Архитектура ПК

Содержание

Введение……………………………………………………………………………….4

Глава 1. Функционально-структурная организация.

1.1. Основные блоки ПК и их значение. ………………………………………….…6

1.2. Функциональные характеристики ПК………………………............................14

Глава 2. Микропроцессоры.

2.1. Типы микропроцессоров. ……………………………………..………………..18

2.2 Структура микропроцессора. ………………………………..…………………19

2.3. Последовательность работы блоков ПК……………………………………….22

III. Запоминающие устройства ПК

3.1. Основная память…………………………….…………………………………..23

3.2. Внешняя память…………………………………….…………………………...24

Глава 4. Основные внешние и внутренние устройства ПК……………...………..24

Список использованной литературы……………………….………………………28

Приложения

 

Введение

Компьютер (англ. computer —  вычислитель) представляет собой программируемое электронное устройство, способное обрабатывать данные и производить вычисления, а также выполнять другие задачи манипулирования символами.

Существует два основных класса компьютеров:

-  цифровые компьютеры, обрабатывающие  данные в виде числовых двоичных кодов;

-  аналоговые компьютеры, обрабатывающие непрерывно меняющиеся физические величины (электрическое напряжение, время и т.д.), которые являются аналогами вычисляемых величин.

Любая компьютерная программа  представляет собой последовательность отдельных команд.

Команда — это описание операции, которую должен выполнить  компьютер. Как правило, у команды  есть свой код (условное обозначение), исходные данные (операнды) и результат.

Например, у команды "сложить два числа" операндами являются слагаемые, а результатом — их сумма. А у команды "стоп" операндов нет, а результатом является прекращение работы программы.

Результат команды вырабатывается по точно определенным для данной команды правилам, заложенным в конструкцию компьютера.

Совокупность команд, выполняемых данным компьютером, называется системой команд этого компьютера.

Компьютеры работают с очень высокой скоростью, составляющей миллионы - сотни миллионов операций в секунду.

Персональные компьютеры, более чем какой-либо другой вид ЭВМ, способствуют переходу к новым компьютерным информационным технологиям, которым свойственны:

	-  дружественный информационный, программный и технический интерфейс с пользователем;
	-  выполнение информационных процессов в режиме диалога с пользователем;
	-  сквозная информационная  поддержка всех процессов на  основе интегрированных баз данных;
	-  так называемая  «безбумажная технология».

 

 Компьютер - это многофункциональное электронное  устройство для накопления, обработки и передачи информации.

Под архитектурой компьютера понимается его логическая  организация, структура и ресурсы, т.е. средства вычислительной системы, которые могут быть выделены процессу обработки данных на определенный интервал времени.

В основу построения большинства  ЭВМ положены принципы, сформулированные в 1945 г. Джоном фон Нейманом:

1. Принцип программного  управления (программа состоит из  набора команд, которые выполняются процессором автоматически друг за другом в определённой последовательности).

2. Принцип однородности памяти (программы и данные хранятся  в одной и той же памяти; над командами можно выполнять такие же действия, как и над данными).

3. Принцип адресности (основная  память структурно состоит из  нумерованных  ячеек).

ЭВМ, построенные на этих принципах, имеют классическую архитектуру (архитектуру  фон Неймана).  

Архитектура ПК определяет принцип  действия, информационные связи и  взаимное соединение основных логических узлов компьютера:

	-  центрального процессора;
	-  основной памяти;
	-  внешней памяти;
	-  периферийных устройств.

Актуальность: данная работа необходима для более успешного  использования персонального компьютера в учебе и дома. Она может быть полезна учащимся и учителям.

Цель: изучить архитектуру  персонального компьютера

Для достижения цели необходимо решить следующие задачи:

1. Познакомиться с основными блоками ПК, а так же с внутримашинным системным интерфейсом и функциональными характеристиками компьютера.
2. Изучить типы микропроцессоров, а так же структуру микропроцессора.
3. Разобрать запоминающие устройства персонального компьютера.

Работа состоит из введения, четырех глав, заключения, и четырех приложений.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Глава 1. Функционально-структурная организация

1.1.Основные блоки ПК и их значение

Архитектура компьютера обычно определяется совокупностью ее свойств, существенных для пользователя. Основное внимание при этом уделяется структуре и функциональным возможностям машины, которые можно разделить на основные и дополнительные.

Основные функции определяют назначение ЭВМ: обработка и хранение информации, обмен информацией с внешними объектами. Дополнительные функции повышают эффективность выполнения основных функций: обеспечивают эффективные режимы ее работы, диалог с пользователем, высокую надежность и др. Названные функции ЭВМ реализуются с помощью ее компонентов: аппаратных и программных средств.

Структура компьютера - это некоторая модель, устанавливающая состав, порядок и принципы взаимодействия входящих в нее компонентов.

Персональный компьютер-это настольная или переносная ЭВМ, удовлетворяющая требованиям общедоступности и универсальности применения.

Достоинствами ПК являются:

-  малая стоимость, находящаяся в пределах доступности для индивидуального покупателя;

-  автономность эксплуатации  без специальных требований к  условиям окружающей среды;

-  гибкость архитектуры,  обеспечивающая ее адаптивность  к разнообразным применениям в сфере управления, науки, образования, в быту;

-  "дружественность"  операционной системы и прочего  программного обеспечения, обусловливающая возможность работы с ней пользователя без специальной профессиональной подготовки;

-  высокая надежность  работы (более 5 тыс. ч наработки на отказ).

Структура персонального компьютера

Рассмотрим состав и  назначение основных блоков ПК.

Примечание. Здесь и  далее организация ПК рассматривается  применительно к самым распространенным в настоящее время IBM PC-подобным компьютерам.

Структурная схема ПК представлена в Приложении 1.

Микропроцессор (МП) Это центральный блок ПК, предназначенный для управления работой всех блоков машины и для выполнения арифметических и логических операций над информацией.

В состав микропроцессора входят:

микропроцессорная память (МПП) -служит для кратковременного характера, записи и выдачи информации, непосредственно используемой в вычислениях в ближайшие такты работы машины, ибо основная память (ОП) не всегда обеспечивает скорость записи, поиска и считывания информации, необходимую для эффективной работы быстродействующего микропроцессор. Регистры - быстродействующие ячейки памяти различной длины (в отличие от ячеек ОП, имеющих стандартную длину 1 байт и более низкое быстродействие);

интерфейсная система микропроцессора - реализует сопряжение и связь с другими устройствами ПК; включает в себя внутренний интерфейс МП, буферные запоминающие регистры и схемы управления портами ввода-вывода (ПВВ) и системной шиной. Интерфейс - совокупность средств сопряжения и связи устройств компьютера, обеспечивающая их эффективное взаимодействие.

Системная шина Это основная интерфейсная система компьютера, обеспечивающая сопряжение и связь всех его устройств между собой.

Основная память (ОП) Она предназначена для хранения и оперативного обмена информацией с прочими блоками машины. ОП содержит два вида запоминающих устройств: постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) и оперативное запоминающее устройство (ОЗУ).

ПЗУ служит для хранения неизменяемой (постоянной) программной и справочной информации, позволяет оперативно только считывать хранящуюся в нем информацию (изменить информацию в ПЗУ нельзя).

ОЗУ предназначено для оперативной записи, хранения и считывания информации (программ и данных) , непосредственно участвующей в информационно - вычислительном -процессе , выполняемом ПК в текущий период времени . Главными достоинствами оперативной памяти являются ее высокое быстродействие и возможность обращения к каждой ячейке памяти отдельно (прямой адресный доступ к ячейке) . В качестве недостатка ОЗУ следует отменить невозможность сохранения информации в ней после выключения питания машины (энергозависимость).

Внешняя память Она относится к внешним устройствам ПК и используется для долговременного хранения любой информации, которая может когда-либо потребоваться для решения задач. В частности, во внешней памяти хранится все программное обеспечение компьютера. Назначение этих накопителей - хранение больших объемов информации, запись и выдача хранимой информации по запросу в оперативное запоминающее устройство. В качестве устройств внешней памяти используются также запоминающие устройства на  магнитной дискете, накопители на оптических дисках (CD-ROM-Compact Disk Read Only, DVD, Memory-компакт-диск с памятью, только читаемой) и др.

Внешние устройства (ВУ) Это важнейшая составная часть любого вычислительного комплекса. Достаточно сказать, что по стоимости ВУ иногда составляют 50-80% всего ПК. ОТ состава и характеристик ВУ во многом зависят возможность и эффективность применения ПК в системах управления и в народном хозяйстве в целом.

ВУ ПК обеспечивают взаимодействие машины с окружающей средой пользователями, объектами управления и другими ЭВМ. ВУ весьма разнообразны и могут быть классифицированы по ряду признаков. Так, по назначению можно выделить следующие виды ВУ:

-  внешние запоминающие  устройства (ВЗУ) или внешняя память  ПК;

-  диалоговые средства  пользователя;

-  устройства ввода  информации;

-  устройства вывода  информации;

-  средства связи  и телекоммуникации.

Диалоговые средства пользователя включают в свой состав видеомониторы (дисплеи), реже пультовые пишущие машинки (принтеры с клавиатурой) и устройства речевого ввода-вывода информации.

Видеомонитор (дисплей) - устройство для отображения вводимой и выводимой из ПК информации.

Устройства речевого ввода-вывода относятся к средствам мультимедиа. Устройства речевого ввода - это различные микрофонные акустические системы, "звуковые мыши", например, со сложным программным обеспечением, позволяющим распознавать произносимые человеком буквы и слова, идентифицировать их и закодировать.

К устройствам ввода информации относятся:

клавиатура - устройство для ручного ввода числовой, текстовой и управляющей информации в ПК;

графические планшеты (диджитайзеры) -для ручного ввода графической информации, изображений путем перемещения по планшету специального указателя (пера ); при перемещении пера автоматически выполняются считывание координат его местоположения и ввод этих координат в ПК;

сканеры - для автоматического считывания с бумажных носителей и ввода в ПК машинописных текстов, графиков, рисунков, чертежей; в устройстве кодирования сканера в текстовом режиме считанные символы после сравнения с эталонными контурами специальными программами преобразуются в коды ASCII, а в графическом режиме считанные графики и чертежи преобразуются в последовательности двухмерных координат;

манипуляторы (устройства указания): джойстик- рычаг, мышь, трекбол-шар в оправе, световое перо и др. - для ввода графической информации на экран дисплея путем управления движением курсора по экрану с последующим кодированием координат курсора и вводом их в ПК;

сенсорные экраны - для ввода отдельных элементов изображения, программ или команд с полиэкрана дисплея в ПК.

К устройствам вывода информации относятся:

Принтеры - печатающие устройства для регистрации информации на бумажный носитель;

графопостроители (плоттеры) - для вывода графической информации (графиков, чертежей, рисунков) из ПК на бумажный носитель; плоттеры бывают векторные с вычерчиванием изображения с помощью пера и растровые: термографические, электростатические, струйные и лазерные. По конструкции плоттеры подразделяются на планшетные и барабанные. Основные характеристики всех плоттеров примерно одинаковые: скорость вычерчивания-100-1000 мм/с, у лучших моделей возможны цветное изображение и передача полутонов; наибольшая разрешающая способность и четкость изображения у лазерных плоттеров, но они самые дорогие.