Основные сведения об устройстве ЭВМ

УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  ЛЕСОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

 

 

КАФЕДРА ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И МОДЕЛИРОВАНИЯ

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА ПО ИНФОРМАТИКЕ

 

 

ВЫПОЛНИЛА: КОРНЯКОВА

МАРИЯ

МИХАЙЛОВНА

СПЕЦИАЛЬНОСТЬ: 250100

ШИФР: 20712

 

 

 

ЕКАТЕРИНБУРГ 2012

 

ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ ОБ УСТРОЙСТВЕ ЭВМ.

 

 

 

 

1.МОДУЛИ

2.ПОРТ

 

3.НАЗНАЧЕНИЕ И ГРУППЫ ПЕРИФЕРИЙНЫХ УСТРОЙСТВ

 

5.ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

6.СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

 

 

1.ВВЕДЕНИЕ:

1.Составные части, из которых состоит компьютер, называют модулями. Среди всех модулей выделяют основные модули, без которых работа компьютера невозможна, и остальные модули, которые используются для решения различных задач: ввода и вывода графической информации, подключения к компьютерной сети и т.д.

Персональные  компьютеры обычно состоят из следующих  основных модулей:

Системный блок.

В системном  блоке находятся все основные узлы компьютера:

• материнская  плата;

• электронные  схемы (процессор, контроллеры устройств  и т.д.);

• блок питания;

• дисководы (накопители).

Характеристики  основных модулей ПК

Материнская плата

Материнская (системная, главная) плата является центральной частью любого компьютера. На материнской плате размещаются в общем случае центральный процессор, сопроцессор, контроллеры, обеспечивающие связь центрального процессора с периферийными устройствами, оперативная память, кэш-память, элемент ROM-BIOS, аккумуляторная батарея, кварцевый генератор тактовой частоты и слоты для подключения других устройств.

Общая производительность материнской платы определяется не только тактовой частотой, но и количеством данных, обрабатываемых в единицу времени центральным процессором, а также разрядностью шины обмена данных между различными устройствами материнской платы.

По функциональному  назначению шины делятся на:

• шину данных;

• адресную шину;

• шину управления.

По шине данных происходит обмен данными между центральным процессором, картами расширения и памятью.

По адресной шине происходит адресация ячеек памяти, в которые производится запись данных.

По шине управления или системной шине происходит передача управляющих сигналов между центральным процессором и периферией. На материнской плате системная шина заканчивается слотами для установки других устройств.

В настоящее  время существует несколько стандартов шин: ISA, MCA, EISA, VESA, PCI, USB. Архитектура  материнских плат постоянно совершенствуется: увеличивается их функциональная насыщенность, повышается производительность.

2.Порт - многоразрядный вход или выход в устройстве.

Процессор

В общем случае под процессором понимают устройство, производящее набор операций над  данными, представленными в цифровой форме. Применительно к вычислительной технике под процессором понимают центральное процессорное устройство, обладающее способностью выбирать, декодировать и выполнять команды, а также передавать и принимать информацию от других устройств.

Производство  современных персональных компьютеров  начались тогда, когда процессор  был выполнен в виде отдельной  микросхемы.

Функции процессора:

 

1.обработка  данных по заданной программе  - функция АЛУ;

2.программное  управление работой устройств ЭВМ - функция УУ (устройства управления).

В состав процессора входят также регистры - ряд специальных  запоминающих ячеек.

Регистры выполняют  две функции:

• кратковременное  хранение числа или команды;

• выполнение над  ними некоторых операций.

Производительность CPU характеризуется следующими основными параметрами:

1. тактовой частотой;

2. степенью интеграции;

3. внутренней  и внешней разрядностью обрабатываемых  данных;

4. памятью, к  которой может адресоваться CPU.

Тактовая  частота указывает, сколько элементарных операций микропроцессор выполняет за одну секунд. Тактовая частота определяет быстродействие процессора.

 

Степень интеграции микросхемы показывает, сколько транзисторов может поместиться на единице площади. Для процессора Pentium Intel эта величина составляет приблизительно 3 млн. на 3,5 кв.см, у Pentium Pro - 5 млн.

 

Внутренняя  разрядность процессора определяет, какое количество битов он может обрабатывать одновременно при выполнении арифметических операций. Внешняя разрядность процессора определяет, сколько битов одновременно он может принимать или передавать во внешние устройства.

 

Для процессора различают внутреннюю тактовую частоту процессора и внешнюю. Количество адресов ОЗУ, доступное процессору, определяется разрядностью адресной шины.

Память

Центральный процессор имеет доступ к данным, находящимся в оперативной памяти. Работа компьютера с пользовательскими программами начинается после того как данные будут считаны из внешней памяти в ОЗУ.

ОЗУ работает синхронно  с центральным процессором и  имеет малое время доступа. Оперативная память сохраняет данные только при включенном питании. Отключение питания приводит к необратимой потере данных, поэтому пользователю, работающему с большими массивами данных в течение длительного времени, рекомендуют периодически сохранять промежуточные результаты на внешнем носителе.

 

Функции памяти:

• приём информации от других устройств;

• запоминание информации;

• передача информации по запросу в другие устройства машины.

Память делят  на:

1. основную:

ОЗУ (оперативно запоминающее устройство);

ПЗУ (постоянное запоминающее устройство);

2. внешнюю.

Носители внешней  памяти: жесткие и гибкие магнитные  диски, а также лазерные диски (CD). Прежде, чем использовать, диски  форматируют на дорожки и секторы.

К функциям периферийных устройств относятся ввод и вывод информации.

Каждое устройство имеет набор характеристик, которые  позволяют подобрать такую конфигурацию устройств, которая наилучшим образом  подходит для решения определенного  круга задач с помощью компьютера.

По способу  реализации оперативная память делится на динамическую и статическую.

Оперативная память бывает: SIMM и DIMM.

Кэш-память. Кэш-память предназначена для согласования скорости работы сравнительно медленных устройств, таких, например как динамическая память с быстрым микропроцессором. Использование кэш-памяти позволяет избежать циклов ожидания в его работе, которые снижают производительность всей системы.

С помощью кэш-памяти обычно делается попытка согласовать  также работу внешних устройств, например, различных накопителей, и микропроцессора. Соответствующий контролер кэш-памяти должен заботиться о том, чтобы команды и данные, которые будут необходимы микропроцессору в определенный момент времени, именно к этому моменту оказывались в кэш-памяти.

 

3.Назначение и группы периферийных устройств.

Основное назначение ПУ - обеспечить поступление в ПК из окружающей среды программ и данных для обработки, а также выдачу результатов работы ПК в виде, пригодном  для восприятия человека или для  передачи на другую ЭВМ, или в иной, необходимой форме. ПУ в немалой степени определяют возможности применения ПК.

Периферийные  устройства можно разделить на несколько  групп по функциональному назначению:

1. Устройства ввода-вывода - предназначены для ввода информации в ПК, вывода в необходимом для оператора формате или обмена информацией с другими ПК. К такому типу ПУ можно отнести внешние накопители, модемы.

2. Устройства вывода - предназначены для вывода информации в необходимом для оператора формате. К этому типу периферийных устройств относятся: принтер, монитор, аудиосистема.

3. Устройства ввода - Устройствами ввода являются устройства, посредством которых можно ввести информацию в компьютер. Главное их предназначение - реализовывать воздействие на машину. К такому виду периферийных устройств относятся: клавиатура, сканер, графический планшет и т.д.

4. Дополнительные ПУ - такие как манипулятор «мышь», который лишь обеспечивает удобное управление графическим интерфейсом операционных систем ПК и не несет ярковыраженных функций ввода либо вывода информации; WEB-камеры, способствующие передаче видео и аудио информации в сети Internet, либо между другими ПК. Последние, правда, можно отнести и к устройствам ввода, благодаря возможности сохранения фото, видео и аудио информации на магнитных или магнитооптических носителях.

Каждые из перечисленных  групп устройств выполняют определенные функции ограниченные их возможностями  и назначением.

Периферийные  устройства ввода-вывода информации.

Периферийные устройства ввода-вывода бывают нескольких видов  в зависимости от назначения.

Винчестер

Винчестеры или накопители на жестких дисках - это внешняя память большого объема, предназначенная для долговременного хранения информации, объединяющая в одном корпусе сам носитель информации и устройство записи/чтения. По сравнению с дисководами винчестеры обладают рядом очень ценных преимуществ: объем хранимых данных неизмеримо больше, время доступа у винчестера на порядок меньше. Единственный недостаток: они не предназначены для обмена информацией.

Физические размеры винчестеров стандартизированы параметром, который называют форм-фактором.

Винчестер состоит из не скольких жестких дисков, с нанесенным на поверхность магнитным слоем  и расположенных друг под другом. Каждому диску соответствует  пара головок записи/чтения. При включенном компьютере диски винчестера постоянно крутятся, даже когда нет обращения к винчестеру, таким образом, экономится время на его разгон.

К настоящему времени разработаны  следующие типы винчестеров: MFM, RLL, ESDI, IDE, SCSI.

Внешние накопители:

· Ленточные (магнитные) накопители - стримеры. Благодаря достаточно большому объему и довольно высокой надежности чаще всего используются в рамках устройств резервного копирования данных на предприятиях и в крупных компаниях.

стример

· Магнитооптические накопители - приводы CD-ROM, CD-R, CD-RW, DVD-R, DVD-RW. Также могут использоваться в качестве устройств резервного копирования, но, в отличие от стримеров, обладают гораздо меньшей вместимостью данных.

Флэш - карты.

Пятнадцать  лет назад компания Toshiba придумала технологию энергонезависимой полупроводниковой памяти, которую она назвала флэш-памятью. Флэш-память позволяет записывать и стирать данные без таких сложностей, благодаря чему обладает неплохим быстродействием и, к тому же, достаточно надежна.

Вскоре чипы флэш-памяти стали встраивать в различные устройства, а на их основе были созданы флэш-карты, с помощью которых можно было транспортировать различные данные.

Модемы.

В настоящее  время существуют два вида модемов: аналоговые и цифровые.

Аналоговые  модемы более популярны из-за своей дешевизны и используются в основном для выхода в сеть Internet, и только иногда для связи с другими ПК. Цифровые же модемы довольно дорогие и используются для высокоскоростных соединений с сетью Internet, либо для организации локальной сети на больших расстояниях. Модемы имеют несколько типов соединений с ПК: COM, USB или посредством сетевой карты. Модем, соединение которого идет через COM-порт, требует дополнительного источника питания, а при соединении при помощи USB-порта потребность в блоке питания отпадает. xDSL-модемы также требуют дополнительного источника питания.

Периферийные  устройства вывода информации.

Периферийные  устройства вывода предназначены для  вывода информации в необходимом  для оператора формате. Среди  них есть обязательные и необязательные устройства.

Мониторы

Монитор является необходимым устройством вывода информации. Монитор позволяет вывести  на экран алфавитно-цифровую или  графическую информацию в удобном  для чтения и контроля пользователем  виде. В соответствии с этим, существует два режима работы: текстовой и графический. В текстовом режиме экран представлен в виде строк и столбцов. В графическом формате параметры экрана задаются числом точек по горизонтали и числом точечных строк по вертикали. Количество горизонтальных и вертикальных линий экрана называется разрешением. Чем оно выше, тем больше информации можно отобразить на единице площади экрана.

· Цифровые мониторы. Самый простой - монохромный монитор позволяет отображать только черно-белое изображение. Цифровые RGB - мониторы поддерживают и монохромной режим, и цветной.

· Аналоговые мониторы. Аналоговая передача сигналов производится в виде различных уровней напряжения. Это позволяет формировать палитру с оттенками разной степени глубины.

· Мультичастотные мониторы. Видеокарта формируем сигналы синхронизации, которые относятся к горизонтальной частоте строк и вертикальной частоте повторения кадров. Эти значения монитор должен распознавать и переходить в соответствующий режим.

ЭЛТ-монитор

По возможности настройки можно выделить: одночастотные мониторы, которые воспринимают сигналы только одной фиксированной частоты; многочастотные, которые воспринимают несколько фиксированных частот; мультичастотные, настраивающиеся на произвольные значения частот синхроносигналов в некотором диапазоне.

· Жидкокристаллические дисплеи (LCD). Основной из недостаток - невозможность быстрого изменения картинок или быстрого движения курсора мыши и т.п. Такие экраны нуждаются в дополнительной подсветке или во внешнем освещении. Преимущества данных экранов - в значительном сокращении спектра вредных воздействий.