СТРУКТУРНАЯ СХЕМА

.

КОМПЬЮТЕРА

ПРИНЦИПЫ РАБОТЫ

АППАРАТНЫХ СРЕДСТВ

КОМПЬЮТЕРА

10 класс

Джон фон Нейман

(

-

основные технические

электронные и электронно

)

,

механические

устройства которые есть у современного

п

ерсонального компьютера

:

•

;

процессор

•

(

);

память запоминающие устройства

•

;

устройства ввода информации

•

.

устройства вывода информации

Структурная схема персонального компьютера отображает логическую

организацию основных аппаратных средств компьютера

Принципы работы аппаратных средств

компьютера

1.

-

;

магистрально модульный принцип

2.

;

принцип открытой архитектуры

3.

;

принцип программного управления

4.

принцип использования двоичной

;

системы счисления

5.

принципы однородности памяти и

.

адресности

Аппаратное обеспечение персонального

компьютера

—

система взаимосвязанных

,

,

технических устройств выполняющих ввод

,

.

хранение обработку и вывод информации

МАГИСТРАЛЬНО-МОДУЛЬНЫЙ ПРИНЦИП

Все устройства взаимодействуют

между

собой

через

системную

магистраль

передачи

данных

(

).

системную шину

Каждое устройство представляет

(

),

собой отдельный модуль блок

имеющий возможность для

подключения к общей схеме ПК

через один или несколько

.

разъемов

Магистраль

(шина)

–

совокупность

проводни ков

на

материнской

плате,

по

которым

обмениваются

данными

устройства ПК. Ее можно представить, как

скоростную магистраль, по которой данные

пересылаются

от

одного

устройства

к

другому.

Шина,

свя зывающая

только

два

устройства, называется портом.

Системная

шина

предназначена

для

обмена данными между функциональными

блоками

компьютера

(процессором,

памятью

и

другими

устройствами,

входящими в систему).

В структуре шины можно выделить три

уровня

–

механический,

электрический

(физический)

и

логический

(управляющий).

Важным свойством шины является —

возможность

параллельного

под ключения

практически

неограниченного

числа

внешних устройств и обеспечение обмена

информацией между ними.

:

Шина имеет следующие компоненты

(

)

линии для

адресации данных

шина

адреса

–

(

используются для указания адреса устройства

или

),

;

ячейки памяти к которому обращается процессор

(

)

линии

для

обмена

данными

шина

данных

–

;

предназначены для передачи данных

(

)

линии управления данными

шина управления

–

применяются

для

регулирования

процесса

:

передачи данных с помощью служебных сигналов

/

,

/

записи считывания готовности к приему передаче

,

.

данных подтверждения приема данных и других

ПРИНЦИП ОТКРЫТОЙ АРХИТЕКТУРЫ

Внешние

устройства

подключаются

к

шине

через

соответствующие

адаптеры

или

.

контроллеры

Ада

́

птер (англ. adapter, от лат. adapto

— приспособляю) — устройство (или

деталь), которое используется для

объединения в систему аппаратных

средств.

Контроллер — устройство

управления – электронная микросхема,

с помощью которой согласуется

взаимосвязанная работа аппаратных

средств.

Видео

Аудио

контроллер USB

контроллер монитора

-

Магистрально модульный принцип и

:

принцип открытой архитектуры позволяют

1.

создавать нужную конфигурацию

компьютера

;

2.

.

производить модернизацию компьютера

(

)

Перечень устройств ПК включая их характеристики раскрывают

.

понятие конфигурация компьютера

Информацию об аппаратной конфигурации ПК можно просмотреть

«

».

с помощью утилиты Сведения о системе

Для этого выбираем

:

следующие команды

->

->

->

->

Пуск

Программы

Стандартные

Служебные

Сведения о

системе

ПРИНЦИП ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ

,

Работа

ПК контролируется

программой

,

состоящей

из

набора

команд

которые

выполняются процессором автоматически

друг

за

другом

в

определенной

.

последовательности

Процессор — устройство, обеспечивающее преобразование

информации и управление другими устройствами компьютера.

На базе процессора Intel 8080 компании Intel (INTegrated

ELectronics), созданного в 1974 году, был разработан первый ПК.

Процессором

первого

IBM PC

является

также

разработка

этой

компании

—

Intel

8088

(год

выпуска процессора 1979).

В 1982 г. компания AMD (Advanced Micro Devices) становится

вторым поставщиком процессоров для IBM PC.

С 1994 г. до 2006 г. в компьютерах Macintosh фирмы Apple (до

2007

г.

Apple

Computer)

применялись

процессоры

PowerPC

(Performance

Computing)

производства

IBM

и

Motorola.

Затем

компьютеры типа Mac были переведены на процессоры Intel.

В настоящее

время

Intel

и

AMD

являются

ведущими

фирмами-

разработчиками процессоров. Технологии производства современных

процессоров можно назвать близкими к совершенству

ПРИНЦИП ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ДВОИЧНОЙ СИСТЕМЫ

СЧИСЛЕНИЯ

Так как в двоичной системе счисления проще выполнять арифметические и

,

,

логические операции чем в десятичной системе счисления то и устройства

.

для обработки таких данных можно делать достаточно простыми

Работа процессора предполагает считывание из программы, которая находится в

оперативном запоминающем устройстве (ОЗУ) очередной команды и выполнение

действий, указанных в ней.

Процессор имеет следующие компоненты:

•

арифметико-логическое устройство (АЛУ) – выполняет арифметические и логические

операции над данными;

•

регистры – используются для временного хранения данных и результатов операций над

ними;

•

устройство управления (УУ) – управляет работой процессора с помощью электронных

сигналов.

Оценивая

процессор,

прежде

всего

обращают

внимание

на

его

основные

характеристики:

•

разрядность

–

количество

двоичных

разрядов,

одновременно

обрабатываемых

при

выполнении

одной

команды.

Измеряется в битах.

•

тактовая частота – количество тактов

процессора в секунду. Такт – это время, за

которое процессор выполняет элементарную

операцию

по

обработке

информации.

Измеряется

в

герцах.

Чем

выше

тактовая

частота

процессора,

тем

выше

его

производительность.

Также

можно

обратить

внимание

на

такие характеристики, как быстродействие

(скорость

обработки

данных),

количество

ядер и кеш-память.

Процессоры

Intel

Core

i7-6950X

Extreme

Edition

(BOX)

AMD FX-8370E Black

Edition BOX

Год выхода модели на рынок

2016

2014

Разрядность

64

Бит

64

Бит

Тактовая частота

3

ГГц

3.3

ГГц

Количество ядер

10

8

-

Кеш память

L1 64

x10

Кэш

Кб

L1

Кэш

L2 256

x10

Кэш

КБ

L22

x2

Кэш

Мб

L3 25

Кэш

Мб

L38

Кэш

Мб

ПРИНЦИПЫ ОДНОРОДНОСТИ ПАМЯТИ И

АДРЕСНОСТИ

.

Программы и данные хранятся в одной и той же памяти

Поэтому ПК не

,

–

,

.

различает что хранится в данной ячейке памяти

число текст или команда Над

,

.

командами можно выполнять такие же действия как и над данными

;

Структурно

память

состоит

из

пронумерованных

ячеек

процессору

в

.

произвольный момент времени доступна любая ячейка внутренней памяти

ПО «БЛИЗОСТИ»

ВЗАИМО

ДЕЙСТВИЯ

С ПРОЦЕС СОРОМ

Внутренняя

память

ПАМЯТЬ

Энерго

зависимая

память

ПО

ОТНОШЕНИ

Ю

К ЭЛЕКТРО-

ПИТАНИЮ

Энерго

независимая

память

Внешняя память

Память предназначена для хранения программ и данных. Она представляет собой запоминающее

устройство.

Внутренняя память

напрямую связана с процессором, позволяет создавать временное

пространство для хранения выполняемых программ и данных,

непосредственно участвующих в вычислениях, а также долговременно хранить

небольшой объем программ и данных (для первоначальной загрузки

компьютера)

1. Постоянная память

– ПЗУ (постоянное запоминающее устройство) или ROM (англ. read-only memory

– память только для чтения)

Предназначена для хранения программ и

данных, необходимых для первоначальной

загрузки компьютера в момент включения

питания.

В ПЗУ хранятся:

программа тестирования устройства при

включении (POST – англ. Power Self Test);

базовая система ввода-вывода (BIOS – англ.

Basis Input/Output System) компьютера.

2.

Оперативная память

–

ОЗУ

(

оперативное запоминающее

)

устройство или

RAM (

. RAM, random-access memory –

англ

память с

)

произвольным доступом

,

Предназначена для хранения программ и данных с которыми

.

работает процессор в данный момент

,

ОЗУ работает достаточно быстро однако на него накладываются

существенные ограничения по скорости чтения и записи

.

информации

,

.

ОЗУ представляет собой набор микросхем объединённых в модули

.

Они вставляются в соответствующие разъёмы

,

,

Программы и данные хранящиеся в ОЗУ стираются при выключении

.

компьютера

Внешняя память

позволяет долговременно хранить большой объем данных

1. Память на магнитных лентах

Предназначена

чаще

всего

для

хранения

архивных

данных

и

резервного копирования.

Для

хранения

данных

используется

накопитель

на

магнитной

ленте

–

стример

(англ.

streamer

–

длинная

узкая

лента).

Предназначена

чаще

всего для хранения архивных данных и

резервного копирования.

Для

хранения

данных

используется

накопитель

на

магнитной

ленте

–

стример

(англ.

streamer

–

длинная

узкая лента).

2. Память на дисковых накопителях

Основной вид внешней памяти на современных компьютерах.

К дисковым накопителям относятся:

•

накопители на жестких магнитных дисках;

•

накопители на магнитооптических дисках;

•

накопители на оптических дисках.

3. Флэш-память (англ. Flash-Memory)

Вид внешней памяти, реализованный на

полупроводниковой микросхеме.

Флэш-память имеет более высокую по

сравнению с другими видами внешней

памяти скорость записи-считывания данных.

К флэш-накопителям относятся:

•

твердотельный накопитель (англ. solid-

state drive, SSD);

•

USB флэш-накопитель;

•

карта памяти.