Основні складові частини комп'ютера і їх призначення

2

Міністерство освіти і науки України

Міжрегіональна Академія Управління Персоналом

Турківське відділення

Реферат

на тему:

Основні складові частини комп'ютера і їх призначення

Підготував: студент І-го курсу

Комарницький Назар

Перевірив: викладач з Інформатики

Малетич Костянтин Миронович

Турка 2008

ПЛАН

1. ОСНОВНІ БЛОКИ КОМП'ЮТЕРА

2. ДОДАТКОВІ ПРИСТРОЇ

3. ЛОГІЧНІ ПРИСТРОЇ КОМП'ЮТЕРА

СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ

ОСНОВНІ БЛОКИ IBM PC

Звичайно, персональні комп'ютери IBM PC складаються з трьох частин (блоків) :

# системного блоку;

# клавіатури, що дозволяє вводити символи в комп'ютер;

# монітора (чи дисплея) - для зображення текстової і графічної інформації.

Комп'ютери випускаються й у портативному варіанті - у "наколінному" чи "блокнотом" (ноутбук) виконанні. Тут системний блок, монітор і клавіатура вкладені в один корпус: системний блок захований під клавіатурою, а монітор зроблений як кришка до клавіатури.

Хоча з цих частин комп'ютера системний блок виглядає найменш ефектно, саме він є в комп'ютері "головним". У ньому розташовуються всі основні вузли комп'ютера:

# електронні схеми, що керують роботою комп'ютера (мікропроцесор, оперативна пам'ять, контролери пристрою і т.д.);

# блок харчування, що перетворить електроживлення мережі в постійний струм низької напруги, подаваний на електронні схеми комп'ютера;

# нагромаджувачі (чи дисководи) для гнучких магнітних дисків, використовувані для читання і запису на гнучкі магнітні диски (дискети);

# накопичувач на жорсткім магнітному диску, призначений для читання і запису на незнімний твердий магнітний диск (вінчестер).

ДОДАТКОВІ ПРИСТРОЇ

До системного блоку комп'ютера IBM PC можна підключати різні пристрої введення-виводу інформації, розширюючи тим самим його функціональні можливості. Багато пристроїв приєднуються через спеціальні гнізда (рознімання), що знаходяться, звичайно, на задній стінці системного блоку комп'ютера. Крім монітора і клавіатури, такими пристроями є:

# принтер -- для висновку на печатку текстової і графічної інформації;

# миша -- пристрій, що полегшує введення інформації в комп'ютер;

# джойстик -- маніпулятор у виді укріпленої на шарнірі ручки з кнопкою, вживається в основному для комп'ютерних ігор;

# а також інші пристрої.

Деякі пристрої можуть вставлятися усередину системного блоку комп'ютера, наприклад:

# модем -- для обміну інформацією з іншими комп'ютерами через телефонну мережу;

# факс-модем -- сполучить можливість модему і телефаксу;

# стример -- для збереження даних на магнітній стрічці.

Деякі пристрої, наприклад багато різновидів сканерів (приладів для введення малюнків і текстів у комп'ютер),використовують змішаний спосіб підключення: у системний блок комп'ютера вставляється тільки електронна плата (контролер), що керує роботою пристрою, а сам пристрій приєднується до цієї плати кабелем.

ЛОГІЧНІ ПРИСТРОЇ КОМП'ЮТЕРА

МІКРОПРОЦЕСОР. Самим головним елементом у комп'ютері, його "мозком" є мікропроцесор -- невелика (у кілька сантиметрів) електронна схема, що виконує всі обчислення й обробку інформації. Мікропроцесор уміє робити сотні різних операцій і робить це зі швидкістю в кілька чи десятків навіть сотень мільйонів операцій у секунду. У комп'ютерах типу IBM PC використовуються мікропроцесори фірми Intel, а також сумісні з ними мікропроцесори інших фірм (AMD, Cyrix, IBM і ін.).

СПІВПРОЦЕСОР. У тих випадках, коли на комп'ютері приходиться виконувати багато математичних обчислень (наприклад, в інженерних розрахунках),до основного мікропроцесора додають математичний співпроцесор. Він допомагає основному мікропроцесору виконувати математичні операції над числами. Новітні мікропроцесори фірми Intel (80486 і Pentium) самі уміють виконувати операції над числами, так що для них співпроцесори не вимагаються.

ОПЕРАТИВНА ПАМ'ЯТЬ. Наступним дуже важливим елементом комп'ютера є оперативна пам'ять. Саме з її процесор і співпроцесор беруть програми і вихідні дані для обробки, у неї вони записують отримані результати. Назва "оперативна" ця пам'ять одержала тому, що вона працює дуже швидко, так що процесору не приходиться чекати при читанні даних з пам'яті запису в пам'ять. Однак дані, що містяться в ній, зберігаються тільки поки комп'ютер включений, при вимиканні комп'ютера вміст оперативної пам'яті стирається (за винятком, про які говориться нижче).

КОНТРОЛЕРИ І ШИНА. Щоб комп'ютер міг працювати, необхідно щоб у його оперативній пам'яті знаходилися програма і дані. А попадають вони туди з різних пристроїв комп'ютера клавіатури, дисководів для магнітних дисків і т.д. Звичайно ці пристрої називають зовнішніми, хоча деякі з них можуть знаходитися не зовні комп'ютера, а вбудовуватися усередину системного блоку, як це описувалося вище. Результати виконання програм виводяться на зовнішні пристрої -- монітор, диски, принтер і т.д.

Таким чином, для роботи комп'ютера необхідний обмін інформацією між оперативною пам'яттю і зовнішніми пристроями. Такий обмін називається введенням-виведенням. Але цей обмін не відбувається безпосередньо між будь-яким зовнішнім пристроєм і оперативною пам'яттю в комп'ютері маються цілих два проміжкових звена:

1. Для кожного зовнішнього пристрою в комп'ютері мається електронна схема, що їм керує. Ця схема називається контролером, чи адаптером. Деякі контролери (наприклад, контролер дисків) можуть керувати відразу декількома пристроями.

2. Усі контролери й адаптери взаємодіють з мікропроцесором і оперативною пам'яттю через системну магістраль передачі даних, що у просторіччі звичайно називають шиною.

ЕЛЕКТРОННІ ПЛАТИ. Для спрощення підключення пристроїв електронні схеми IBM PC складаються з декількох модулів електронних плат. На основній платі комп'ютера -- системної, чи материнській платі -- звичайно розташовуються основний мікропроцесор, співпроцесор, оперативна пам'ять і шина. Схеми, керуючими зовнішніми пристроями комп'ютера (контролери, адаптери), знаходяться на окремих платах, що вставляються в уніфіковані рознімання (слоти) на материнській платі. Через ці рознімання контролери пристроїв підключаються безпосередньо до системної магістралі передачі даних у комп'ютері -- шині. Таким чином, наявність вільних рознімань шини забезпечує можливість додавання до комп'ютера нових пристроїв. Щоб замінити один пристрій іншим (наприклад, застарілий адаптер монітора на новий),треба просто вийняти відповідну плату з рознімання і вставити замість неї іншу. Трохи складніше здійснюється заміна самої материнської плати.

БЛОК - СХЕМА. На блок-схемі контролер клавіатури звичайно знаходиться на системній платі, оскільки це спрощує виготовлення комп'ютера. Іноді на системній платі розміщаються і контролери інших пристроїв.

КОНТРОЛЕРИ ПОРТІВ ВВЕДЕННЯ - ВИВЕДЕННЯ. Одним з контролерів які присутні майже в кожнім комп'ютері є контролер портів введення-виведення. Ці порти бувають наступних типів:

рівнобіжні ( що позначаються LPT1-LPT4),до них звичайно підключаються принтери;

асинхронні послідовні (позначаються СОМ1-СОМ3). Через них звичайно приєднуються миша, модем і т.д. Ігровий порт -- для підключення джойстика.

Деякі пристрої можуть підключатися і до рівнобіжних, і до послідовних портів. Рівнобіжні порти виконують введення і висновок з більшою швидкістю, чим послідовні (за рахунок використання більшого числа проводів у кабелі).

МІКРОПРОЦЕСОР. Мікропроцесор є "мозком" комп'ютера. Він_здійснює виконання програм, що працюють на комп'ютері, і керує роботою інших пристроїв комп'ютера. Швидкість його роботи багато в чому визначає швидкодія комп'ютера. У IBM PC використовуються мікропроцесори, розроблені фірмою Intel, а іноді -- сумісні з ними мікропроцесори інших фірм.

ХАРАКТЕРИСТИКИ МІКРОПРОЦЕСОРІВ.

Мікропроцесори відрізняються друг від друга двома характеристиками: типом (моделлю) і тактовою частотою. Найбільш поширені моделі Intel- 8088,480286,80386SX,80386,80486 і Pentium, вони приведені в порядку зростання продуктивності і ціни. Однакові моделі мікропроцесорів можуть мати різну тактову частоту -- чим вище тактова частота, тим вище продуктивність і ціна мікропроцесора.

ТАКТОВА ЧАСТОТА вказує скількох елементарних операцій (тактів) мікропроцесор виконує в одну секунду. Тактова частота виміряється в мегагерцах (МГц).Варто помітити, що різні моделі мікропроцесорів виконують ті самі операції (наприклад чи додавання множення) за різне число тактів. Чим вище модель мікропроцесора, тим як правило менше тактів потрібно для виконання тих самих операцій. Тому, наприклад, мікропроцесор Intel-80386 працює рази в два швидше Intel-80286 з такою же тактовою частотою.

МОДЕЛІ МІКРОПРОЦЕСОРІВ. Вихідний варіант комп'ютера IBM PC і модель IBM PC ХТ використовували мікропроцесор Intel-8088. На початку 80-х років ці мікропроцесори випускалися з тактовою частотою 4,77 Мгц, потім були створені моделі з тактовою частотою 12 Мгц (тобто нові моделі працюють у 1,7-2,1 рази швидше). Моделі зі збільшеною продуктивністю (тактовою частотою) іноді називаються Turbo-хт. Зараз мікропроцесори типу Intel-8088 виробляються в невеликі кількості, і для використання не в комп'ютерах, а в різних спеціалізованих пристроях.

Модель IBM PC АТ використовує більш могутній мікропроцесор Intel-80286,і її продуктивність приблизно в 4-5 разів більше чим у IBM PC ХТ. Вихідні варіанти IBM PC АТ працювали на мікропроцесорах з тактовою частотою 6 Мгц, потім були створені моделі цього мікропроцесора з тактовою частотою від 12 до 25 Мгц, тобто працюючі в 2-3 рази швидше. Мікропроцесор Intel-80286 має трохи більше можливостей у порівнянні з Intel-8088,але ці додаткові можливості використовуються з Intel-8088,але ці додаткові можливості використовуються дуже рідко, так що більшість програм, що працюють на АТ, буде працювати і на ХТ. Зараз мікропроцесори типу Intel-80286 також вважаються застарілими і для застосування в комп'ютерах не виробляються.

ВИБІР ТИПУ МІКРОПРОЦЕСОРА.

Швидкодія основного мікропроцесора багато в чому визначає швидкість роботи всього комп'ютера і тим самим діапазон застосування комп'ютера:

# комп'ютери на основі мікропроцесорів Intel-8088 (чи Intel-8086) працюють дуже повільно, вони вже цілком застаріли і майже цілком вийшли з вживання;

# комп'ютери на основі мікропроцесора Intel-80286 забезпечують необхідна швидкодія для набору текстів уведення вихідних даних для бухгалтерських і аналогічних задач багатьох комп'ютерних ігор і т.д. Однак нові комп'ютери такого класу вже не випускаються (оскільки вважаються морально застарілими) , а купувати їх навряд чи доцільно навіть за непридатними цінами, тому що для роботи з більшістю сучасних програм із графічним інтерфейсом ( наприклад , із програмами виконуваними в середовищі Windows) вони практично не придатні;

# комп'ютери на основі мікропроцесорів Intel - 80386SX і DX, Intel-80486SX забезпечують прийнятну обчислювальну потужність для більшості робочих місць під керуванням як DOS, так і Windows: для програмування, роботи з не дуже великими базами даних , макетування (верстки) нескладних видань і т.д. Однак для комфортної роботи в середовищі Windows краще придбати більш могутній комп'ютер;

# мікропроцесори Intel-80486DX і DX2 застосовуються для тих задач, де потрібно висока швидкодія комп'ютера :

для файлів-серверів великих локальних мереж , для професійних видавничих , графічних чи анімаційних програм для рішення серйозних обчислювальних задач і т.д. А для користувачів постійно працюючих з комп'ютером може бути доцільне придбання комп'ютера на основі Intel-80486DX чи DX2 навіть і в тому випадку, якщо вони використовують самі звичайні програми типу Word for Windows 6.0, Excel 5.0 і т.д., оскільки ці мікропроцесори зараз коштують не набагато дорожче Intel-80386 і 80486SX,а забезпечують помітно велику продуктивність;

# мікропроцесори Pentium і розраховані на його використання системні плати поки що коштують дуже дорого тому їхній доцільно застосовувати для таких додатків, як відтворення відеозображень у реальному часі, великі задачі тривимірного проектування і моделювання, створення могутніх файлів-серверів і багатопроцесорних систем.

МАТЕМАТИЧНИЙ СПІВПРОЦЕСОР.

Мікропроцесори Intel-80286 і Intel-80386 не містять спеціальних команд для роботи з числами з крапкою, що плаває. При проведенні розрахунків з такими числами кожна операція над ними моделюється за допомогою декількох десятків операцій мікропроцесора. Це сильно знижує ефективність застосування комп'ютера для наукових обчислень, при використанні машинної графіки і для інших застосувань з інтенсивним використанням чисел із крапкою, що плаває. Тому в цих випадках варто використовувати комп'ютери IBM PC із установленим математичним співпроцесором Intel-8087,Intel-80287 чи Intel-80387. Наявність співпроцесора може збільшити швидкість виконання операцій із крапкою, що плаває, у 5-15 разів. Мікропроцесори Intel-80486DX і DX2 і Pentium самі підтримують операції з крапкою, що плаває, тому при їхньому використанні математичний співпроцесор не потрібно.

ОПЕРАТИВНА ПАМ'ЯТЬ. Оперативна пам'ять комп'ютера IBM PC із процесором Intel-8088 чи Intel-8086 (наприклад IBM PC XT) може мати розмір не більш 1 Мбайта, оскільки ці мікропроцесори можуть звертатися не більш ніж до 1 Мбайта пам'яті. Ця пам'ять складається з двох частин. Перші 640 Кбайт пам'яті можуть використовуватися прикладними програмами й операційною системою. Інші адреси пам'яті ("верхня пам'ять") зарезервовані для службових цілей:

# для збереження частини операційної системи DOS, що забезпечує тестування комп'ютера, початкове завантаження операційної системи, а також виконання основних низькорівневих послуг введення-виведення;

# для передачі зображення на екран;

# для збереження різних розширень операційної системи, що поставляються разом з додатковими пристроями комп'ютера. Як правило, коли говорять про обсяг оперативної пам'яті комп'ютера, то мають на увазі саме першу її частину, що може використовуватися прикладними програмами й операційною системою. Ми теж будемо надалі надходити в такий спосіб.

КЕШ - ПАМ'ЯТЬ.

Для досить швидких комп'ютерів (наприклад, на основі Intel-80386 з тактовою частотою більш 25 Мгц чи Intel-80486) необхідно забезпечити швидкий доступ до оперативної пам'яті, інакше мікропроцесор буде простоювати і швидкодія комп'ютера зменшиться. Для цього такі комп'ютери можуть оснащуватися кеш-пам'яттю тобто "зверхоперативною" пам'яттю щодо не великого обсягу (звичайно від 64 до 256 Кбайт),у якій зберігаються найбільше часто використовувані ділянки оперативної пам'яті. Кеш-пам'ять розташовується "між" мікропроцесором і оперативною пам'яттю, і при звертанні мікропроцесора до пам'яті спочатку виробляється пошук потрібних даних у кеш-пам'яті. Оскільки час доступу до кеш-пам'яті в кілька разів менше, ніж до звичайної пам'яті, а в більшості випадків необхідні мікропроцесору дані містяться в кеш-пам'яті, середній час доступу до пам'яті зменшується. Для комп'ютерів на основі Intel-80386DX чи 80486SX розмір кеш-пам'яті в 64 Кбайт є задовільним,128 Кбайт -- цілком достатнім. Комп'ютери на основі Intel-80486DX і DX2 звичайно оснащуються кеш-пам'яттю ємністю 256 Кбайт.

МОНІТОРИ. Монітор (дисплей) комп'ютера IBM PC призначений для висновку на екран текстової і графічної інформації. Монітори бувають кольоровими і монохромними. Вони можуть працювати в одному з двох режимів: текстовому і графічному.

ТЕКСТОВИЙ РЕЖИМ. У текстовому режимі екран монітора умовно розбивається на окремі ділянки -- знакомісця, найчастіше на 25 рядків по 80 символів (знакомісць).У кожне знакомісце може бути виведений один з 256 заздалегідь заданих символів. У число цих символів входять великі і малі латинські букви, цифри, символи, а також псевдографічні символи, використовувані для висновку на екран таблиць і діаграм, побудови рамок навколо ділянок екрана і т.д.

ГРАФІЧНИЙ РЕЖИМ. Графічний режим монітора призначений для висновку на екран графіків малюнків і т.д. Зрозуміло, у цьому режимі можна також виводити і текстову інформацію у виді різних написів, причому ці написи можуть мати довільний шрифт, розмір букв і т.д.

У графічному режимі екран монітора складається з крапок, кожна з який може бути темної чи світлий на монохромних чи моніторах одного з декількох квітів -- на кольоровому. Кількість крапок по горизонталі і вертикалі називається здатністю монітора, що дозволяє, у даному режимі. Варто помітити, що здатність яка дозволяє не залежить від розміру екрана монітора, подібно тому як і великий так і маленький телевізори мають на екрані 625 рядків розгорнення зображення.

ЧАСТО ВИКОРИСТОВУВАНІ МОНІТОРИ. Найбільш широке поширення в комп'ютері IBM PC одержали монітори типів MDA, CGA, Hercules, EGA і VGA.

В даний час монітори MDA і CGA використовуються вже дуже рідко, тому що вони не володіють належною здатністю, що дозволяє, що приводить до швидкого стомлення очей. Крім того не мають можливості програмного завантаження шрифтів символів, тому для зображення букв кирилиці в текстовому режимі приходиться заміняти електронні схеми, що зберігають шрифти (знакогенератори). Іноді, в іншому, можна не заміняти знакогенератор, а записати в нього за допомогою спеціальних приладів потрібні шрифти символів.

Більшість комп'ютерів випущених наприкінці 80-х років, оснащувалися моніторами типу VGA. Вони забезпечують достатню кількість зображення в текстовому і графічному режимі екрана при роботі з DOS програмами. Трохи гірше монітори EGA, вони вважаються ще більш застарілими. Але для сучасних програм, що використовують графічний інтерфейс взаємодії з користувачем дозвіл VGA (640*480 крапок) уже явно недостатньо. Тому практично всі сучасні комп'ютери оснащуються моніторами типу Super-VGA, що забезпечують роздільну здатність 1024*768 і 800*600.

КЛАВІАТУРА. Клавіатура IBM PC призначена для введення в комп'ютер інформації від користувача. Розташування латинських букв на клавіатурі IBM PC, як правило, таке ж, як на англійській друкарській машинці, а букв кирилиці -- як на російській друкарській машинці.

УВЕДЕННЯ ПРОПИСНИХ І МАЛИХ ЛІТЕР. Для введення прописних букв і інших символів, що розташовуються на верхньому регістрі клавіатури мається клавіша Shift. Наприклад, щоб увести малу літеру "d" треба натиснути клавішу, на якій зображено "D", а щоб увести прописну букву "D", треба натиснути клавішу Shift і, не відпускаючи неї натиснути на клавішу D.

Клавіша Caps Lock служить для фіксації режиму прописних букв. Це зручно при введенні тексту з таких букв. Повторне натискання клавіші Caps Lock скасовує режим прописних букв. У режимі Caps Lock натискання клавіші Shift дає можливість уведення малих літер. Іноді клавіша Caps Lock використовується для інших цілей, наприклад для переключення на російський алфавіт.

СПЕЦІАЛЬНІ КЛАВІШІ КЛАВІАТУРИ. Крім алфавітно-цифрових клавіш і клавіш зі знаками пунктуації, на клавіатурі мається велике число спеціальних клавіш. Клавіша Enter призначена для закінчення введення рядка. Наприклад, при введенні команд DOS уведення кожної команди повинний закінчуватися натисканням клавіші Enter. Клавіша BackSpace видаляє символ, що знаходиться ліворуч від курсору (, звичайно зображується миготливим символом, схожим на знак підкреслення). Клавіша Del (Delete--видалення) використовується для видалення символу, що знаходиться під курсором. Клавіша Inc (Insert--вставка) призначена для переключення між двома режимами введення символів: введення із розсуненням символів (вставка) і введення із заміщенням раніше набраних символів (заміна). Клавіша Esc (escape--тікати, рятуватися), як правило, використовується для скасування якої-небудь дії, виходячи з режиму програми і т.д. Клавіша Tab (табуляція) при редагуванні текстів звичайно використовується для переходу до наступного позиції табуляції. В інших програмах її значення може бути іншим: переключення між "віконцями" на екрані полями запиту і т.д. Функціональні клавіші F1-F12 (на деяких клавіатурах F1-F10) призначені для різних спеціальних дій. Їхня дія визначається виконуваною програмою.

КЛАВІШІ CTRL і ALT. На клавіатурі маються спеціальні клавіші Ctrl і Alt. Як клавіша Shift, вони призначені для зміни значень інших клавіш. Клавіші Ctrl і Alt вводяться в комбінації з іншими клавішами, і програма, що виконується, може особливим образом реагувати на такі комбінації клавіш.

СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ:

1. Скотт Мюллер «Модернизация и ремонт ПК», 11-е издание, издательский дом «Вильямс», М 2000.

2. С.В.Симонович «Вы купили компьютер», М 2000.

3. Hard и Soft N5, Май 1995

4. Ахметов К.И. «Курс молодого бойца», 1997.

5. Фигурнов В.Э. IBM PC для пользователя. Изд.7-е, переработанное и дополненное.- М.: ИНФРА - М, 1999.