МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ

ОДЕСЬКА ДЕРЖАВНА АКАДЕМІЯ ТЕХНІЧНОГО РЕГУЛЮВАННЯ ТА ЯКОСТІ

Білоцерківська філія

Спеціальність: 6.051002 «Метрологія, стандартизація та сертифікація» кваліфікаційний рівень бакалавр

Обчислювальна техніка та програмування

Лекція №3

Персональний комп’ютер, як апаратна складова комп’ютерної системи

Розглянуто та схвалено на засіданні кафедри ______________________

Протокол № ____ від «___» ______________ 20___р.

Завідувач кафедри __________ _________________

м. Біла Церква

2011 р.

Тема: Персональний комп’ютер, як апаратна складова комп’ютерної системи

Мета: ознайомитися з принципами побудови ПК як апаратної складової комп’ютерних систем

План лекції:

1 Функціональна схема та принципи роботи ПК

2 Структурна схема ПК. Основні складові апаратного забезпечення

3 Магістрально-модульний принцип будови ПК

4 Принцип програмного керування. Принцип довільного доступу (принцип адресності) та збережуваної програми

5 Центральний процесор (мікропроцесор) ПК та його функції

6 Зовнішня пам'ять ПК

7 Пристрої введення та виведення інформації

8 Основні характеристики ПК

1 Функціональна схема та принципи роботи ПК

Комп'ютер — це електронна система, призначена для опрацювання різних видів інформації, що подається в цифрових кодах за наперед складеними програмами (алгоритмами).

Функціональна схема комп 'ютера — це деяка абстрактна модель, яка описує сервісні можливості обчислювальної машини, що задовольняють потреби користувача для розв'язання його професійних задач. До числа таких можливостей, зазвичай, входять:

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

— засоби і способи подання даних (подання різних видів інформації в доступній для сприйняття користувачем формі);

— засоби введення даних (у тому числі введення даних із твердих носіїв (магнітних дисків і стрічок, компакт-дисків);

— керування процесом обробки даних (за допомогою програмного забезпечення);

— фіксація результатів обробки даних (вибір відповідного типу носія). Усі ці можливості дозволяють реалізувати ПК, функціональну схему яких

подано нарис. 1

Монітор

Системний блок

Клавіатура

 

Інші зовнішні пристрої

 

Рис. 1

Із зовнішніх пристроїв до системного блоку під'єднуються, як правило, принтер, ручний маніпулятор «миша», сканер. У системному блоці розташовуються наступні вузли комп'ютера:

— електронні схеми, які керують роботою комп'ютера (мікропроцесор, мікросхеми оперативної та постійної пам'яті, інтерфейсні блоки зовнішніх пристроїв);

— блок живлення;

— накопичувачі на гнучких магнітних дисках (дисководи);

— накопичувачі на жорстких магнітних дисках (вінчестери);

— CD-ROM

Крім перерахованих, у системному блоці можуть знаходитися й інші зовнішні пристрої: наприклад, модем (пристрій для організації зв'язку між комп'ютерами за допомогою телефонних ліній). До системного блоку можна під'єднувати різноманітні зовнішні пристрої, розширюючи таким чином функціональні можливості комп'ютера. Підключення нового пристрою роблять за допомогою спеціального кабелю, який під'єднують до відповідного гнізда попередньо вставленого в системний блок контролера (інтерфейсного блоку) цього пристрою.

Електронні схеми для ПК виготовляють у вигляді електронних плат. На основній (системній або материнській) платі розташовані мікропроцесор, мікросхеми пам'яті, системна магістраль та контролер клавіатури. Залежно від типу материнської плати в неї можуть бути інтегровані контролери й інших зовнішніх пристроїв. Інтерфейсні блоки для зовнішніх пристроїв знаходяться на окремих електронних платах, які вставляються у відповідні гнізда (слоти) материнської плати. Через ці гнізда інтерфейсні блоки під'єднані до системної магістралі.

До основних принципів функціонування комп'ютерів відносять:

1) магістрально-модульний принцип їх будови (див. п.3);

2)принцип числового кодування даних: інформація будь-якого виду в пам'яті обчислювальних машин подається за допомогою числових кодів;

3) програмний (командний) принцип керування роботою комп 'ютера: всі його функціональні можливості реалізуються шляхом виконання відповідних програм (див. п. 4);

4) принцип довільного доступу (принцип адресності) та збережуваної програми (див. п. 4).

2 Структурна схема ПК. Основні складові апаратного забез­печення комп'ютерних систем та їх функціональне призначення

Основою будь-якої інформаційної^истеми є комп'ютер

Під структурною організацією комп 'ютерів розуміють їх деяку фізичну модель, яка відображає склад, порядок і принципи взаємодії основних функціональних модулів без деталей їх технічної реалізації. Аналізуючи будову комп'ютера на логічному рівні, у структурі комп'ютера виділяють центральні та зовнішні пристрої (рис. 2).

Мікропроцесор

Основна (внутрішня) пам'ять

Оперативна пам'ять ОП

Кеш память

Постійна пам'ять ПП

Напівпостійна пам'ять НП

Системна магістраль

Інтерфейсний блок 1

Інтерфейсний блок н

Зовнішній пристрій 1

Зовнішній пристрій н

Рис. 2

До центральних пристроїв відносять мікропроцесор та основну пам'ять, яку ще називають внутрішньою. Зовнішні пристрої часто називають периферійними.

Ядром обчислювального процесу в комп'ютері є його мікропроцесор. Мікропроцесор (МП) — це мікросхема (надвелика інтегральна схема,), яка керує роботою всіх апаратних компонентів комп'ютера, забезпечує виконання програм, виконує арифметичні та логічні операції. У складі МП виділя­ють арифметико-логічний пристрій, пристрій керування та регістри.

Оперативна пам ять (ОП) призначена для зберігання даних та програм протягом одного сеансу роботи з комп'ютером (від моменту вмикання комп'ютера до моменту його вимикання). В ОП інформацію можна заносити та читати з неї У ній зберігаються дані, з якими ведеться оперативна робота, та програми для їх обробки.

У постійній памяті (ПП) розміщені програми, які забезпечують функціонування обчислювальної системи (зокрема, програми початкового завантаження комп'ютера та тестування його складових) і деякі програми з базового програмного забезпечення комп'ютера, значна частина яких пов'язана з обслуговуванням операцій введення/виведення, тому вміст ПП називають BIOS. Цю пам'ять називають постійною тому що інформація в ній зберігається після вимикання комп’ютера. З постійної памяті інформацію можна лише читати, записати туди користувач нічого не може. Вона є енергонезалежною, але команди, які в ній зберігаються, починають виконуватися при надходженні першого імпульсу струму після вмикання комп'ютера.

Порівняльння функцій і можливостей ОП і ПП

Постійна пам'ять

Оперативна пам'ять

Для постійного зберігання інформації (енергонезалежна)

Для зберігання інформації протягом сеансу роботи (енергозалежна)

Інформація не зникає після вимикання комп'ютера

Інформація зникає після вимикання комп'ютера

Інформацію можна тільки прочитати

Інформацію можна прочитати або записати

Обсяг пам'яті малий

Обсяг пам'яті обмежений

Англомовними аналогами понять ОП і ПП є RАМ— пам'ять з довільним доступом і RОМ тогу па­м'ять тільки для читання).

записати туди користувач нічого не може. Вона є енергонезалежною, але команди, які

Внутрішня пам'ять ПК має байтовий принцип організації. її елементом є чарунка ємністю к байтів (найчастіше к = 1), з якою МП обмінюється пор­цією інформації. Кожна чарунка має адресу, за якою до неї можна звернутися (відшукати її).

Основною характеристикою ОП є його ємність, яка вимірюється в мегабай­тах. Інформаційний' обсяг ОП сучасних ПК складає сотні мегабайтів.

Існує багато різних типів оперативної пам'яті, але з точки зору фізичних принципів дії виділяють динамічну та статичну пам 'ять . Комірки динамічної пам'яті зроблені у вигляді конденсаторів, що має ряд недоліків: їх потрібно постійно підзаряджати (здійснювати регенерацію комірок пам'яті), під час зарядки/розрядки відбуваються перехідні процеси, на які ви­трачається час. Разом із тим динамічна пам'ять є найбільш розповсюдженим типом пам'яті. Комірками статичної пам'яті є тригери — мікроелементи, здатні зберігати стан ввімкнено/вимкнено. Цей тип пам'яті є більш швидкісним, але дорожчим.

Оперативна пам'ять у комп'ютерах розташована на окремих панелях-модулях пам'яті, які вставляються у відповідні гнізда (роз'єми) материнської плати. Конструктивно модулі пам'яті бувають однорядні (SІММ-модулі) та дворядні (DIММ-модулі). Основними характеристиками модулів пам'яті є обсяг пам'яті та час доступу. Типовий час доступу до оперативної пам'яті на DІММ-модулях складає сьогодні 6-10 нc.

Кеш-пам'ять — це невелика за розміром буферна пам'ять, яка дозволяв пришвидшувати процеси обміну даними між МП і ОП за рахунок значно меншого, ніж до ОП, часу доступу до даних та розташування у ній даних, які найчастіше використовуються..

Напівпостійна пам'ять — це пам'ять невеликого обсягу, де збігається інформація про поточну апаратну конфігурацію ПК, а також поточна дата і час. Ця пам'ять виготовлена за спеціальною технологією СМ0S, що забезпечує низьке енергоспоживання (у стані вимкненого ПК від спеціальної батарейки-акумулятора) та можливість змінювати параметри апаратної конфігурації користувачем.

Технічною реалізацією запам'ятовуючих пристроїв для організації основної пам'яті є мікросхеми пам'яті.

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3