Особенности устройства компьютеров

Системный блок как основная часть компьютера, его устройство и составляющие. Виды персональных компьютеров и их общая характеристика. Функции материнской платы. Внутренняя и внешняя память, микропроцессор. Контроллеры (адаптеры), программы и данные.

Рубрика Программирование, компьютеры и кибернетика
Вид реферат
Язык русский
Дата добавления 22.06.2012
Размер файла 382,3 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Оглавление

  • Введение
  • Системный блок
  • Блокнотные (notebook)
  • Практическая часть
  • Список литературы

Введение

За последние несколько лет компьютер становится всё в большей степени неотъемлемой частью почти каждого человека. Использование ПК не только существенно облегчает интеллектуальный труд и помогает решать сложнейшие задачи всех уровней жизнедеятельности человека, но и способствует развитию информационных технологий науки и техники, коренным образом изменяя наше сознание.

В век компьютеров, глобальных сетей и телекоммуникаций каждый человек, столкнувшись с этим миром, постепенно, с большим трудом, методом проб и ошибок становится квалифицированным пользователем, применяя накопленные знания в решении каждодневных больших и малых вопросов и проблем.

Системный блок. Микропроцессор. Память внутренняя и внешняя. Контроллеры. Системная шина. Материнская плата. Платы расширения.

Системный блок

Системный блок - основная часть компьютера. Он состоит из металлического корпуса, в котором располагаются основные компоненты компьютера. Устройства, находящиеся внутри системного блока называют внутренними, а устройства, подключаемые к нему снаружи, называют внешними.

Внутри системного блока расположены:

микропроцессор, который выполняет все поступающие команды, производит вычисления и управляет работой всех компонентов компьютера;

оперативная память, предназначенная для временного хранения программ и данных;

системная шина, осуществляющая информационную связь между устройствами компьютера;

материнская плата, на которой находятся микропроцессор, системная шина, оперативная память, коммуникационные разъемы, микросхемы управления различными компонентами компьютера, счётчик времени, системы индикации и защиты;

блок питания, преобразующий электропитание сети в постоянный ток низкого напряжения, подаваемый на электронные схемы компьютера;

вентиляторы для охлаждения греющихся элементов;

устройства внешней памяти, к которым относятся накопители на гибких и жестких магнитных дисках, дисковод для компакт-дисков СD-ROM, предназначенные для длительного хранения информации.

Аппаратной основой системного блока является материнская плата - самостоятельный элемент, который управляет внутренними связями и с помощью системы прерываний взаимодействует с внешними устройствами. На материнской плате расположены все важнейшие микросхемы.

Персональные компьютеры делятся на стационарные и портативные. Стационарные обычно устанавливаются на рабочем столе. Портативные компьютеры делятся на следующие категории:

1. переносные (portable), которые имеют небольшую массу и габариты и поддаются транспортировке одним человеком;

2. наколенные (laptop), выполненные в виде дипломата;

3. блокнотные (notebook), имеющие габариты большого блокнота;

4. карманные (pocket), которые помещаются в карман.

По внешнему виду системные блоки различаются формой корпуса. Корпуса персональных компьютеров выпускают в горизонтальном и в вертикальном исполнении. В соответствии с вышеприведенной классификацией, системные блоки могут иметь следующие типы корпусов:

Блокнотные (notebook)

Стационарные

Микропроцессор

Процессор (микропроцессор или CPU) - это "мозг" персонального компьютера. Он решает все общие вычислительные задачи и согласовывает работу памяти. Видеоадаптера, дисковых накопителей и других компонентов системы. Процессор - это необычайно сложная микросхема, подключающаяся на большинстве персональных компьютеров непосредственно к материнской плате, но иногда устанавливаемая и на дочерней плате, которая, в свою очередь, подключается к материнской посредством специализированного слота.

Архитектура материнской платы напрямую зависит от внешней архитектуры микропроцессора. Физически микропроцессор представляет собой интегральную схему - тонкую пластинку кристаллического кремния прямоугольной формы площадью всего несколько квадратных миллиметров. На которой размещены схемы, реализующие все функции процессора.

Кристалл-пластинка обычно помещается в пластмассовый или керамический плоский корпус и соединяется золотыми проводками с металлическими штырьками, чтобы его можно было присоединить к системной плате компьютера.

Микропроцессор Intel Pentium 4 - наиболее совершенный и мощный процессор выпуска 2001 г. с тактовой частотой до 2 Гигагерц. Он предназначен для работы приложений, требующих высокой производительности процессора, таких, как передача видео и звука по Интернет, создание видеоматериалов, распознавание речи, обработка трехмерной графики, игры.

Скорость процессора измеряется в мегагерцах (MHz). Это дает приблизительное представление о том, сколько операций он выполняет в секунду. Хотя можно с уверенностью сказать, сто 200 MHz Pentium MMХ работает быстрее, чем 166 MHz Pentium MMХ. Подробные сравнения возможны только внутри семьи процессоров. Сравнение скоростей в мегагерцах Pentium MMХ и Pentium II или чипа от другого производителя невозможны, поскольку инструкции обрабатываются по-разному.

В вычислительной системе может быть несколько параллельно работающих процессоров; такие системы называются многопроцессорными.

Материнская плата

Основной частью любой компьютерной системы является материнская плата с главным процессором и поддерживающими его микросхемами. Некоторые производители называют ее системной платой, базовой платой или основной платой, Intel называет свои материнские платы настольными (desktopboard). Как бы вы не называли, именно она формирует компьютер. Она обеспечивает связь всех компонентов компьютера, включая процессор, памяти, диски, видеокарты, звуковые карты, клавиатуру, мышь и другие периферийные устройства. Если вы собираете компьютер, выбор материнской платы - самое важное решение, которое вам нужно принять, и часто самое сложное. Если вы модернизируете компьютер, замена материнской платы - это часто лучший и наиболее эффективный с экономической и физической точки зрения способ достичь цели. Если вы покупаете компьютер, его материнская плата определяет его реальные возможности и перспективы будущей модернизации.

Функционально материнскую плату можно описать различным образом. Иногда такая плата содержит всю схему компьютера (одноплатные). В противоположность одноплатным, в шиноориентированных компьютерах системная плата реализует схему минимальной конфигурации, остальные функции реализуются с помощью многочисленных дополнительных плат. Все компоненты соединяются шиной. В системной плате нет видеоадаптера, некоторых видов памяти и средств связи с дополнительными устройствами. Эти устройства (платы расширения) добавляются к системной плате путем присоединения к шине расширения, которая является частью системной платы.

Первая материнская плата была разработана фирмой IBM, и показана в августе 1981 года (РС-1), максимум, что могла поддерживать РС-1 без использования плат расширения - 64К памяти. В 1983 году появился компьютер с увеличенной системной платой (РС-2) и имела уже 256К памяти.

Материнская плата - это комплекс различных устройств поддерживающий работу системы в целом. Обязательным атрибутом материнской платы являются базовый процессор, оперативная память, системный BIOS, контролер клавиатуры, разъем расширения.

Внутренняя и внешняя память

Памятью компьютера называется совокупность устройств для хранения программ, вводимой информации, промежуточных результатов и выходных данных.

Память компьютера построена из запоминающих элементов - битов, объединенных в группы по 8 битов, которые называются байтами. Все байты пронумерованы. Номер байта называется его адресом.

Современные компьютеры имеют много разнообразных запоминающих устройств, которые сильно отличаются между собой по назначению, временным характеристикам, объему хранимой информации и стоимости хранения одинакового объема информации. Различают два основных вида памяти - внутреннюю и внешнюю.

Внешняя (долговременная) память - это место длительного хранения данных, не используемых в данный момент в оперативной память компьютера. Внешняя память, в отличие от оперативной, является энергонезависимой. Носители внешней памяти, кроме того, обеспечивают транспортировку данных в тех случаях, когда компьютеры не объединены в сети (локальные или глобальные). Целостность ее содержимого не зависит от того, включен или выключен компьютер. В отличие от оперативной памяти, внешняя память не имеет прямой связи с процессором.

В состав внешней памяти компьютера входят:

?накопители на жёстких магнитных дисках

Жесткий диск (HardDisk) предназначен для постоянного хранения информации, используемой при работе с компьютером: программ операционной системы, часто используемых пакетов программ, различных данных. Современные жесткие диски имеют емкость от одного до десятков гигабайт (Гб).

накопители на гибких магнитных дисках

Гибкие магнитные диски (дискеты) бывают двух типов: (3,5" - 8 мм) и (5,25" - 133 мм). Тип определяется диаметром диска, находящегося внутри пластиковой коробки. Сама пластиковая коробка выполняет функцию защиты от внешних воздействий.

накопители на магнитооптических компакт-дисках

CD-ROM - это оптический носитель информации, предназначенный только для чтения, на котором может храниться до 650 Мб данных. Доступ к данным на CD-ROM осуществляется быстрее, чем к данным на дискетах, но медленнее, чем на жёстких дисках.

Компакт-диск диаметром 120 мм (около 4,75'') изготовлен из полимера и покрыт металлической плёнкой. Информация считывается именно с этой металлической плёнки, которая покрывается полимером, защищающим данные от повреждения. CD-ROM является односторонним носителем информации.

Внутренняя память

В состав внутренней памяти входят оперативная память, кэш-память и специальная память.

Оперативная память

Оперативная память - это быстрое запоминающее устройство не очень большого объёма, непосредственно связанное с процессором и предназначенное для записи, считывания и хранения выполняемых программ и данных.

Оперативная память используется только для временного хранения данных и программ, так как, когда машина выключается, все, что находилось в ОЗУ, пропадает.

Модули памяти характеризуются такими параметрами, как объем - (16, 32, 64, 128, 256 или 512 Мбайт), число микросхем, паспортная частота (100 или 133 МГц), время доступа к данным (6 или 7 наносекунд) и число контактов (72, 168 или 184). В 2001 г. начинается выпуск модулей памяти на 1 Гбайт и опытных образцов модулей на 2 Гбайта.

Кэш-память

Кэш или сверхоперативная память - очень быстрое ЗУ небольшого объёма, которое используется при обмене данными между микропроцессором и оперативной памятью для компенсации разницы в скорости обработки информации процессором и несколько менее быстродействующей оперативной памятью. Кэш-памятью управляет специальное устройство - контроллер, который, анализируя выполняемую программу, пытается предвидеть, какие данные и команды вероятнее всего понадобятся в ближайшее время процессору, и подкачивает их в кэш-память.

Специальная память

Постоянная память - BIOS (Basic Input-Output System). В нее, данные занесены при изготовлении компьютера. Обозначается ROM - Read Only Memory. Хранит:

1. ·программы для проверки оборудования при загрузке операционной системы;

2. ·программы начала загрузки операционной системы;

3. ·программы по выполнению базовых функций по обслуживанию устройств компьютера;

4. ·программу настройки конфигурации компьютера - Setup. Позволяет установить характеристики: типы видеоконтроллера, жестких дисков и дисководов для дискет, режимы работы с RAM, запрос пароля при загрузке и т.д.

Полупостоянная память

CMOS (Complementary Metal-Oxide SemiconductorКомплементарный Металло-Оксидный Полупроводник). Хранит параметры конфигурации компьютера. Обладает низким энергопотреблением, потому не изменяется при выключении компьютера, т.к. питается от аккумулятора;

Видеопамять.

Используется для хранения видеоизображения, выводимого на экран. Входит в состав видеоконтроллера.

Системная шина

Системная шина представляет из себя совокупность сигнальных линий, объединенных по их назначению (данные, адреса, управления).

Основной функцией системной шины является передача информации между базовым микропроцессором и остальными электронными компонентами компьютера. По этой шине так же осуществляется не только передача информации, но и адресация устройств, а так же обмен специальными служебными сигналами.

Системную шину можно разделить на шину данных, адресную и шину управления. Если важнейшей характеристикой двух первых шин является разрядность, то применительно к третей говорят о количестве линий аппаратных прерываний IRQи линий требования внешними устройствами прямого доступа к памятиDMA.

Передачей информации по системной шине управляет одно из подключенных устройств или специально выделенный для этого узел, называемый арбитром шины.

В компьютерах используют системные шины, соответствующие модификациям ISA с частотой 8,33 МГц и EISA с частотой33 МГц, а так же шина PCI с частотой 66 МГц.

Архитектура системной шины той или иной модели системной платы зависит от производителя и определяется типом платформы ПК (типом центрального процессора), применяемым набором микросхем chipset и количеством и разрядностью периферийных устройств, подключаемых к данной системной плате. Так системные шины платформы Pentium, т.е. PCI обеспечивают обмен центрального процессора с оперативной памятью.

Контроллеры

Только та информация, которая хранится в ОЗУ Оперативно-запоминающие устройство, доступна процессору для обработки. Поэтому необходимо, чтобы в его оперативной памяти находились программа и данные.

В ПК информация с внешних устройств (клавиатуры, жесткого диска и т.д.) пересылается в ОЗУ, а информация (результаты выполнения программ) с ОЗУ также выводится на внешние устройства (монитор, жесткий диск, принтер и т.д.).

компьютер контроллер программа микропроцессор

Таким образом, в компьютере должен осуществляться обмен информацией (ввод-вывод) между оперативной памятью и внешними устройствами. Устройства, которые осуществляют обмен информацией между оперативной памятью и внешними устройствами называются контроллерами или адаптерами, иногда картами. Контроллеры, адаптеры или карты имеют свой процессор и свою память, т.е. представляют собой специализированный процессор.

Контроллеры или адаптеры (схемы, управляющие внешними устройствами компьютера) находятся на отдельных платах, которые вставляются в унифицированные разъемы (слоты) на материнской плате.

Чтобы компьютер мог работать, необходимо, чтобы в его оперативной памяти находились программа и данные. А попадают они туда из различных устройств компьютера - клавиатуры, дисководов для магнитных дисков и т.д. Обычно эти устройства называют внешними, хотя некоторые из них могут находится не снаружи компьютера, а встраивается внутрь системного блока. Результаты выполнения программ также выводятся на внешние устройства - монитор, диски, принтер и т.д.

Таким образом, для работы компьютера необходим обмен информацией между оперативной памятью и внешним устройством. Такой обмен называется вводом - выводом. Но этот обмен не происходит непосредственно: между любым внешним устройством и оперативной памятью в компьютере

Имеются целых два промежуточных звена:

1. для каждого внешнего устройства имеется электронная схема, которая им управляет. Эта схема называется контролером, или адаптером. Некоторые контроллеры (например, контроллер дисков) могут управлять сразу несколькими устройствами.

2. Все контроллеры и адаптеры взаимодействуют с процессором и оперативной памятью через системную магистраль передачи данных, которую в просторечии обычно называют шиной.

Одним из контроллеров, которые присутствуют почти в каждом компьютере, является контроллер портов ввода-вывода. Эти порты бывают следующих типов:

· параллельные (обозначаемые LPT1-LPT4), к ним обыкновенно подключаются принтеры

· асинхронные последовательные (обозначаемые COM1 - COM3). Через них обычно подсоединяются мышь, модем и т.д.

· игровой порт - для подключения джойстика.

Некоторые устройства могут подключаться и к параллельным, и к последовательным портам. Параллельные порты выполняют ввод и вывод с большой скоростью, чем последовательные (за счет использования большего числа проводов в кабеле).

Практическая часть

Расчет заработной платы за один месяц сотрудникам подразделения

Расписание занятий 7113 группы

№ п/п

математика

информатика

история

культурология

Пн.13.40

Пн.8.00

Чт.8.00

Вт.9.20

Ср.9.20

Пт.11.40

Ср.13.40

Чт.11.00

Сб.11.40

Список литературы

1. BIBLIOGRAPHY А. Борзенко IBM PC: устройство, ремонт, модернизация. - М. [Книга]. - Москва: Компьютер Пресс, 1995.

2. А.Н. Морозевич Н.Н. Говядинова, В.Г. Левашенко и др. и Морозевича. Под ред.А.Н. Основы информатики: Учеб. пособие [Книга]. - [б. м.]: Новое знание, 2004.

3. Информационно-позновательный ресурс [В Интернете]. - 25 ноябрь 2011 r. - 30 ноябрь 2011 r. - http://gdpk. narod.ru/blok/mother.html.

4. С. Озерцовский Микропроцессоры Intel: от 4004 до Pentium Pro. [Книга]. - [б. м.]: Computer Week, 1996.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Этапы развития информатики и вычислительной техники. Аппаратная часть персональных компьютеров. Внешние запоминающие устройства персонального компьютера. Прикладное программное обеспечение персональных компьютеров. Текстовые и графические редакторы.

    контрольная работа [32,8 K], добавлен 28.09.2012

  • Описание устройства и принципа работы составных элементов компьютера: системного блока, платы, центрального процессора, кеш-памяти, материнской платы BIOS и CMOS, запоминающего устройства RAM, компьютерной шины, логических контроллеров, аппаратных портов.

    реферат [61,0 K], добавлен 10.01.2012

  • Системная плата как главный компонент электронно-вычислительной машины. Компоненты материнской платы: чипсет, центральный процессор, оперативная память, кэш, BIOS, системна шина, контроллеры и адаптеры. Форм-факторы системных плат и их спецификации.

    курсовая работа [3,8 M], добавлен 17.11.2013

  • События, предшествовавшие появлению персональных компьютеров. Важнейшие этапы развития вычислительной техники до появления персональных компьютеров. Выпуск операционной системы Windows 3.1. Микропроцессор Intel 8088. Табличный процессор VisiCalc.

    презентация [938,0 K], добавлен 21.06.2013

  • Микропроцессор как центр вычислительной системы. Основная (материнская) плата. Системная шина как совокупность сигнальных линий, объединённых по их назначению. Внутренняя память компьютера - оперативная память и кэш-память. Гибкий диск или дискета.

    реферат [25,1 K], добавлен 27.02.2009

  • История появления и развития первых вычислительных машин. Изучение характеристик электронно-вычислительной машины. Архитектура и классификация современных компьютеров. Особенности устройства персональных компьютеров, основные параметры микропроцессора.

    курсовая работа [48,6 K], добавлен 29.11.2016

  • Исторические предшественники компьютеров. Появление первых персональных компьютеров. Концепция открытой архитектуры ПК. Развитие элементной базы компьютеров. Преимущества многопроцессорных и многомашинных вычислительных систем перед однопроцессорными.

    курсовая работа [1,7 M], добавлен 27.04.2013

  • Основные составляющие системного блока. Назначение материнской платы. Базовая система ввода-вывода – Bios. Понятие периферийного устройства. Запоминающие устройства и их виды. Открытая архитектура в устройстве ПК. Устройства для ввода и вывода данных.

    реферат [478,5 K], добавлен 18.12.2009

  • Функционально-структурная организация ЭВМ и принцип ее работы. Системный блок: микропроцессор, оперативная память,контроллеры, накопители, дисководы, блок питания. Физические характеристики компонентов ЭВМ. Центральный процессор. Память.

    реферат [184,6 K], добавлен 11.10.2007

  • Оперативная и постоянная внутренняя память компьютера. Кэш или сверхоперативная память. Контроллер как устройство по управлению кэш-памятью. Перепрограммируемая постоянная память. Видеопамять как разновидность оперативного запоминающего устройства.

    презентация [651,5 K], добавлен 10.05.2010

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.