Устройство ПК

края
Мащенко Пётр Степанович.
Данную презентацию можно использовать на уроках информатики

при изучении
темы «Устройство компьютера»

900igr.net

обработки, хранения и передачи информации.
Принцип программного управления компьютером состоит в

том, что программа состоящая из набора команд, записывается в память компьютера, а компьютер автоматически исполняет эту программу.
Программа — это заранее заданная, четко определённая последовательность арифметических, логических и других операций.
Компьютер обрабатывает информацию, исполняя программы, которые разрабатываются человеком и вводятся в память компьютера.

основу архитектуры современных персональных компьютеров положен магистрально-модульный принцип.

Модульная организация компьютера опирается на магистральный (шинный) принцип обмена информацией между устройствами.
Кроме этого модульный принцип предполагает, что новые устройства (модули) должны быть совместимы со старыми и легко устанавливаться в том же месте, а это позволяет пользователю самому комплектовать нужную ему конфигурацию компьютера и модернизировать его.

Функциональная организация компьютера
Аппаратная реализация компьютера

память компьютера.

Эти устройства преобразуют различные виды информации (графическую, текстовую,

числовую, звуковую) в цифровую (двоичную) форму

К устройствам ввода относятся клавиатура, мышь, сканер, микрофон, графический планшет, джойстик и другие.

команд.
Кроме алфавитно-цифровых клавиш клавиатура обычно имеет 12 функциональных клавиш, расположенных

вдоль верхнего края. Функциональные клавиши могут программироваться пользователем. Например, во многих программах для получения помощи (подсказки) задействована клавиша F1, а для выхода из программы — клавиша F10.
Управляющие клавиши имеют следующее назначение:
Enter — клавиша ввода;
Esc (Escape — выход) клавиша для отмены каких-либо действий, выхода из программы, из меню и т.п.;
Ctrl и Alt — эти клавиши самостоятельного значения не имеют, но при нажатии совместно с другими управляющими клавишами изменяют их действие;
Shift (регистр) — обеспечивает смену регистра клавиш (верхнего на нижний и наоборот);
Insert (вставлять) — переключает режимы вставки (новые символы вводятся посреди уже набранных, раздвигая их) и замены (старые символы замещаются новыми);
Delete (удалять) — удаляет символ с позиции курсора;
Back Space или ←    — удаляет символ перед курсором;
Home и End — обеспечивают перемещение курсора в первую и последнюю позицию строки, соответственно;
Page Up и Page Down — обеспечивают перемещение по тексту на одну страницу (один экран) назад и вперед;
Tab — клавиша табуляции, обеспечивает перемещение курсора вправо сразу на несколько позиций до очередной позиции табуляции;
Caps Lock — фиксирует верхний регистр, обеспечивает ввод прописных букв вместо строчных;
Print Screen — обеспечивает печать информации, видимой в текущий момент на экране.
Длинная нижняя клавиша без названия — предназначена для ввода пробелов.
Клавиши ↑, ↓ , → , ← служат для перемещения курсора вверх, вниз, влево и вправо на одну позицию или строку.
Малая цифровая клавиатура используется в двух режимах — ввода чисел и управления курсором. Переключение этих режимов осуществляется клавишей Num Lock.

работы с графическим интерфейсом. При перемещении мыши по коврику на

экране перемещается указатель мыши, при помощи которого можно указывать на объекты и/или выбирать их. Используя клавиши мыши (их может быть две или три) можно задать тот или другой тип операции с объектом.

Джойстик — устройство-манипулятор для ввода информации о движениях руки

компьютера


Если при помощи сканера

вводится текст, компьютер воспринимает его как картинку, а не как последовательность символов. Для преобразования такого графического текста в обычный символьный формат используют программы оптического распознавания образов.

в режиме реального времени. Используется для организации видеоконференций.

Микрофон – устройства

для ввода звуковой информации. Микрофон подключается к звуковой карте, которая преобразует звук в цифровую форму

Графический планшет – устройство для ввода графической информации, рукописного текста с помощью специальной ручки.

памяти компьютера к пользователю.

Эти устройства преобразуют информацию из двоичной

(цифровой) формы в привычные для пользователя виды: текстовую, звуковую, графическую

К устройствам ввода относятся: видеомонитор, принтер, акустические колонки, наушники, графопостроитель и другие.

на бумаге.

В настоящее время наибольшее распространение получили три типа принтеров:

матричные, струйные и лазерные.

на экране
Сейчас наибольшее распространение получили мониторы на базе электронно-лучевой трубки

и жидкокристаллические мониторы (LCD)

звуковой информации

на бумагу.

Плоттеры используются для получения сложных конструкторских чертежей, архитектурных планов,

географических и метеорологических карт, деловых схем, плакатов.

Роликовые плоттеры прокручивают бумагу под пером, а планшетные плоттеры перемещают перо через всю поверхность горизонтально лежащей бумаги.

выполняя арифметические и логические операции, заданные программой, управляет вычислительным процессом

и координирует работу всех устройств компьютера.
Функции процессора:
обработка данных по заданной программе путем выполнения арифметических и логических операций;
программное управление работой устройств компьютера.

Та часть процессора, которая выполняет команды, называется арифметико-логическим устройством (АЛУ), а другая его часть, выполняющая функции управления устройствами, называется устройством управления (УУ).
Обычно эти два устройства выделяются чисто условно, конструктивно они не разделены.

интегральную схему — тонкую пластинку кристаллического кремния прямоугольной формы площадью

всего несколько квадратных миллиметров, на которой размещены схемы, реализующие все функции процессора. Кристалл-пластинка обычно помещается в пластмассовый или керамический плоский корпус и соединяется золотыми проводками с металлическими штырьками, чтобы его можно было присоединить к системной плате компьютера.

за единицу времени.

Производительность процессора определяется его тактовой частотой, разрядностью и

его архитектурой.

компьютеру в данный момент работы.

В состав внутренней памяти входят оперативная

память, кэш-память и постоянная (специальная) память.

Оперативная память (ОЗУ, англ. RAM) — это энергозависимое быстрое запоминающее устройство сравнительно небольшого объёма, непосредственно связанное с процессором и предназначенное для записи, считывания и хранения выполняемых программ и данных, обрабатываемых этими программами.
Оперативная память используется только для временного хранения данных и программ, так как, когда компьютер выключается, вся информация, которая находилась в ОЗУ, удаляется.
Обычно оперативная память исполняется из интегральных микросхем

в ячейках его оперативной памяти.
Память состоит из множества ячеек. В

каждой ячейке может храниться в данный момент только одно из двух значений: нуль или единица. Ячейка памяти, хранящая один двоичный знак, называется «бит».
Бит – наименьшая частица памяти компьютера. В одном бите памяти хранится один бит информации.
Свойства внутренней памяти:
Дискретность:
память состоит из отдельных ячеек – битов.
Адресуемость:
во внутренней памяти компьютера все байты пронумерованы. Нумерация начинается с нуля. Порядковый номер байта называется его адресом. Занесение информации в память, а также извлечение ее из памяти, проводится по адресам.

ВНУТРЕННЯЯ ПАМЯТЬ

объёма, которое используется при обмене данными между микропроцессором и оперативной

памятью для компенсации разницы в скорости обработки информации процессором и несколько менее быстродействующей оперативной памятью.
Кэш-памятью управляет специальное устройство —контроллер, который, анализируя выполняемую программу, пытается предвидеть, какие данные и команды вероятнее всего понадобятся в ближайшее время процессору, и подкачивает их в кэш-память .

Постоянная память (ПЗУ, англ. ROM) — энергонезависимая память, для хранения данных, которые никогда не потребуют изменения. Содержание памяти специальным образом "зашивается" в устройстве при его изготовлении для постоянного хранения. Из ПЗУ можно только читать.
Прежде всего в постоянную память записывают программу управления работой самого процессора. В ПЗУ находятся программы управления дисплеем, клавиатурой, принтером, внешней памятью, программы запуска и остановки компьютера, тестирования устройств

больших объёмов информации.
Внешняя память энергонезависима, характеризуется меньшим быстродействием в сравнении

с внутренней памятью, но имеет намного больший информационный объём.
Устройства внешней памяти (накопители) обеспечивают запись информации на носители информации, а также считывание информации с носителей.
В настоящее время наибольшее распространение получили накопители с магнитным и оптическим(лазерным) принципом записи и считывания информации.

записывают информацию на гибкие магнитные диски (дискеты) диаметром 3,5 дюйма

(89 мм) ёмкостью 1,44 Мбайт
Гибкие магнитные диски (floppy disk) помещаются в пластмассовый корпус. Такой носитель информации называется дискетой. Дискета вставляется в дисковод. Магнитная головка дисковода устанавливается на определенную концентрическую дорожку диска, на которую и записывается (или считывается) информация
Дискеты обычно используется для переноса данных с одного компьютера на другой .

Disk Drive) — это запоминающее устройство большой ёмкости, в котором

носителями информации являются несменные круглые жёсткие пластины, обе поверхности которых покрыты слоем магнитного материала. Жесткие магнитные диски размещаются на одной оси, они заключены в металлический корпус и вращающихся с высокой угловой скоростью Жёсткие диски используется для постоянного хранения информации — программ и данных. Ёмкость жёстких дисков измеряется сотнями Гбайт

которые записывают информацию и считывают информацию с помощью лазерного излучения.

Информация записывается на диски двух основных видов - CD (Сompact Disk) ёмкостью около 700 Мбайт и DVD (Digital Video Disk) ёмкостью несколько Гбайт. Для работы с DVD необходимы DVD–приводы, которые могут работать также с CD.
Используются различные типы оптических дисков:
диски только для считывания информации (CD-ROM и DVD-ROM), диски для однократной записи (CD-R и DVD-R), диски для многократной записи, то есть перезаписываемые (CD-RW и DVD-RW). Для записи информации необходимы пишущие приводы CD-RW и приводы DVD-RW.

дисках CD (CD — Compact Disk, компакт диск) и DVD

(DVD — Digital Video Disk, цифровой видеодиск) информация записана на одну спиралевидную дорожку (как на грампластинке), содержащую чередующиеся участки с различной отражающей способностью. Лазерный луч падает на поверхность вращающегося диска, а интенсивность отраженного луча зависит от отражающей способности участка дорожки и приобретает значения 0 или 1.

однослойные и 30 Гбайт двухслойные

Blu-Ray Disc ёмкостью 25 Гбайт однослойные

и 50 Гбайт двухслойные

Для работы с такими дисками необходимы специальные оптические приводы

ВНЕШНЯЯ ПАМЯТЬ

хранить информацию на микросхемах. Flash-память обеспечивает высокую сохранность данных, высокую

скорость записи и считывания информации при небольших размерах. Устройства на основе flash-памяти не имеют в своём составе движущихся частей, что обеспечивает высокую сохранность данных при их использовании в мобильных устройствах

информацией между всеми устройствами компьютера.
Магистраль включает в себя три многоразрядные

шины, представляющие собой многопроводные линии:
шину данных,
шину адреса,
шину управления.
По шине данных между устройствами передаются данные, по шине адреса от процессора передаются адреса устройств и ячеек памяти, по шине управления передаются управляющие сигналы.
Основными характеристиками системной шины является разрядность и частота

блоке, к которому подключаются внешние устройства (видеомонитор, клавиатура, мышь, принтер,

сканер, звуковые колонки и другие).
В системном блоке размещаются:
блок питания;
накопитель на жёстких магнитных дисках;
накопитель на гибких магнитных дисках;
накопитель на оптических дисках;
системная плата;
платы расширения;
система вентиляции;
система индикации
и др.
Корпус системного блока может иметь горизонтальную (DeskTop) или вертикальную (Tower — башня) компоновку.

на основной плате системного блока, которая называется системной или материнской

На системной плате реализована магистраль обмена информацией, находятся разъёмы для установки микропроцессора и модулей оперативной памяти.
Системные платы исполняются на основе наборов микросхем, которые называются чипсетами.

через свои контроллеры (адаптеры) и порты примерно по такой схеме:

Контроллеры представляют собой наборы электронных цепей, которыми снабжаются устройства компьютера с целью совместимости их интерфейсов. Контроллеры, кроме этого, осуществляют непосредственное управление периферийными устройствами по запросам микропроцессора.
Порты устройств представляют собой некие электронные схемы, позволяющие подключать периферийные устройства компьютера к внешним шинам микропроцессора.
Портами также называют устройства стандартного интерфейса: последовательный, параллельный . Последовательный порт (COM1, COM2) обменивается данными с процессором побайтно, а с внешними устройствами — побитно. Параллельный порт (LPT)получает и посылает данные побайтно.
К последовательному порту обычно подсоединяют медленно действующие или достаточно удалённые устройства, такие, как мышь и модем. К параллельному порту подсоединяют более "быстрые" устройства — принтер и сканер. Клавиатура и монитор подключаются к своим специализированным портам, которые представляют собой просто разъёмы.
Сейчас широко используется универсальный USB-порт, обеспечивающий высокоскоростное подключение различных внешних устройств

плат расширения и подключаются к шине с помощью разъёмов расширения,

называемых также слотами расширения. К дополнительным устройствам относятся видеоадаптер, звуковая карта, TV-карта, сетевая карта, внутренний модем и другие.

АППАРАТНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ
КОМПЬЮТЕРА