Устройства современного персонального компьютера, их функции и взаимосвязь

СОДЕРЖАНИЕ 

Введение   3

1. Современный персональный компьютер  5

2. Устройства современного персонального компьютера, их функции и взаимосвязь  10

Заключение  22

Список использованной литературы  23 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

ВВЕДЕНИЕ 

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

     В XV веке знаменитый Леонардо да Винчи, изучая строение птиц, создал летательный аппарат на этой основе. Русский ученый Н.Е.Жуковский (основоположник аэродинамики), исследуя механизм полета птиц, сконструировал самолет

     Первое  автоматическое вычислительное устройство разработал в 1832 году Чарльз Бэббидж

     Первая  Электронно-Вычислительная Машина (ЭВМ) - "ENIAC" (Electronic Numerical Integrator and Computer), была создана США в 1946 году. 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 в 1951 году: 6000 электронных ламп, 5 тыс. операций сложения в секунду, разрядность 16 бит, ОП - 1800бит

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

     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 др.).

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

     Архитектура 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 1946 году, 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: описание принципа действия ПК и его конфигурации, что позволяет собирать ПК из отдельных узлов и деталей; наличие в ПК внутренних расширительных гнезд, в которые пользователь может вставлять различные устройства, удовлетворяющие заданному стандарт.

     За  последние несколько лет компьютер  становится всё в большей степени неотъемлемой частью почти каждого человека. Использование ПК не только существенно облегчает интелектуальный труд и помогает решать сложнейшие задачи всех уровней жизнедеятельности человека, но и способствует развитию информационных технологий науки и техники, коренным образом изменяя наше сознание.

         В век компьютеров, глобальных  сетей и телекомуникаций каждый  человек, столкнувшись с этим миром, постепенно, с большим трудом, методом проб и ошибок становится квалифицированным пользователем, применяя накопленные знания в решении каждодневных больших и малых вопросов и проблем. 
 
 
 
 
 
 

1. СОВРЕМЕННЫЙ ПЕРСОНАЛЬНЫЙ КОМПЬЮТЕР

 

     По  своему назначению компьютер - это универсальный прибор для работы с информацией. По принципам своего устройства компьютер - это модель человека, работающего с информацией.

     Персональный  компьютер (ПК) — это компьютер, предназначенный для обслуживания одного рабочего места. По своим характеристикам он может отличаться от больших ЭВМ, но функционально способен выполнять аналогичные операции. По способу эксплуатации различают настольные (desktop), портативные (laptop и notebook) и карманные (palmtop) модели ПК.

     Поскольку компьютер предоставляет все три класса информационных методов для работы с данными (аппаратные, программные и естественные), принято говорить о компьютерной системе как о состоящей из аппаратных и программных средств, работающих совместно. Узлы, составляющие аппаратные средства компьютера, называют аппаратным обеспечением. Они выполняют всю физическую работу с данными: регистрацию, хранение, транспортировку и преобразование как по форме, так и по содержанию, а также представляют их в виде, удобном для взаимодействия с естественными информационными методами человека.

     Совокупность  аппаратных средств компьютера называют его аппаратной конфигурацией.

     Программы могут находиться в двух состояниях: активном и пассивном. В пассивном  состоянии программа не работает и выглядит как данные, содержательная часть которых - сведения. В этом состоянии содержимое программы можно «читать» с помощью других программ, как читают книги, и изменять. Из него можно узнать назначение программы и принцип ее работы. В пассивном состоянии программы создаются, редактируются, хранятся и транспортируются. Процесс создания и редактирования программ называется программированием.

     Когда программа находится в активном состоянии, содержательная часть ее данных рассматривается как команды, согласно которым работают аппаратные средства компьютера. Чтобы изменить порядок их работы, достаточно прервать исполнение одной программы и начать исполнение другой, содержащей иной набор команд.

     Совокупность  программ, хранящихся на компьютере, образует его программное обеспечение. Совокупность программ, подготовленных к работе, называют установленным программным обеспечением. Совокупность программ, работающих в тот или иной момент времени, называют программной конфигурацией.

     Любой компьютер (даже самый большой) состоит из четырех частей:

- устройства ввода информации

- устройства обработки информации

- устройства хранения

- устройства вывода информации. 

     

Рис. 1. Устройство современного персонального компьютера   

     Конструктивно эти части могут быть объединены в одном корпусе размером с  книгу или же каждая часть может  состоять из нескольких достаточно громоздких устройств

     Базовой аппаратной конфигурацией персонального  компьютера называют минимальный комплект аппаратных средств, достаточный для начала работы с компьютером. С течением времени понятие базовой конфигурации постепенно меняется. 

     Чаще  всего персональный компьютер состоит  из следующих устройств:

- Системный блок;

- Монитор;

- Клавиатура;

- Мышь.

     Дополнительно могут подключатся другие устройства ввода и вывода информации, например звуковые колонки, принтер, сканер...

     Системный блок — основной блок компьютерной системы. В нем располагаются устройства, считающиеся внутренними. Устройства, подключаемые к системному блоку снаружи, считаются внешними. Для внешних устройств используют также термин периферийное оборудование.

     Монитор — устройство для визуального воспроизведения символьной и графической информации. Служит в качестве устройства вывода. Для настольных ПК в настоящее время наиболее распространены мониторы, основанные на электронно-лучевых трубках. Они отдаленно напоминают бытовые телевизоры.

     Клавиатура — клавишное устройство, предназначенное для управления работой компьютера и ввода в него информации. Информация вводится в виде алфавитно-цифровых символьных данных.

     Мышь — устройство «графического» управления.

     По  назначению выделяют следующие виды компьютеров:

     а) универсальные – предназначены для решения различных задач, типы которых не оговариваются. Эти ЭВМ характеризуются:

     • разнообразием форм обрабатываемых данных (числовых, символьных и т. д.) при большом диапазоне их изменения и высокой точности представления;

     • большой емкостью внутренней памяти;

     • развитой системой организации ввода-вывода информации, обеспечивающей подключение разнообразных устройств ввода-вывода.

     б) проблемно-ориентированные – служат для решения более узкого круга задач, связанных, как правило, с управлением технологическими объектами, регистрацией, накоплением и обработкой небольших объемов данных, выполнением расчетов по несложным правилам. Они обладают ограниченным набором аппаратных и программных средств.

     в) специализированные – применяются для решения очень узкого круга задач. Это позволяет специализировать их структуру, снизить стоимость и сложность при сохранении высокой производительности и надежности. К этому классу ЭВМ относятся компьютеры, управляющие работой устройств ввода-вывода и внешней памятью в современных компьютерах. Такие устройства называются адаптерами, или контроллерами.

     По  размерам и функциональным возможностям различают четыре вида компьютеров: суперЭВМ, большие, малые и микроЭВМ.

     СуперЭВМ  являются мощными многопроцессорными компьютерами с огромным быстродействием. Многопроцессорность позволяет распараллеливать решение задач и увеличивает объемы памяти, что значительно убыстряет процесс решения. Они часто используются для решения экспериментальных задач, например, для проведения шахматных турниров с человеком.

     Большие ЭВМ (их называют мэйнфреймами от англ. mainframe) характеризуются многопользовательским режимом (до 1000 пользователей одновременно могут решать свои задачи). Основное направление – решение научно-технических задач, работа с большими объемами данных, управление компьютерными сетями и их ресурсами.

     Малые ЭВМ используются как управляющие  компьютеры для контроля над технологическими процессами. Применяются также для  вычислений в многопользовательских  системах, в системах автоматизации  проектирования, в системах моделирования несложных объектов, в системах искусственного интеллекта.

     По  назначению микроЭВМ могут быть универсальными и специализированными. По числу  пользователей, одновременно работающих за компьютером – много– и однопользовательские. Специализированные многопользовательские микроЭВМ (серверы – от англ. server) являются мощными компьютерами, используемыми в компьютерных сетях для обработки запросов всех компьютеров сети. Специализированные однопользовательские (рабочие станции – workstation, англ.) эксплуатируются в компьютерных сетях для выполнения прикладных задач. Универсальные многопользовательские микроЭВМ являются мощными компьютерами, оборудованными несколькими терминалами. Универсальные однопользовательские микроЭВМ общедоступны. К их числу относятся персональные компьютеры – ПК. Наиболее популярным представителем ПК в нашей стране является компьютер класса IBM PC (International Business Machines – Personal Computer).