Аппаратное обеспечение Лекция 1 Внутри системного блока

Лекции Аппаратное обеспечение Программное обеспечение Интернет Мультимедиа Безопасность Разработка сайтов Программирование доткомов © 2009

Что мы будем изучать. . . Понять, как компьютеры представляют данные Понять измерения, используемые для описания скорости передачи данных и емкость памяти Список компонентов внутри системного блока Список компонентов на материнской плате Как процессор обрабатывает данные © 2009 Slid e 3

Что мы будем изучать. . . Факторы, определяющие производительность микропроцессоров Виды и цели памяти

Повестка дня Вычисление Обзор и байты Биты ASCII Процессоры Материнские платы Линии передачи, Разьемы,

Как компьютеры распознают данные : ON OFF ON или 0 = 1 bit 1 = 1 Byte или 0 0 1 1 0 0 = 1 Byte 0 1 0 0 0 1 ü Бит (двоичная цифра) – включенное или выключенное состоянии электрического тока; считается основной единицей информации; представлены 1 и 0 (двоичные числа) ü Байт - восемь бит сгруппированных вместе для представления символа (алфавитного письма, номер или символ пунктуации); 256 различных комбинаций © 2009 Slid e 7

Вычисление 00001001 00000010 00000001 0000 © 2009 Slid e 8

Вычисление 4096 2848 1424 712 356 178 64 32 16 © 2009 8 4

Вычисление 00001001 00000010 00000001 0000 © 2009 Slid e 10

Биты 1000 bits = 1 kilobit (kb) 1, 000 bits = 1 megabit (mb) 1, 000, 000 bits = 1 gigabit (gb) ü Килобит в секунду (Kbps), мегабит в секунду (Mbps), и гигабит в секунду (Гбит) - термины, которые описывают единицы данных, используемые при измерении скорости передачи данных Пример: 56 Кбит модем © 2009 Slid e 12

Байты 8 bits = 1 Byte 1024 Bytes = 1 Kilobyte (KB) 1, 048, 576 Bytes = 1 Megabyte (MB) 1, 043, 741, 824 Bytes = 1 Gigabyte (GB) 1, 099, 511, 627, 776 Bytes = 1 Terabyte (TB) ü Килобайт, мегабайт, гигабайт и терабайт термины, которые описывают большие единицы данных, используемые при измерении хранения данных Пример: 20 Гб жесткий диск © 2009 Slid e 13

Коды символов : ü Коды символов перевода цифровых данных в символы читаемых людьми Американский стандартный код для обмена информацией (ASCII) - восемь бит равен одному символу; используется мини-ЭВМ и персональные компьютеры Расширенный двоично-кодированный десятичный код обмена данными (EBCDIC) восемь бит равен одному символу, используемых ЭВМ ASCII EBCDIC =4 0 0 1 1 0 0 =4 1 1 0 1 0 © 2009 0 Slid e 14

Описание производительности аппаратного обеспечения Аппаратное исполнение показывает объем данных, которые могут храниться в компьютере и как быстро он может их обрабатывать Мах скорость Socket 478 Материнская плата ATX 80 GB 7200 RPM Hard Drive Intel Pentium 4 2, 4 ГГц Системный блок процессор 512 Мб DDR SDRAM модулей памяти © 2009 Slid e 18

Системный блок ü Системный блок-это коробка, которая собирает основные компоненты компьютерного аппаратного обеспечения ü Отпечаток- место , занимаемое на столе компьютером ü Форм-фактор- относится к внутренним компонентам. Монтируются в блок © 2009 Slid e 19

Типы системных блоков Desktop Notebook (рабочий стол) Персональный цифровой ассистент © 2009 Slid e

Внутри системного блока ü Материнская плата - большая печатная плата с тысячами электрических цепей ü Источник питания - преобразование переменного тока (AC) из розетки в постоянный ток (DC), необходимый для компьютера ü Охлаждающий вентилятор сохраняет системный блок прохладным ü Встроенный динамик - используется для звуковых сигналов при возникновении ошибок ü Отсеки для жестких дисков - корпус для жесткого диска компьютера, флоппи-дисков и CD-ROM / DVDдисков © 2009 Slid e 21

Материнская плата обеспечивает централизованную точку соединения для компонентов компьютера Большинство компонентов интегральные схемы (чипы) Чипы проводят электрический ток и содержат электронные ключи или транзисторы © 2009 Slid e 22

Центральный процессор: Микропроцесор CPU Процессорный сокет Центральный процессор (ЦП) - микропроцессор, который интерпретирует и выполняет указания программного обеспечения. Он управляет компонентами компьютера © 2009 Slid e 23

Компоненты ЦП : ü Блок управления - координирует и контролирует все части компьютерной системы ü Арифметические-логическое устройство выполняет арифметические и логические операции ü Регистры - временное хранения наиболее часто используемых команд и данных © 2009 Slid e 24

Блок управления ü Блок управления управляет четырьмя основными операциями (выборка, декодирование, выполнение и обратная запись) Четырехступенчатый процесс известен машине как цикл или цикл обработки Цикл обработки состоит из двух этапов: Инструкция цикла Fetch - получает следующую инструкцию-программу из памяти компьютера Decode - раскодировка цифр, программы, которые говорят компьютеру, что делать Выполнение цикла Execute- выполняет требуемое действие Write-back (Store) – Записывает (сохраняет) результаты в регистр или в память © 2009 Slid e 25

Арифметические-логическое устройство Арифметико-логическое устройство (АЛУ) выполняет основные арифметические и логические операции Добавляет, вычитает, умножает, и делит Сравнивает алфавитно-цифровые данные © 2009 Slid e 26

Микропроцессор показывает : ü Data bus width –число путей в процессор передачи данных; они измеряются в битах (8, 16, 32 или 64) ü Word size –максимальное количество бит данных, которые процессор может обрабатывать за один раз (8 бит, 16 бит, 32 бит или 64 бит) ü Системные часы - электронная схема, которая генерирует импульсы с большой скоростью и синхронизирует компьютеры внутренней деятельности © 2009 Slid e 27

Производительность микропроцессора Операции за один цикл (тактовая частота) - количество тактов в секунду измеряется в мегагерцах (МГц) или гигагерц (ГГц) Суперскалярная операции - проведение более одной инструкции за один такт Конвейерная операций – подача новой инструкции в процессор на каждом этапе цикла обработки © 2009 Slid e 28

Параллельная обработка ü Параллельная обработка предполагает использование более одного процессора для повышения производительности ü Комплекс набора команд компьютера (CISC) - чип, который включает в себя специальные схемы, которые выполняют инструкции на высоких скоростях ü Reduced instruction set computer (RISC) – Уменьшение набора команд , чип с минимальным набором инструкций, что приводит к более быстрой обработки скоростью, чем CISC-чипов © 2009 Slid e 29

Популярные процессоры Advanced Micro Devices (AMD) Intel Pentium MMX Pentium IV Pentium III Cyrix

Чипсет представляет собой набор микросхем, которые обеспечивают переключение схем, необходимые для перемещения данных на

I Шины ввода / вывода PCI slots Шины ввода / вывода обеспечивают путь так, чтобы микропроцессор мог общаться с устройствами ввода / вывода Шины ввода / вывода содержат слоты расширения, которые держат карты расширения PCI (персональный интерфейс компьютера) слоты сосудов, в которых вставляются карты расширения. Они поддерживают Plug And Play (Pn. P) устройствами Expansion Card © 2009 Slid e 32

Память Read-Only Memory (ROM) Random Access Memory (RAM) Flash Memory Память- термин, который используется для описания устройств, которые позволяют компьютеру хранить информацию. Программы инструкций и данные хранятся в микросхемах памяти для быстрого доступа к Slid процессору. © 2009 e 33

Виртуальная память FULL ü Виртуальная память: Ø Часть жесткого диска зарезервирован в качестве оперативной памяти ü Когда модули оперативной памяти становяться полноправными, процессор получает доступ к жесткому диску для хранения и извлечения данных ü Виртуальная память происходит медленнее, чем RAM © 2009 Slid e 34

Random Access Memory (RAM) ü RAM это тип памяти, который хранит информацию, временно, поэтому она доступна для процессора ü RAM нестабильный , содержимое памяти стирается при выключении питания ü Каждый байт памяти имеет уникальное местоположение или адрес памяти © 2009 Slid e 35

Типы оперативной памяти Динамическая память (DRAM) - чип памяти, который необходимо периодически обновляется или он потеряет свои данные Синхронная DRAM (SDRAM) синхронизируется с системными часами компьютера Rambus DRAM (RDRAM) использует быстрый канал для отправки и получения данных за один такт. Это быстрее, чем SDRAM Двойная скорость передачи данных SDRAM (DDR SDRAM) является одним из видов SDRAM, которые могут отправлять и получать данные в течение одного тактового цикла © 2009 Slid e 36

Обработка Слова Нажмите один раз НАЧАТЬ АНИМАЦИЯ Монитор WE B Клавиатура W E Оперативная

Кэш-память ü Первичная кэш-память(уровень 1 или L 1) - расположен в чипе процессора, это память, которую микропроцессор использует для хранения часто используемых команд и данных ü Вторичный кэш (Уровень 2 или L 2; Backside Cache) - находится недалеко от центрального процессора, это память между процессором и оперативной памяти ü Кэш-память быстрее чем оперативная память © 2009 Slid e 38

Снаружи системного блока Отсеки для жестких дисков Включения / выключения кнопка сброса Задний вид индикаторы Передний вид üНа передней панели расположены отсеки, различные кнопки и индикаторы üРазъемы и порты являются физическими сосудами. Расположены на задней панели для подключения периферийных устройств к компьютеру © 2009 Slid e 39

Типы разъемов Разъемы звуковой карты - так называемая разъемы, разъемы звуковой карты принимаются Game VGA connector Bus (USB) – Allows used to to for graphics-intensive Parallel port Data flows forserieseight to for connect mouse. Serial port. Serial – A 15 pina. Specialof upwires allowing the transfer Universal (keyboard flows. Special serial port 127 devicesanother oneof PS/2 port (mouse port) –in– connector pulses, oneconnect keyboard. bit – – Data port) through speed access after to be A connector high serial port monitors стерео мини-разъемами. Микрофон, линейный interaction. eight bits slow time. at a time; of data simultaneously; connected at a data transfer rate. faster than serial ports. вход, линейный выход, разъемы и динамик подключаются к карте. © 2009 Slid e 40

Другие типы разъемов Малый интерфейс компьютерной системы (SCSI) порт - параллельный интерфейс, который позволяет подключить к нему до 8 устройсвт 1394 (Fire. Wire) порт - высокоскоростное подключение до 63 устройств Infrared Data Association (Ir. DA) порт Инфракрасные сигналы используются для обмена данными между периферийными устройствами и системный блок © 2009 Slid e 41

Дополнительные порты и разъемы Телефон - модемный интерфейс Сеть - больше телефонной розетке Слот для карт PC-ноутбуков имеют слот для карт PC Разъемы Звуковая карта Mic - микрофонный вход Линейный вход - вход с аудио устройств Линейный выход - выход на другие аудио устройства Спикер - выход на внешние динамики TV / звук захвата - включает компьютер в ТВтюнером © 2009 Slid e 42

Выводы : • Основной единицей информации является бит • Большими единицами данных называются килобайт (КБ), мегабайт (Мб), гигабайт (ГБ) и терабайт (ТБ) • Системный блок содержит материнскую плату, что обеспечивает сосуды для чипов входов / выходов • Центральный процессор (ЦП) содержит блок управления и арифметико-логическое устройство. Он управляет четырьмя основными операциями (выборка, декодирование, выполнение и обратная запись). • Процессор обрабатывает данные в четыре этапа называется машинный цикл. ЦП управляет четырьмя основными операциями: выборка, декодирование, выполнение и магазина. © 2009 Slid e 43

• Производительность процессора измеряется шириной шины данных, операций в секунду, скоростью, и кэш-памятью. • Оперативная память (ОЗУ) основная память компьютера. Нестабильна. • Существуют различные типы оперативной памяти, в том числе динамическая ОЗУ (DRAM), синхронная DRAM (SDRAM), Rambus DRAM (RDRAM), и удвоенной скоростью передачи данных (DDR) SDRAM • Компьютеры имеют порты, такие как последовательные порты, параллельный порт, SCSIпорты, USB порты, Fire. Wire, порты и Ir. DA порты для подключения устройств ввода / вывода © 2009 Slid e 44