определяет количество адресов, доступных процессору.

Основная память компьютера подразделяется на постоянную и оперативную.

Постоянная память – или ROM (Read Only Memory)

К ней относится микросхема BIOS(система ввода-вывода)

К ней включают программу тестирования устройств компьютера и загрузки операционной системы.

Оперативная память, или RAM (Random Access Memory) – это оперативное запоминающее устройство, энергозависимое, работа с любыми пользовательскими программами начинается только после того, как данные считаны в оперативную память.

Оперативная память работает синхронно с центральным процессором и имеет малое время доступа. Данные памяти хранятся только в процессе работы компьютера.

Оперативная память бывает двух видов: SIMM и DIMM.

В системную плату модулей SIMM необходимо вставлять только попарно, а DIMM выбирать по одному. Это связанно с разрядностью внешней шины данных процессора Pentium. Такой способ установки предоставляет больше возможностей выбора объема оперативной памяти.

Модули SIMM только в устаревших компьютерах.

Внешняя память – гибкие магнитные диски – бывают 3.5’ и 5’

Максимальный объем – 1.44МБ

Дисковод гибких магнитных дисков. В нем выделяют 4 основных элемента:

1. Рабочий двигатель
2. Рабочие головки
3. Шаговые двигатели
4. Управляющая электроника

1 – обеспечивает постоянную скорость вращения дискеты – 300об/мин

2 – для чтения и записи информации на дискету, бывают верхняя и нижняя. Движение и позиционирование головок обеспечивают – 3

Электронные схемы дисковода обмениваются информацией с контроллером дисковода, расположенным на материнской плате. Скорость обмена данными дисковода около 500кб/с

17.11.10

Монитор – устройство для вывода информации

Выделяют 2 основных вида мониторов: ЖК и на лучевых трубках.

Э-ЛТ: изображение создается пучком электронов, которые излучаются электронно-лучевой пушкой. Эти электроны проходят между отклоняющими пластинами, попадают на экран. Экран покрыт люминофором.

ЖК: Экран монитора состоит из стеклянных пластин, между которыми находится органическое вещество (жидкие кристаллы).

Принцип работы основан на том: под воздействием электрического поля начинаем изменять свою пространственную ориентацию, соответственно свойства проходящего через них светового луча.

Характеристики монитора:

1. Диагональ
2. Яркость
3. Контрастность
4. Угол обзора
5. Разрешение
6. Время отклика
7. Соотношение сторон