Устройство компьютера Современный персональный компьютер может быть

Устройство компьютера

Современный персональный компьютер может быть настольным, портативным или карманным, при этом его устройство может быть отображено с помощью упрощенной функциональной схемы.

Блок-схема, отражающая основные функциональные компоненты компьютерной системы в их взаимосвязи

Процессор – центральное устройство компьютера, которое обрабатывает данные в соответствии с данной программой. Производительность процессора зависит от частоты, т. е. количества базовых операций в единицу времени. На производительность процессора влияет его разрядность – длина двоичного компьютерного кода, который может обрабатывать процессор одновременно в процессе выполнения базовых операций.

Чем выше частота процессора и больше его разрядность, тем больше его производительность. За последние годы тактовая частота процессора увеличилась в 760 раз, с 5 миллионов операций в секунду до 3, 8 миллиарда. Разрядность процессора увеличилась в 4 раза, с 16 битов до 64 битов. Процессор аппаратно реализуется на большой интегральной схеме (БИС), которая устанавливается в специальный разъем на системной плате.

- устройство для ввода числовой и текстовой информации. Специальные (12 клавиш) Редактирования и листания документа (7 клавиш) Функциональные (12 клавиш) Цифровой блок (17 клавиш) Алфавитноцифровые (49 клавиш) Windowsклавиши (3 клавиши) Управление питанием (3 клавиши) Управления курсором (4 клавиши)

Мышь Оптическая Трекбол Механическая Радио-мышь В портативных компьютерах используется сенсорная панель. Для рисования и ввода рукописного текста используются графические планшеты

Для оптического ввода в компьютер фотографий, рисунков, слайдов, текстовых документов используется сканер. Ручной сканер Планшетный сканер

Позволяют получать видеоизображение и фотоснимки непосредственно в цифровом (компьютерном) формате. Web-камеры используются для передачи «живого» видео по компьютерным сетям.

Для ввода звуковой информации используется микрофон, который подключается ко входу звуковой карты. Джойстики предназначен ы для более удобного управления ходом компьютерны х игр. Геймпад Руль с педалями

Плоские мониторы на жидких кристаллах. Монитор на электронно-лучевой трубке

- предназначены для вывода на бумагу графической, текстовой и числовой информации. Матричный принтер Сублимированный принтер Струйный принтер Лазерный принтер

устройство для передачи компьютерных данных на большие расстояния по телефонным линиям связи. предназначен для вывода на бумагу чертежей, крупноформатных графиков, рисунков. n

используются для прослушивания звука.

Данные и программы хранятся в оперативной памяти компьютера. ОП представляет собой последовательность пронумерованных, начиная с нуля, ячеек. В каждой ячейке ОП может храниться двоичный код. Объем ОП компьютера можно определить по формуле: Iоп= Iяч· N где Iоп – объем ОП; Iяч – количество информации в каждой ячейке; N – количество ячеек ОП изготавливается в виде модулей памяти.

Внутри пластмассового корпуса дискеты размещается гибкий магнитный диск. Информация хранится на концентрических дорожках, на которых чередуются намагниченные (1) и ненамагниченные (0) участки. представляют собой несколько тонких металлических дисков, очень быстро вращающихся на одной оси и заключенных в металлический корпус.

Существует два типа оптических дисков: v CD - диски, на которые может быть записано до 700 Мбайт информации; v DVD - диски имеют значительно большую информационную емкость ( 4, 7 Гбайт и более).

Карты памяти и flash-диски применяются для долговременного хранения информации и не требуют подключения источника электрического напряжения. Не имеют движущихся частей, обеспечивают высокую сохранность данных. Информационная емкость может достигать 1 Гбайта и выше.

v Модули ОП оберегать от электростатических зарядов при установке; v Дискеты оберегать от нагревания и сильных магнитных полей; v Жесткие диски оберегать от ударов при установке; v Оптические диски оберегать от загрязнений и царапин; v Flash-память оберегать от неправильного отключения от компьютера.

Типы компьютеров

Настольные компьютеры (desktop) системный блок звуковыемонитор колонки для вывода информации для вывода на экран звука принтер для вывода информации на печать сканер для ввода рисунков клавиатура для ввода текста мышь для управления 21

Ноутбуки (лэптопы) • меньшие размеры и вес • работа от аккумуляторов (до 3 -5 часов) или от сети • мобильность • дорого стоят • сокращенная клавиатура • практически не модернизируются (upgrade) • меньшая производительность • хуже цвето- и звукопередача • чувствительность к ударам, вибрациям, … 22

КПК, коммуникаторы, смартфоны КПК = карманный ПК Мобильный навигатор (КПК + GPS) коммуникатор (КПК + сотовая связь) смартфон (телефон + КПК) 23

Системный блок дисковод СD (DVD) блок питания дисковод для дискет видеокарта порты процессор винчестер слоты расширения материнская плата оперативная память 24

Системный блок • Процессор (CPU = Central Processing Unit) – микросхема, которая обрабатывает информацию и управляет всеми устройствами компьютера. АЛУ – арифметико-логическое устройство УУ – устройство управления • Внутренняя память • Винчестер (ЖМД = жесткий магнитный диск). • Дисководы – устройства для чтения и записи дисков. • Порты – разъемы для подключения внешних устройств. 25

Системный блок: процессоры Pentium, Pentium-III, Pentium 4 Celeron (для дома) Xeon (для серверов) K 7, Athlon XP, Duron Athlon 64 Sempron (для дома и ноутбуков) Pentium M (для ноутбуков) Turion (для ноутбуков) Pentium D, Core 2 Duo Opteron (для серверов) (2 ядра) Athlon 64 X 2 (2 ядра) Core 2 Quad (4 ядра) 26

Характеристики процессоров • Тактовая частота (число тактов в секунду) такт – время выполнения простейшей операции ГГц = гигагерц, 1 герц = 1 такт в секунду тактовая частота 2 ГГц 1 такт = 5 10 -10 с • Разрядность число бит, которые процессор обрабатывает за 1 операцию (8, 16, 32, 64, …) • Частота системной шины частота обмена данными с памятью и внешними устройствами (до 1000 МГц) • Объем кэш-памяти до 2 Мб на одно ядро частота шины 800 МГц Intel Pentium 4 3. 0 G 800 MHz/1 M тактовая частота 3 ГГц кэш-память 1 Мб 27

Память компьютера внутренняя внешняя винчестеры оперативная постоянная дискеты лазерные диски (CD, DVD) стримеры 28

Характеристики памяти • Объем (емкость) ОЗУ: до 4 Гб (теоретически – больше) винчестеры: до 1 Тб • Быстродействие (время доступа) время, необходимое для чтения и записи минимальной порции данных (ОЗУ: < 10 нс, винчестеры: около 4 мс) • Разрядность число бит, которые читаются или записываются за 1 операцию (8, 16, 32, 64, …) • Доступ § произвольный – в любой момент могут быть переданы любые данные (ОЗУ, винчестер, flash-память) § последовательный – данные могут передаваться только в определенной последовательности (магнитная лента) 29

Системный блок: память Оперативная память ОЗУ = оперативное запоминающее устройство RAM = random access memory (с произвольным доступом) более 128 Мб SIMM, DIMM SDRAM, DDR 2, DDR 3 Постоянная память ПЗУ = постоянное запоминающее устройство ROM = read only memory (только для чтения) 64 Кб – микросхема BIOS (настройки данного компьютера) 30

Системный блок: память Оперативная память при отключении питания можно ли изменять информацию? скорость передачи данных Постоянная память информация сбрасывается информация сохраняется чтение и запись (RAM) только чтение (ROM) высокая низкая 31

Системный блок: кэш-память Кэш-память (cache – тайник, запас) – быстродействующая память, расположенное между процессором и ОЗУ. Проблема – тактовая частота работы процессора значительно выше, чем тактовая частота ОЗУ, процессор «простаивает» , ожидая данные. быстро ОЗУ кэш-память медленно Чтение из ОЗУ – сначала в кэш. Если нужная ячейка уже есть в кэше, она берется из кэша (быстро). 32

Системный блок: кэш-память Многоступенчатое кэширование: процессор 128 Кб… 4 Мб 64 Кб ядро L 1 ОЗУ L 2 L 1 быстрее L 2! • увеличение скорости работы, если часто нужны одни и те же ячейки • неэффективно, если все время нужны разные ячейки 33

Системный блок: дисководы дисковод для гибких магнитных дисков • скорость вращения 300 об/мин • скорость передачи данных 63 Кб/сек 52 x дисковод CD-RW 52 32 52 • чтение CD-ROM до 52 (52 150 Кб/сек) • запись CD-RW до 32 • запись CD-R до 52 комбо-привод • чтение и запись CD-ROM, CD-RW • чтение DVD-ROM дисковод DVD-RW • чтение и запись CD до 52 • запись DVD-RW, DVD+RW до 8 (8 9 150 Кб/сек) • запись DVD-R, DVD+R до 18 34

Системный блок: контроллеры Контроллер – это электронная схема, управляющая работой внешнего устройства: § видеокарта (монитор) § сетевая карта (сеть) § контроллер дисковода (дисковод) 35

Встроенные устройства (на материнской плате) • Видеокарта • не надо покупать отдельно • приличное качество для простых задач • качество ниже, чем у отдельного устройства (скорость, цветопередача, четкость) • Звуковая карта • Сетевая карта 36

Системный блок: порты PS/2 последовательный порт питание 220 В вкл/выкл блок питания порт VGA параллельный порты USB линейный сеть RJ-45 вход 37

Порты для видеосигналов Видеокарта Монитор Проектор Порт VGA (аналоговый) Порт DVI (цифровой) 38

Системный блок: порты Последовательный порт (COM 1, COM 2, …) до 115 Кбит/с низкоскоростные устройства: модем, мышь 101101010010110 Параллельный порт (LPT 1, Centronics) до 2 Мб/с принтер 101101010010110 1 1 101 0 0 1 1 0 1011010100101101011110110 10 0 0 101001011010100101101010010110 39

Системный блок: порты USB Порт USB (Universal Serial Bus) USB 1. 1 – до 12 Мбит/c, USB 2. 0 – до 480 Мбит/c принтер, сканер, мышь, … • высокая скорость • подключение «на ходу» • можно подключать несколько устройств к одному порту (через хабы) 40

Системный блок: порты Порт IEEE 1394 (Fire. Wire) до 1600 Мбит/c Инфракрасный порт Ir. DA (Infrared Data Association) до 4 Мб/с встроенный в ноутбук внешний адаптер (USB) 41