ЛЕКЦИЯ 2 АППАРАТНЫЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ План 1. 2. 3. 4. 5. Информационные технологии (ИТ) Архитектура ЭВМ Основные блоки IBM PC Конфигурация (структура) современных ПК Понятие о прерываниях 1
1. Информационные технологии (ИТ) – предмет изучения информатики. ИТ - поиск, сбор, хранение, обработка, распространение информации. Вычислительная система - комплекс аппаратных и программных средств, с помощью которых выполняются разнообразные операции по обработке информации. Информационные технологии Hardware Software аппаратное обеспечение ИТ программное обеспечение ИТ 2
Центральное место в аппаратных средствах ИТ занимают компьютеры (ЭВМ) и компьютерные сети. Компьютер (англ. computer – вычислять) - это электронновычислительная машина (ЭВМ), техническое устройство обработки информации. Персональные компьютеры – это четвертое поколение МИКРОЭВМ. В мире существует два направления компьютерных технологий: IBM PC - International Business Machines Personal Computer (1981 г. ) МАС - Apple Macintosh (1984 г. ). 3
2. Архитектура ЭВМ - это наиболее общие принципы построения ЭВМ, реализующие программное управление работой и взаимодействием основных ее функциональных узлов. Основы учения об архитектуре вычислительных машин заложил Джон фон Нейман в 1946 году. 4
3. Основные блоки IBM PC 1. Системный блок; 2. Клавиатура; 3. Монитор (дисплей); 4. Манипулятор мышь. Устройства, входящие в состав системного блока системная (материнская) плата блок питания накопитель на жестком диске (винчестер), накопитель на гибких дисках, генератор тактовых импульсов СD/DVD/BD приводы и др. . 5
4. Структура современных ЭВМ Начало изменений в классической архитектуре ЭВМ относится к 3 -му поколению ЭВМ (переход от транзисторов к интегральным схемам). Состав вычислительной системы называют структурой (конфигурацией). Современные компьютеры и вычислительные комплексы имеют магистрально-модульный принцип построения, то есть состоят из отдельных готовых узлов и блоков, соединенных системной шиной адресов и данных. 6
СП 7
Все блоки компьютера вставляются в разъемы (слоты) системной (материнской) платы (СП) и подключается к системной шине адресов, данных и команд. Системная (материнская) плата – от английского motherboard, печатная плата, на которой осуществляется монтаж большинства компонентов компьютерной системы. Управляет работой материнской платы микропроцессорный набор микросхем - так называемый чипсет. На материнской плате, кроме чипсета, располагаются разъёмы для подключения центрального процессора, графической платы (адаптера), звуковой платы, жёстких дисков, оперативной памяти и другие разъемы. 8
Центральный процессор (ЦПУ) - основная микросхема компьютера, предназначена для управления всеми блоками и для выполнения арифметических и логических операций над данными. В состав МП входит: АЛУ - арифметико-логическое устройство и УУ – устройство управления. Имеет размеры 5*5*0, 3 см, устанавливается на материнской плате. Конструктивно процессор состоит из ячеек - регистров, в которых данные могут не только храниться, но и изменяться. Системные шины адресов и данных и команд С остальными устройствами компьютера, и в первую очередь с оперативной памятью, процессор связан несколькими группами проводников, называемых шинами. Основных шин три: шина данных, адресная шина и командная шина. 9
Основными параметрами процессоров являются: рабочее напряжение, разрядность, рабочая тактовая частота, коэффициент внутреннего умножения тактовой частоты и размер кэш-памяти. Рабочее напряжение процессора по мере развития процессорной техники постепенное понижается. Ранние модели имели рабочее напряжение 5 В, а в настоящее время - менее 3 В. Разрядность - объём информации, обрабатываемой за одну операцию (16 разрядные - 16 бит, 32 разрядные - 32 бита, 64 разрядные – 64 бита). Тактовая частота - количество элементарных операций (тактов), выполняемых в 1 сек (Ггц. ) Первые процессоры могли работать с частотой не выше 4, 77 МГц, а сегодня рабочие частоты, некоторых процессоров уже превосходят 3000 -4000 МГц, то есть 3; 4 и более Ггц. 10
Внутренняя память (на электронных схемах) • ПОСТОЯННАЯ ПАМЯТЬ - ROM (ПЗУ), энергонезависимая ROM - Read Only Memory - память только для чтения: BIOS - базовая система ввода вывода, SMOS - память для хранения параметров конфигурации компьютера. • ОПЕРАТИВНАЯ ПАМЯТЬ - (ОЗУ), энергозависимая RAM - Random Access Memory - служит для временного хранения программ и данных (256 – 512 – 1028 - 2048 - 4096 Мбайт и более). • CACHE (кэш-память) “сверхоперативная” память служит для увеличения быстродействия компьютера (512 - 1024 - 2048 - 4096 Мбайт и более). • ВИДЕОПАМЯТЬ - для хранения изображения, выводимого на экран монитора (512 – 1024 – 2048 - 4096 Мбайт и 11 более). Видеопамять входит в состав графическая платы.
Внешняя память • НАКОПИТЕЛИ НА ЖЕСТКИХ МАГНИТНЫХ ДИСКАХ HDD - Hard Disk Drive (винчестер), от сотен Гбайт до тысяч Гбайт ( Терабайты). Энергонезависимое, перезаписываемое запоминающее устройство, служит для долговременного хранения программ и данных. • МОДУЛИ ФЛЭШ-ПАМЯТИ (flash )- от 1 до 128 Гбайт и более. Подключаются к разъему USB-шины на системном блоке во время работы компьютера, без его выключения. Их называют сменные жесткие "диски", флэш-карты, флэшдрайвы и др. 12
• НАКОПИТЕЛИ НА ОПТИЧЕСКИХ (ЛАЗЕРНЫХ) ДИСКАХ CD-ROM (Compact Disk Read-Only Memory) - до 650 Мбайт - только для чтения CD-R - для однократной записи CD-RW - для многократной перезаписи. DVD-ROM - Digital Versatile Disk (цифровой универсальный диск) предназначен для хранения видео, аудио высокого качества, информации большого объема от 4, 7 до 17 Гбайт. DVD-R – для однократной записи - 3, 95 Гбайт. DVD-RW - для многократной перезаписи от 4, 7 до 17 Гбайт. BLU-RAY DISC - сокращённо BD (от англ. blue ray - голубой луч). Однослойный диск Blu-ray может хранить до 27 Гбайт информации. Двусторонний, двухслойный - до 100 Гбайт. Это следующие поколение формата оптических дисков, используемых для хранения цифровых данных, включая 13 видео высокой чёткости с повышенной плотностью.
Контроллеры (адаптеры) –электронные схемы, через которые с центральным процессором связываются устройства ввода-вывода. Контроллер создает канал связи между ОЗУ и внешним устройством. Другие устройства: графическая плата, звуковая плата, сетевая плата, TV-тюнер Периферийные устройства: манипуляторы, клавиатура, мониторы, принтеры, модем. 5. Понятие о прерываниях Прерывания – это особый механизм выявления событий, происходящих при работе на компьютере. Аппаратно он реализован на микросхеме – контроллере прерываний. При работе компьютера происходит периодический опрос клавиатуры, других устройств компьютера на предмет выявления событий в среднем 50 раз в секунду. Если событие не происходит, компьютер спокойно продолжает 14 свою работу.
Скачать презентацию ЛЕКЦИЯ 2 АППАРАТНЫЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ План 1
3_Аппаратное обеспечение ИТ.pptx