Реферат по теме:

Технические характеристики компьютера

К важнейшим техническим характеристикам персонального компьютера относятся:

1. разрядность - важнейшая характеристика компьютера, измеряется в битах; она показывает - сколько двоичных разрядов (битов) информации обрабатывается (или передается) за один такт работы микропроцессора, а также - сколько двоичных разрядов может быть использовано для адресации оперативной памяти; компьютеры могут быть соответственно 8-ю, 16-, 32- и 64-разрядными;

2. тактовая частота – сколько элементарных операций (тактов) выполняет микропроцессор в одну секунду;

3. емкость оперативной памяти , измеряется в Мбайтах и поставляется в виде модулей, имеющих 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256 и более Мбайт (разрабатываются модули емкостью 1Гбайт);

4. емкость внешней дисковой памяти, измеряется в Мбайтах, Гбайтах и Тбайтах;

5. тип дисплея и видео карты , обеспечивающих вывод графической информации в режимах:

VGA– 650 X 480 пикселей,

SVGA – 800 X 600, 1024 X 768, 1240 X 1024 и более пикселей;

6. количество цветов – монохромные (черно-белые) и цветные, обеспечивающие 16, 256, 16 млн. и более цветов;

Пиксель – это неделимая точка на экране, которая изменяет яркость и цвет (если дисплей цветной). Чем больше пикселей, тем выше качество изображения на экране дисплея.

Производительность компьютера , измеряемая, в первом приближении, в тысячах операций/сек, миллионах операций/сек и миллиардах операций/сек, зависит от используемого в компьютере микропроцессора и других узлов ее определяющих – винчестера, оперативной памяти, объема видеопамяти и т.д. Производительность этих узлов определяется быстродействием, величина которого обратно пропорциональна производительности и измеряется в мили-, микро- и наносекундах, имеющих размерность соответственно 1/1000, 1/1000000 и 1/1000000000 сек.

Быстродействие – это время отклика, приходящееся на одну операцию. Для винчестеров оно составляет 8-16 и более миллисекунд, для оперативной памяти – 8-70 наносекунд.

Производительность компьютера, таким образом, определяется интегрированным показателем, включающим все указанные выше показатели составляющих узлов, и измеряется также в единицах MIPS. Требования к методике ее определения оговорены рядом международных стандартов, используемых для тестирования на стандартных задачах, включающих работу с графикой, видео, компьютерными играми.

Технические характеристики процессора

Процессор - несомненно самая важная часть компьютера. Процессор выполняет самую важную роль в быстродействии компьютера - вычисление результатов программы. Т.к. процессоров в компьютере может быть несколько видов (например, графический процессор на видеокарте), то мы будем называть процессор в дальнейшем ЦП. Так будет и компактнее и корректнее, т.к. процессор, который мы будем рассматривать в этой статье как основу вычислительного комплекса именно центральный (ЦП - Центральный Процессор).

Итак, ЦП имеет ряд важнейших характеристик и о значении каждой из них нужно знать. Эти знания пригодятся вам чтобы в дальнейшем хорошо ориентироваться в обзорах и тестированиях процессоров и не бояться непонятных слов:) В принципе, ЦП сложнейшее устройство и если рассматривать его более менее подробно, то на это уйдёт не один десяток печатных страниц мелким шрифтом. Так что мы просто обозначим основные ориентиры и попытаемся раскрыть основные характеристики процессора на уровне элементарного знания.

Частота ЦП.

Довольно большое время основной характеристикой, безоговорочно указывающей на производительность ЦП была его частота. И этот подход до поры до времени можно было считать относительно правильным. Но когда основные две компании-производителя пошли разными путями в разработке новых поколений процессоров, то тактовая частота уже перестала быть универсальным мерилом производительности.

Что же такое тактовая частота ЦП? Фактически, это частота "телодвижений" процессора в определённый отрезок времени. Измеряется она в герцах (мегагерцах, гигагерцах). Но надо учитывать одно но: "не все движения одинаково полезны". Продуктивность ЦП в отношении на герц может варьироваться в широких пределах, в зависимости от архитектуры процессора. Если ранее (в светлые времена Pentium 3 и Athlon) архитектура была довольна схожа между процессорами конкурентов, то их можно было худо-бедно сопоставлять по частоте (и то это было не правильно), то сейчас архитектуры компаний различаются гораздо сильней. К сожалению, ещё с тех старых-добрых времён, стереотип о тактовой частоте как мериле производительности ещё не исчез - и виной тому пустая вера в числа. Но чтобы разобраться в архитектурных перипетиях, обратимся к истории: В далёкие времена, Intel решила что её архитектура., применяемая в процессорах поколения Pentium 3 уже не подлежит развитию (на тот момент был достигнут частотный предел - 1,4Ггц.) и пошла по новому пути. Интел выпустила новые процессоры Pentium 4, но у них были ужасные недостатки в начале своего развития - процессоры Р4 имели громадный частотный потенциал, но на одинаковых частотах проигрывали своим собратьям из стана Р3. Конечно же, Интел быстро развила Р4 по частоте и ликвидировала этот досадный проигрыш, но осадок остался. С тех пор, архитектура актуальных на сегодня процессоров Р4 практически не изменилась и живёт по сей день (т.н. архитектура NetBurst). Компания конкурент AMD в то время пошла по другому пути: она не стала менять архитектуру на более высокочастотную, а просто продолжила развивать уже имевшуюся, внеся в неё косметические изменения и стала существенно проигрывать процессорам конкурента в частоте, но не в производительности. Интел воспользовалась "числовым частотным" преимуществом в своей маркетинговой политике и выиграла битву за потребителя (ну, в основном выиграла). С тех пор немало воды утекло, но ситуация в общем не изменилась. Процессоры Интел по-прежнему высокочастотны, а АМD относительно низкочастотны, однако на расклад в производительности конкурирующих решений это практически не влияет. Тактовую частоту можно использовать как относительный рейтинг производительности внутри линеек процессоров (например внутри линейки AMD Athlon XP, или Pentium 4 6XX). Однако, производительность процессора зависит не только от тактовой частоты ядра, так что идём дальше:

Центральный процессор постоянно работает с памятью. Но скорость оперативной памяти не особо велика, чтобы процессор, при работе с ней, раскрывал полностью свой вычислительный потенциал. Поэтому, у процессоров существует своя собственная небольшая, но быстрая память. Её именуют "Кеш". Обычно, такой памяти на процессоре от 256Кб до 2Мб. Кеш хранит в себе те данные, которые могут понадобиться процессору в ближайший момент. Поэтому, перед тем как выполнить операцию с данными, процессор ищет их сперва в кеше. Кеш разделяют на уровни: обычно, в процессорах используется двухуровневая система (т.н. Кеш L1 и L2). Кеш первого уровня отличается малым размером (но большой скоростью), а второго уровня - большим размером. Кеш третьего же уровня очень велик, но медленен и встречается только в отдельных моделях ЦП. Кеш во многом обусловливает стоимость процессора, т.к занимает значительную (иногда и большую) часть кремниевой подложки ЦП. В принципе, чем больше кеш, тем быстрее работает процессор. Но не всегда это так. Зачастую, разница производительности между процессором с кешем 128Кб и ЦП с кешем в 1Мб L2 несоизмерима мала, в сравнении с увеличившейся стоимостью процессора. Так что не стоит гнаться за большими значениями Кеша L2 (Например, процессоры Athlon 64 с 512Kb L2 вполне успешно конкурируют с процессорами Pentium 4, обладающими кешом L2 2Mb.)

Тех. процесс

С одной стороны, кажется что технологические нормы, по которым изготовлен процессор - это проблема его производителя (инженеров, производственных мощностей и т.д.). Но за последние лет пять, всё изменилось. Теперь, производители вынуждены уменьшать нормы производства процессоров ещё и для того, чтобы снизить тепловыделение процессора. Простому пользователю не стоит заострять на этом особое внимание, но следует знать: чем меньше тех. процесс (и подаваемое не ЦП напряжение), тем меньше нагрев процессора. Все современные процессоры выпускаются по нормам 0,09мкм, на подходе массовое распространение 0,065мкм. Для производителей процессоров, внедрение новых технологий - не только снижение площадей чипов, но и важный фактор на пути увеличение производительности ЦП. Ведь, при более тонком тех. процессе, можно будет выпускать процессоры с более высокой частотой (и производительностью), не выходя за рамки раннее установленных тепловых границ.

Поддержка технологий.

Для оптимизаций выполнения определенных задач, производители ЦП внедряют в свои процессоры специальные наборы инструкций. Например, SSE (SSE2, SSE3), 3DNow!, Extended 3DNow! и т.п. Эти инструкции не вносят каких то изменений в саму исполнительную часть ядра процессора, но позволяют описывать сложные последовательности команд, более короткими командами и упрощать работу процессору. В основном, такие дополнительные наборы инструкций созданы для увеличения производительности в программах мультимедийного наклона. Для полного раскрытия потенциала процессоров, эти программы должны иметь поддержку определённых наборов инструкций (например, поддержку SSE имеют практически все, а некоторые и не запускаются из-за отсутствия SSE), но теоретически любая программа, оптимизированная под любой набор инструкций должно работать и без поддержки оных. Однако, не всегда производители программного обеспечения оставляют такую возможность (может из-за очень низкой производительности?). К сведению, наборы SSE разработала Intel. А AMD выпустила 3DNow! Практически все современные процессоры AMD имеют поддержку SSE (2, 3). Процессоры же Интел не имеют поддержки 3DNow! (честно говоря - невелика потеря).

Тема

• Основные характеристики персонального компьютера

Цель

• Рассмотреть аппаратное обеспечение ПК. Изучить его основные характеристики.

Ход работы

Характеристики элементов системного блока

При выборе ПК человек в основном обращает внимание не на его внешний вид, а на его возможности. Для оценки мощностей вычислительной системы машины нужно знать ее технические характеристики: тип материнской платы и центрального процессора, объем оперативной и внешней памяти, интерфейсы , тип видеокарты, вид монитора, клавиатуры, мыши, модемы и т.д. Ниже рассмотрим аппаратное обеспечение ПК и его основные характеристики.

– это устройство персонального компьютера, в котором размещаются все его основные детали.

Материнская плата

Материнская или системная плата (англ. mother board) – печатная схема, на которой размещены важные электрочипы, управляющие работой всего компьютера. К ним относятся контроллеры и адаптеры, командующие конкретными устройствами. Материнская плата должна соответствовать типу процессора. Контроллер портов ввода-вывода присутствует в каждом ПК, и в основном интегрируется в саму «материнку». Он соединяется с разъемами на задней панели компьютера, через которые подключаются клавиатура , мышь, принтер и т.п.). Разновидности портов ввода-вывода: параллельные (LPT), для подключения принтера последовательные (СОМ), для подключения мыши , модема и т.д. USB-порты, для подключений множества девайсов (флэш-накопители, сканеры).

Процессор

Центральный процессор (ЦП) – электронная схема, созданная в едином корпусе небольшого размера. Основная деталь на системной плате обеспечивающая вычисления и обработку информации . Именно такие характеристики ЦП, как его тип и тактовая частота определяют основные возможности ПК.

Тактовая частота – количество операция, совершаемых ЦП за секунду. Частота отвечает за быстродействие компьютера и измеряется в герцах (1800 Мгц или 2.2 Ггц) Типы процессоров или их моделей (Intel Pentium, Intel Celeron, AMD Sempron, AMD Athlon) отличаются амплитудой рабочей температуры, габаритами, потреблением энергии. ЦП даже одинакового типа могут иметь различные частоты – чем она выше тем лучшая производительность и соответственно цена.

Видеокарта

Видеоконтроллер или видеокарта – это плата, формирующая видеосигнал для отображения его на мониторе. Видеоадаптер обычно вставляется в разъем AGP, размещенной на системной шине. Одной из самых главных характеристик видеосистемы (контроллер – монитор) является разрешение, то есть количество пикселов (точек) по горизонтали и по вертикали на экране изображения - 800х600, 1024х768. Широкоформатным мониторам присущи такие разрешения как 1440х900 и т. д. При выводе картинки на экран компьютер может использовать разные палитры цветовой гаммы – от 16 до 16,8 млн. цветов. То есть качество изображения может плавать от 8 до 64 бит.

Оперативная память (ОЗУ)

В ней хранятся программы, с которыми в данный момент работает компьютер. Объем оперативной памяти входит в список основных характеристик ПК. Измеряется в Мегабайтах и Гигабайтах. Объем ОЗУ существенно влияет на быстродействие компьютера. На сегодня объем оперативной памяти считается нормальной не меньше 1 Гб. Но уже модули памяти и по 8 Гб.

Накопитель информации - жесткий диск (HDD, Hard Disk Drive).

Жесткие диски предназначены для долговременного хранения информации (в отличие от оперативной памяти). Емкость - основная характеристика жесткого диска – количество информации, которую можно на него записать. Измеряется в Гигабайтах и Терабайтах. На данный момент максимальная емкость – 2 ТБ. Также важными свойствами HDD есть интерфейс подключения (ATA, SATA) скорость вращения (rpm) и время доступа к данным. Например, жесткий диск может иметь такие характеристики: SATA, 500 Гб, 7200 rpm.

Монитор является устройством, отображающим информацию на экране.

Характеристики монитора :

– диаметр, измеряется в дюймах. Самые распространенные - 17”, 19”, 22”.

– разрешение (количество точек по вертикали и горизонтали

– количество цветов

Вторая и третья характеристики зависят от еще одного компонента видеосистеми – видеопамятью.

Чем больший объем видеопамяти тем четче и красивей будет картинка.

Основное устройство ввода текстовой, цифирной, символьной информации в ПК.

Нужна для удобного управления файлами в компьютере. Создана после написания графической оболочки операционной системы (Windows, Linux).

Бывают шариковые (на колесике), оптические (лазерные) и беспроводные лазерные.

Для получения полных сведений о конфигурации вашего ПК нужно зайти сюда: Пуск → Программы → Стандартные → Служебные → Сведения о системе.

Вопросы

1. Назовите основные элементы системного блока.

2. Что такое системная плата?

3. Зачем нужен процессор.

4. Назначение видеокарты.

5. Расскажите о характеристиках жесткого диска.

Список использованных источников

1. Урок на тему "Характеристики ПК". Кожин М.Д., преподаватель информатики, г. Харьков

2. Э. Таненбаум. Архитектура компьютера. - 4-е изд. - СПб.: Питер, 2003

3. Информатика. Базовый курс. 2-е издание / Под ред. С. В. Симоновича. – СПб.: Питер, 2005.

4. Основы информатики: Учеб. Пособие / В. А. Коднянко. Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2004.

5. Еремин Е.А. Как работает современный компьютер. – Пермь: из-во ПРИПИТ.

7. Перегудов М.А., Халамайзер А.Я. Бок о бок с компьютером. – М.: Высшая школа.

Отредактировано и выслано преподавателем Киевского национального университета им. Тараса Шевченко Соловьевым М. С.

Над уроком работали

Кожин М.Д.

Соловьев М. С.

Поставить вопрос о современном образовании, выразить идею или решить назревшую проблему Вы можете на Образовательном форуме , где на международном уровне собирается образовательный совет свежей мысли и действия. Создав блог, Вы не только повысите свой статус, как компетентного преподавателя, но и сделаете весомый вклад в развитие школы будущего. Гильдия Лидеров Образования

Персональный компьютер — это многоцелевое устройство, размер, возможности и цена которого делают его доступным для индивидуального использования. предназначены для эксплуатации конечным пользователем, а не компьютерным экспертом или специалистом. Первые владельцы компьютеров в 1960-х годах должны были писать свои собственные программы для любой полезной работы с машинами. Сейчас программное обеспечение, а также основные технические характеристики ПК обычно разрабатываются и распространяются независимо от производителей оборудования или ОС.

История

С начала 1990-х годов операционные системы Microsoft и Intel доминировали на рынке персональных компьютеров, сначала с MS-DOS, а затем с Windows. Альтернативы операционным системам Microsoft для Windows занимают меньшую долю в отрасли. К ним относятся MacOS от Apple и бесплатные Unix-подобные операционные системы с открытым исходным кодом, такие как Linux. Advanced Micro Devices (AMD) обеспечивает основную альтернативу процессорам Intel.

Как устроен ПК: основные характеристики ПК

Каждый полностью работоспособный компьютер состоит из одних и тех же базовых компонентов. Перечислим основные характеристики ПК и главные компоненты:

процессор;

материнские платы;

корпус;

оперативная память;

графическая карта;

жесткий диск;

оптический привод;

электропитание.

Также базовая комплектация предусматривает периферийное оборудование в зависимости от целей пользователя. Ниже подробно представлены основные характеристики ПК — для 7 класса школы это будет наиболее полезно при изучении устройства оборудования.

Компьютерный корпус

Корпус компьютера представляет собой «коробку», содержащую основные компоненты. Обычно изготавливается из стали или алюминия в сочетании с пластиком, хотя для специализированных решений используются другие материалы, такие как дерево и закаленное стекло. Корпусные коробки доступны в разных размерах и формах, которые обычно определяются конфигурацией материнской платы, поскольку это самый большой и самый центральный компонент большинства компьютеров.

Блок питания

Блок питания (PSU) как основная характеристика ПК преобразует электроэнергию переменного тока общего назначения в постоянный ток (DC) для других компонентов компьютера. Номинальная выходная мощность блока питания обычно должна быть примерно на 40% больше, чем рассчитываемая потребляемая мощность систем. Это защищает от перегрузки и от ухудшения производительности. Устройство ПК и его основные характеристики предусматривают емкость питания от 250 до 2000 Вт.

Центральный процессор

Центральный процессор (CPU) является частью компьютера, выполняющего инструкции программного обеспечения. На более новых ПК процессор содержит более миллиона транзисторов в одной микросхеме называемой микропроцессором. В большинстве случаев подключается непосредственно к материнской плате. Чип процессора может иметь радиатор и вентилятор для охлаждения. Компьютеры, совместимые с используют микропроцессор, совместимый с x86, производства Intel, AMD, VIA Technologies или Transmeta. Изначально компьютеры Apple Macintosh были построены с использованием семейств процессоров Motorola 680x0, а затем перешли на серию PowerPC. В 2006 году они перешли на x86-совместимые процессоры Intel.

Материнская плата

Материнская плата является основной печатной платой в персональном компьютере и определяет назначение, состав и основные характеристики ПК. Другие основные компоненты системы подключаются непосредственно к ней или через кабель. Материнская плата содержит микропроцессор, поддерживающий ЦПУ (в основном, интегральные схемы), которые обеспечивают интерфейс между памятью и периферийными цепями ввода/вывода, основной памятью и средствами для начальной настройки компьютера сразу после включения питания. Во многих портативных и встроенных персональных компьютерах материнская плата вмещает почти все основные компоненты ПК. Часто материнская плата также содержит одну или несколько периферийных шин и физических разъемов для расширения. Иногда к ней подключается вторичная дочерняя плата, чтобы обеспечить дополнительную расширяемость.

Основная память

Основная память ПК — это оперативное первичное запоминающее устройство, которое напрямую доступно ЦП и используется для хранения текущей исполняемой программы и необходимых данных. В качестве основного хранилища ПК используют полупроводниковое оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) различных типов, таких как DRAM, SDRAM или SRAM. Какой именно тип используется, зависит от проблем с затратами и производительностью в любой конкретный момент времени. Оперативная память намного быстрее, чем массовые устройства хранения данных, такие как жесткие или оптические диски, но обычно нестабильна, что означает, что она не сохраняет свое содержание (инструкции или данные) в отсутствие мощности. В результате основная память обычно не подходит для долговременного хранения информации или архивных данных.

Жесткий диск

Содержат программы и данные, даже в случаях, когда питание выключено. Они требуют мощности для выполнения функций чтения и записи во время использования. Если контроллер массового хранения предоставляет дополнительные порты для расширения, ПК также может быть модернизирован путем добавления дополнительных жестких или оптических дисков. Стандартными интерфейсами для подключения внутреннего устройства хранения данных являются PATA, SATA и SCSI. Твердотельные накопители (SSD) являются гораздо более быстрой заменой для традиционных механических жестких дисков, но также более дорогими с точки зрения стоимости на гигабайт.

Визуальный дисплей

Компьютерный монитор, или просто дисплей, — это часть электрооборудования, обычно отдельная от корпуса компьютера, которая отображает визуальные изображения без создания постоянной компьютерной записи. Дисплей содержит электронную схему, которая генерирует изображение из сигналов, полученных от компьютера. Внутри ПК, встроенного в материнскую плату либо подключенного к нему в качестве карты расширения, есть схема предварительной обработки для преобразования выходных данных микропроцессора в формат, совместимый с схемой дисплея. Первоначально изображения с компьютерных мониторов содержали только текст, но по мере появления графических пользовательских интерфейсов они стали показывать больше изображений и мультимедийного контента.

Видеокарта

Видеокарта, иначе называемая графической картой, графическим адаптером или видеоадаптером, обрабатывает графический вывод с материнской платы и передает ее на дисплей. Это неотъемлемая часть современных мультимедийных вычислений. может быть интегрирована с материнской платой или может быть на картах в слотах PCI, AGP или PCI Express.

Клавиатура

Компьютерная клавиатура как основная характеристика ПК представляет собой комбинацию кнопок, каждая из которых соответствует функции, букве или номеру. Они являются основными устройствами, используемыми для ввода текста. В большинстве случаев они содержат массив ключей, специально организованных с соответствующими буквами, цифрами и функциями, напечатанными или выгравированными на кнопке. Они, как правило, разработаны на языке операторов, и существует множество разных версий для разных языков.

На английском языке наиболее распространенным расположением является макет QWERTY, который первоначально использовался в пишущих машинах. Они эволюционировали с течением времени и были изменены для использования на компьютерах с добавлением функциональных и цифровых клавиш, клавиш со стрелками и кнопок, относящихся к операционной системе. В дополнение к алфавитным клавишам компьютерные клавиатуры обычно имеют цифровую клавиатуру и ряд функциональных клавиш и специальных клавиш, таких как CNTRL, ALT, DEL и Esc.

Многие клавиатуры включают светодиодные индикаторы под клавишами, которые увеличивают видимость букв или символов в условиях недостаточного освещения.

Компьютерная мышь

Компьютерная мышь как основная характеристика ПК — это небольшое устройство, которое пользователи удерживают и скользят им по плоской поверхности, указывая на различные элементы графического интерфейса с помощью экранного курсора, а также выбирают и перемещают объекты с помощью кнопок. Мыши могут быть подключены к специальному разъему или к USB-порту, также могут подключаться в беспроводном режиме. Устройство включает одну или несколько кнопок, позволяющих пользователю сигнализировать компьютеру о выполнении какой-либо операции, например, выбора элемента из меню вариантов на экране. У мыши может быть колесо прокрутки, чтобы пользователи могли перемещать отображаемое изображение. Роллер можно также нажать и использовать в качестве третьей кнопки. Некоторые колеса мыши могут наклоняться из стороны в сторону, чтобы позволить прокрутку в сторону.

Использовали шарик, который приводил импульсные генераторы для обнаружения движения вдоль осей «север-юг» или «восток-запад». Оптические мыши используют специальный коврик для мыши с печатной сеткой, позволяющей обнаруживать движение, или же использовать микросхему формирования изображения, которая позволяет обнаруживать движение практически на любой непрозрачной поверхности.

Операционная система

Управляет компьютерными ресурсами и предоставляет программистам интерфейс, используемый для доступа к этим ресурсам. Обрабатывает системные данные и пользовательский ввод и отвечает, распределяя и управляя задачами и внутренними системными ресурсами в качестве сервиса для пользователей и программ. Операционная система выполняет основные задачи, такие как управление памятью и ее распределение, определение приоритетов системных запросов, управление устройствами ввода и вывода, упрощение компьютерных сетей и управление файлами.

Обычными современными настольными операционными системами являются Microsoft Windows, MacOS, Linux, Solaris и FreeBSD. Windows, MacOS и Linux.

КОМПЬЮТЕР, КАК УНИВЕРСАЛЬНОЕ СРЕДСТВО

ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ

С давних времен люди пытались облегчить свой труд, создавая различные машины и механизмы, усиливающие физические возможности человека.

Первое автоматическое вычислительное устройство разработал в 1832г Чарльз Бэббидж

Первая Электронно-Вычислительная Машина (ЭВМ) - "ENIAC" (Electronic Numerical Integrator and Computer), была создана США в1946г. Её характеристики: 18900 электронных ламп, 5 тыс. операций сложения в секунду, разрядность 30бит, ОП - 600бит

Первая ЭВМ в СССР - МЭСМ (Малая Электронная Счетная Машина) была создана С.А.Лебедевпоя в1951г. : 6000 электронных ламп, 5 тыс. операций сложения в секунду, разрядность 16 бит, ОП - 1800бит

Первый персональный компьютер (ПК) в 1976г выпустила фирма Apple; в СССР персональные компьютеры появились в 1985г.

Различают два основных класса компьютеров:

1) цифровые компьютеры (компьютеры), обрабатывающие данные в виде числовых двоичных кодов;

2) аналоговые компьютеры, обрабатывающие непрерывно меняющиеся физические величины, которые являются аналогами вычисляемых величин.

По своему назначению компьютер – универсальное техническое устройство для работы с информацией. По принципам устройства компьютер – модель человека, работающего с информацией.

Компьютер - это программируемое электронное устройство, способное обрабатывать данные и производить вычисления, а также выполнять другие задачи манипулирования символами. (т.е. компьютер - это комплекс программно-управляемых электронный устройств)

Архитектура ЭВМ – описание устройств и принципов работы компьютеры, достаточное для пользователя и программиста (т.е без подробностей технического характера, а именно электронных схем, конструктивных деталей и пр)

Архитектура определяет принципы действия, информационные связи и взаимное соединение основных логических узлов компьютера. Она включает:

1) описание пользовательских возможностей программирования;

2) описание системы команд и системы адресации;

3) организацию памяти и т.д.

Схему устройства компьютера предложил Джон фон Нейман в 1946г, её принципы работы во многом сохранились в современных компьютерах.

Принципы Джон фон Неймана:

1) принцип программного управления (программа состоит из набора команд, которые выполняются процессором друг за другом в определенной последовательности) ;

2) принцип однородности памяти (программы и данные хранятся в одной и той же памяти);

3) принцип адресности (ОП состоит из пронумерованных ячеек и процессору в любой момент времени доступна любая ячейка)

Персональный компьютер (ПК) – универсальная ЭВМ, предназначенная для индивидуального пользования.

Обычно ПК проектируется на основе принципа открытой архитектуры :

1) описание принципа действия ПК и его конфигурации, что позволяет собирать ПК из отдельных узлов и деталей;

2) наличие в ПК внутренних расширительных гнезд, в которые пользователь может вставлять различные устройства, удовлетворяющие заданному стандарт.

Функциональная схема компьютера

Для работы на компьютере необходимо:

Hardware (железо) - аппаратное обеспечение, т.е. физические устройства, которыми человек управляет с помощью программам и получает информацию от компьютера

Software - программное обеспечение, т.е. совокупность необходимых программ для обработки различных данных.

ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПК

Производительность (быстродействие) ПК – возможность компьютера обрабатывать большие объёмы информации. Определяется быстродействием процессора, объёмом ОП и скоростью доступа к ней (например, Pentium III обрабатывает информацию со скоростью в сотни миллионов операций в секунду)

Производительность (быстродействие) процессора – количество элементарных операций выполняемых за 1 секунду.

Тактовая частота процессора (частота синхронизации) - число тактов процессора в секунду, а такт – промежуток времени (микросекунды) за который выполняется элементарная операция (например сложение). Таким образом, тактовая частота- это число вырабатываемых за секунду импульсов, синхронизирующих работу узлов компьютера. Именно ТЧ определяет быстродействие компьютера

Разрядность процессора – max длина (кол-во разрядов) двоичного кода, который может обрабатываться и передаваться процессором целиком.

Разрядность связана с размером специальных ячеек памяти – регистрами. Регистр в 1байт (8бит) называют восьмиразрядным, в 2байта – 16-разрядным и тд. Высокопроизводительные компьютеры имеют 8-байтовые регистры (64разряда)

Время доступа - Быстродействие модулей ОП, это период времени, необходимый для считывание min порции информации из ячеек памяти или записи в память. Современные модули обладают скоростью доступа свыше 10нс (1нс=10 -9 с)

Объем памяти (ёмкость) – max объем информации, который может храниться в ней.

Плотность записи – объем информации, записанной на единице длины дорожки (бит/мм)

Скорость обмена информации – скорость записи/считывания на носитель, которая определяется скоростью вращения и перемещения этого носителя в устройстве.

Наrdwаrе – аппаратные средства т.е. механические, электрические и электронные узлы и компоненты компьютера.

ОСНОВНЫЕ УСТРОЙСТВА КОМПЬЮТЕРА :

¾ микропроцессор

¾ память компьютера (внутренняя и внешняя)

¾ устройства ввода информации

¾ устройства вывода информации

¾ устройства передачи и приема информации

Системный блок содержит такие основный устройства ПК как системная плата с процессором и ОП, накопители на магнитных дисках, CD-ROM, блок питания.

Материнская (системная) плата – основной аппаратный компонент где находятся разъемы для установки микропроцессора, оперативной памяти, кварцевый резонатор, базовая система ввода-вывода BIOS, вспомогательные микросхемы, интерфейс ввода-вывода (последовательный порт, параллельный порт, интерфейс клавиатуры, дисковый интерфейс и тд.) и шина.

Часть технического обеспечения, конструктивно отделенных от основного блока компьютера называют периферийными (устройства ввода-вывода)

Для подключения устройств ввода-вывода на системном блоке имеются разъемы различных портов:

СОМ - Последовательные порты. Передают последовательно электрические импульсы, несущие информации. К ним обычно подключают мышь и модем.

LPT - Параллельный порт. Передает одновременно 8 электрических импульсов. Реализует более высокую скорость информации, используют для подключения принтера.

USB - Последовательная универсальная шина (Universal Serial Bus) – обеспечивает высокоскоростное подключение нескольких периферийных устройств (сканер, цифровая камера и тд)

ПРОЦЕССОР (микропроцессор, chip-кристалл) – это основной рабочий компонент компьютера, который:

¾ выполняет арифметические и логические операции;

¾ управляет вычислительным процессом;

¾ координирует работу всех устройств компьютера.

Реализуется процессор в виде сверх большой интегральной схемы (СБИС) на которой размешаются десятки миллионов функциональных элементов.

В общем случае центральный процессор содержит :

1) Арифметико-логическое устройство - часть процессора, выполняющая машинные команды

2) Устройство управления – часть процессора, выполняющая функции управления устройствами компьютера

3) Шины данных и шины адресов (на физическом уровне) – многопроводные линии с гнездами для подключения электронных схем. Совокупность проводов магистрали разделяется на отдельные группы: шину адреса, шины данных и шину управления: Шина адреса предназначена для передачи адреса того устройства (или той ячейки памяти), к которому обращается процессор. По шине данных передаётся вся информация при записи и считывании. По шине управления передается управляющий сигнал. Процесс взаимодействия процессора и памяти сводится к двум операциям – записи и считывания информации. При записи процессор по специальным проводникам (шина адреса) передает биты, кодирующие адрес, по другим проводникам – управляющий сигнал «запись», и еще по другой группе проводников (шины данных) передает записываемую информацию. При чтении по шине адреса передается соответствующий адрес оперативной памяти (ОП), а с шины данных считывается нужная информация.

4) Регистры - ячейки памяти, которые служат для кратковременного хранения и преобразования данных и команд. На физическом уровне регистр – совокупность триггеров, способных хранить один двоичный разряд и связанных между собой общей системой управления

5) Счетчик команд – регистр управляющего устройства компьютера содержимое, которого соответствует адресу очередной выполняемой команды. Счетчик команд служит для автоматической выборки программы из последовательных ячеек памяти

6) Кэш память - очень быстрая память малого объема служит для увеличения производительности компьютера, согласования работы устройств различной скорости. Кэш-память может быть встроена сразу в процессор или размещаться на материнской плате

7) Сопроцессор – вспомогательный процессор, предназначенный для выполнения математических и логических действий. Использование сопроцессора позволяет ускорить процесс обработки информации компьютером

ПАМЯТЬ КОМПЬЮТЕРА (Memory) - устройство для запоминания данных. В зависимости от характера использования различают внутреннюю или внешнюю память.

ВНУТРЕННЯЯ ПАМЯТЬ

Оперативная память (ОП) предназначена для временного хранения выполняемых программ и данных, обрабатываемых этими программами. Это энергозависимая память. Физически реализуется в модулях ОЗУ (оперативных запоминающих устройствах) различного типа. При выключении электропитания вся информация в оперативной памяти исчезает.

Объём хранящейся информации в ОЗУ составляет от 32 до 512 Мбайт и более. Занесение информации в память и её извлечение, производится по адресам. Каждый байт ОП имеет свой индивидуальный адрес (порядковый номер). Адрес – число, которое идентифицирует ячейки памяти (регистры). ОП состоит из большого количества ячеек, в каждой из которых хранится определенный объем информации. ОП непосредственно связана с процессором. Возможности ПК во многом зависят от объёма ОП.

Кеш память - очень быстрая память малого объема служит для увеличения производительности компьютера, согласования работы устройств различной скорости.

Специальная - постоянная, Fiash, видеопамять и тд.

Постоянное запоминающее устройство(ПЗУ) – энергонезависимая память для хранения программ управления работой и тестирования устройств ПК. Важнейшая микросхема ПЗУ – модуль BIOS (Basic Input/Output System – базовая система ввода/вывода), в котором хранятся программы автоматического тестирования устройств после включения компьютера и загрузки ОС в оперативную память. Это Неразрушимая память, которая не изменяется при выключении питания

Перепрограммируемая постоянная память (Flash Memory) – энергонезависимая память, допускающая многократную перезапись своего содержимого

CMOS RAM (Complementary Metal-Oxide Semiconductor) - память с невысоким быстродействием и минимальным энергопотреблением от батарейки. Используется для хранения информации о конфигурации и составе оборудования компьютера, о режимах его работы. Содержимое изменяется программой, находящейся в BIOS (Basic Input Output System).

Видеопамять – запоминающее устройство, расположенное на плате управления дисплеем и предназначенное для хранения текстовой и графической информации, отображаемой на экране. Содержимое этой памяти сразу доступно двум устройствам – процессору и дисплею, что позволяет изменять изображение на экране одновременно с обновлением видеоданных в памяти.

ВНЕШНЯЯ ПАМЯТЬ - это память, предназначенная для длительного хранения программ и данных. Целостность содержимого ВЗУ не зависит от того, включен или выключен компьютер

Дисковод (накопитель) - устройство записи/считывания информации. Накопители имеют собственное имя – буква латинского алфавита, за которой следует двоеточие. Для подключения к компьютеру одного или несколько дисководов и управления их работой нужен Дисковый контроллер

Носитель информации (носитель записи) – материальный объект, способный хранить информацию. Информация записывается на носитель посредством изменения физических, химических и механических свойств запоминающей среды

По типу доступа к информации внешнюю память делят на два класса:

Устройства прямого (произвольного) доступа – время обращения к информации не зависит от места её расположения на носителе;

Устройство последовательного доступа – такая зависимость существует

В состав внешней памяти входят: 1) накопители на жестких магнитных дисках (НЖМД); 2) накопители на гибких магнитных дисках (НГМД); 3) накопители на магнитооптических компакт дисках; 4) накопители на оптических дисках (CD-ROM); 5) накопители на магнитной ленте и др.

| Как устроен персональный компьютер. Основные характеристики персонального компьютера

Урок 7
Устройство персонального компьютера и его основные характеристики. Знакомство с комплектацией устройств ПК, подключение внешних устройств

§7. Как устроен персональный компьютер
§8. Основные характеристики персонального компьютера

Как устроен персональный компьютер

Основные темы параграфа:

Что такое ПК;
- основные устройства ПК;
- магистральный принцип взаимодействия устройств ПК.

Изучаемые вопросы:

Что такое ПК

В § 5 мы познакомились с основными устройствами компьютера - электронно-вычислительной машины (ЭВМ) . Современные ЭВМ бывают самыми разными: от больших, занимающих целый зал, до маленьких, помещающихся на столе, в портфеле и даже в кармане. Разные ЭВМ используются для разных целей. Сегодня самым массовым видом ЭВМ являются персональные компьютеры. Персональные компьютеры (ПК) предназначены для личного (персонального) использования. Существуют различные типы ПК: стационарные (настольные) и мобильные (ноутбуки, планшетные ПК, карманные ПК).

Несмотря на разнообразие моделей ПК, в их устройстве существует много общего. Об этих общих свойствах и пойдет сейчас речь.

Основные устройства ПК

Основной «деталью» персонального компьютера является микропроцессор (МП) . Это миниатюрная электронная схема, созданная путем очень сложной технологии, выполняющая функцию процессора компьютера.

Персональный компьютер представляет собой набор взаимосвязанных устройств. В стационарном ПК центральным устройством является системный блок. В системном блоке находится «мозг» машины: микропроцессор и внутренняя память. Там же помещаются: блок электропитания, дисководы, контроллеры внешних устройств. Системный блок снабжен вентиляторами для охлаждения нагревающихся при работе элементов.

С наружной стороны системного блока имеются сетевой выключатель, кнопка перезагрузки компьютера, разъемы (которые называют портами) для подключения внешних устройств, выдвижной лоток для установки оптического диска.

К системному блоку подключены клавиатура (клавишное устройство), монитор (другое название - дисплей) и мышь (манипулятор). Иногда используются другие типы манипуляторов: джойстик, трекбол и пр. Дополнительно к ПК могут быть подключены: принтер (устройство печати), модем (для выхода в компьютерную сеть) и другие устройства (рис. 2.7).

На рисунке 2.7 показана стационарная модель ПК, на рис. 2.8 - ноутбук.

В ноутбуке все необходимые компоненты объединены в одном корпусе, который складывается как книжка (отсюда название компьютера).

Все устройства внешней памяти, а также устройства ввода/вывода взаимодействуют с процессором ПК через специальные блоки, которые называются контроллерами (от английского controller - контролер, управляющий). Существуют контроллер дисковода, контроллер монитора, контроллер принтера и т. п.

Сравнительно недавно в составе ПК появился универсальный контроллер, позволяющий подключать через универсальный разъем (USB) различные виды устройств: принтер, монитор, клавиатуру, мышь и др.

Магистральный принцип взаимодействия устройств ПК

Принцип, по которому организована информационная связь между устройствами компьютера, называется магистральным принципом взаимодействия. Процессор через многопроводную линию, которая называется магистралью (другое название - шина), связывается с другими устройствами (рис. 2.9).

Каждое подключаемое к ПК устройство получает свой номер, который выполняет роль адреса этого устройства. Информация, передаваемая от процессора к устройству, сопровождается его адресом и подается на контроллер. Далее работой устройства управляет контроллер.

Характерная организация магистрали такая: по одной группе проводов (шина данных) передается обрабатываемая информация, по другой (шина адреса) - адреса памяти или внешних устройств, к которым обращается процессор. Есть еще третья часть магистрали - шина управления; по ней передаются управляющие сигналы (например, проверка готовности устройства к работе, сигнал к началу работы устройства и др.).

Коротко о главном

В состав системного блока входят: микропроцессор, внутренняя память, дисководы, блок питания, контроллеры внешних устройств .

Внешние устройства (устройства ввода/вывода, устройства внешней памяти) взаимодействуют с процессором ПК через контроллеры.

Все устройства ПК связаны между собой по многопроводной линии, которая называется информационной магистралью , или шиной .

Каждое внешнее устройство имеет свой адрес (номер). Передаваемая к нему по шине данных информация сопровождается адресом устройства, который передается по адресной шине.

Вопросы и задания

1. Назовите минимальный комплект устройств, составляющих персональный компьютер, и сделайте фотографии этих устройств.

2. Какие устройства входят в состав системного блока?

3. Что такое контроллер? Какую функцию он выполняет?

4. Как физически соединены между собой различные устройства ПК?

5. Как информация, передаваемая по шине, попадает на нужное устройство?

Основные характеристики персонального компьютера

Основные темы параграфа:

Характеристики микропроцессора;
- объем внутренней (оперативной) памяти;
- характеристики устройств внешней памяти;
- устройства ввода/вывода.

Изучаемые вопросы:

Персональный компьютер – компьютер для личного пользования.
- Основные устройства персонального компьютера.
- Минимальный комплект устройств.
- Магистральный принцип взаимодействия устройств персонального компьютера.
- Характеристики микропроцессора: тактовая частота, разрядность.
- Объём – основная характеристика оперативной памяти.
- Характеристики устройств внешней памяти.

Все чаще персональные компьютеры используются не только на производстве и в учебных заведениях, но и в домашних условиях. Их можно купить в магазине так же, как покупают бытовую технику. При покупке любого товара желательно знать его основные характеристики, для того чтобы приобрести именно то, что вам нужно. Такие основные характеристики есть и у ПК.

Характеристики микропроцессора

Существуют различные модели микропроцессоров, выпускаемые разными фирмами. Основными характеристиками МП являются тактовая частота и разрядность процессора .

Режим работы микропроцессора и других связанных с ним устройств задается микросхемой, которая называется генератором тактовой частоты. Это своеобразный метроном внутри компьютера. На выполнение процессором каждой операции отводится определенное количество тактов. Ясно, что если метроном «стучит» быстрее, то и процессор работает быстрее. Тактовая частота измеряется в мегагерцах - МГц. Частота в 1 МГц соответствует миллиону тактов в одну секунду. Вот некоторые характерные тактовые частоты микропроцессоров: 600, 800, 1000 МГц. Последняя величина называется гигагерцем - ГГц. Современные модели микропроцессоров работают с тактовыми частотами в несколько гигагерц.

Следующая характеристика - разрядность процессора . Разрядностью называют максимальную длину двоичного кода, который может обрабатываться или передаваться процессором целиком. Разрядность процессоров на первых моделях ПК была равна 8 битам. Затем появились 16-разрядные процессоры. На современных ПК чаще всего используются 32-разрядные процессоры. Наибольшая разрядность у современных микропроцессоров, используемых в ПК, - 64 бита.

Объем внутренней (оперативной) памяти

Про память компьютера мы уже говорили. Она делится на оперативную (внутреннюю) и долговременную (внешнюю) память. Производительность машины очень сильно зависит от объема внутренней памяти. Если для работы каких-то программ не хватает внутренней памяти, то компьютер начинает переносить часть данных во внешнюю память, что резко снижает его производительность. Скорость чтения/записи данных в оперативную память на несколько порядков выше, чем во внешнюю.

Объем оперативной памяти влияет на производительность компьютера. Для эффективной работы современных программ требуется оперативная память объемом в сотни и тысячи мегабайтов (гигабайты).

Назначение кэш-памяти

Для сокращения времени выполнения программы в состав ПК входит специальный вид внутренней памяти, который называется кэш-памятью . Это небольшой по объему, но имеющий самое короткое время чтения/записи раздел памяти компьютера. В кэш-памяти дублируются данные и команды из оперативной памяти, к которым процессор наиболее часто обращается при выполнении программы. Поэтому первоначально процессор ищет требуемую информацию в кэш-памяти, и только если ее там не обнаруживает, обращается к более медленной оперативной памяти.

Характеристики устройств внешней памяти

Устройства внешней памяти - это магнитные и лазерные дисководы, флэш-память . Встроенные в системный блок магнитные диски называются жесткими дисками, или винчестерами. Это очень важная часть компьютера, поскольку именно здесь хранятся все необходимые для работы компьютера программы. Чтение/запись на жесткий диск производится быстрее, чем на все другие виды внешних носителей, но все-таки медленнее, чем в оперативную память. Чем больше объем жесткого диска, тем лучше. На современных ПК устанавливают жесткие диски, объем которых измеряется в гигабайтах: десятки и сотни гигабайтов. Покупая компьютер, вы приобретаете и необходимый набор программ на жестком диске. Обычно покупатель сам заказывает состав программного обеспечения компьютера.

Все остальные носители внешней памяти - сменные, т. е. их можно вставлять в дисковод и доставать из дисковода. К ним относятся оптические диски типа CD (компакт-диски) и DVD. Об их свойствах рассказывалось в § 6. Диски удобны для длительного хранения программ и данных, а также для переноса информации с одного компьютера на другой.

В обязательный комплект современного ПК входят оптические дисководы для работы с CD и DVD . На этих носителях распространяется программное обеспечение. Вместимость CD-ROM исчисляется сотнями мегабайтов (стандартный объем - 700 Мб). Информационная емкость DVD исчисляется гигабайтами (4,7; 8,5; 17 Гб). Часто на DVD записываются видеофильмы. На одном диске можно уместить двухчасовой видеофильм с несколькими звуковыми дорожками на разных языках.

Пишущие оптические дисководы позволяют производить запись и перезапись информации на CD-RW и DVD-RW.

В последнее время основным средством переноса информации с одного компьютера на другой стала флеш-память. Флеш-память - это электронное устройство внешней памяти, используемое для чтения и записи информации в файловом формате . Флеш-память, как и диски, - энергонезависимое устройство. Емкость носителя составляет от сотен мегабайтов до нескольких гигабайтов. А скорость чтения и записи данных на флеш-носитель приближается к скорости чтения и записи на жесткий диск.

Устройства ввода/вывода

Все остальные типы устройств относятся к числу устройств ввода/вывода . Обязательными из них являются клавиатура, монитор и манипулятор (мышь; на мобильных ПК: трекбол, тачпад, джойстик и др.). Дополнительные устройства: принтер, модем, сканер, звуковая система и некоторые другие. Выбор этих устройств зависит от потребностей и финансовых возможностей покупателя. Всегда можно найти источники справочной информации о моделях таких устройств и их эксплуатационных свойствах.

Коротко о главном

Основные характеристики микропроцессора : тактовая частота и разрядность. Чем больше тактовая частота, тем выше скорость работы процессора. Увеличение разрядности ведет к увеличению объема данных, обрабатываемых компьютером за единицу времени.

Объем оперативной памяти влияет на производительность компьютера. Для эффективной работы современных программ требуется оперативная память объемом в сотни и тысячи мегабайтов (гигабайты).

Жесткий магнитный диск - обязательное устройство внешней памяти в составе компьютера.

Сменными носителями являются оптические диски, флеш-память.

Необходимый набор устройств ввода/вывода: клавиатура, манипулятор, монитор .

Дополнительные устройства ввода/вывода : принтер, сканер, модем, акустическая система и др.

Вопросы и задания

1. От каких характеристик компьютера зависит его производительность?

2. Информационный объем какого порядка имеют винчестеры, CD-ROM, DVD-ROM?

3. Какие устройства памяти являются встроенными, какие - сменными?

4. Какие устройства ввода/вывода являются обязательными для ПК, какие - дополнительными?

Электронное приложение к уроку

Cкачать материалы урока