компьютеров положены общие принципы, сформулированные в 1945 г. американским ученым
Джоном фон НейманомКомпьютеры, построенные на этих принципах, относятся к типу фон-неймановских
Разделы презентаций
- Разное
- Английский язык
- Астрономия
- Алгебра
- Биология
- География
- Геометрия
- Детские презентации
- Информатика
- История
- Литература
- Математика
- Медицина
- Менеджмент
- Музыка
- МХК
- Немецкий язык
- ОБЖ
- Обществознание
- Окружающий мир
- Педагогика
- Русский язык
- Технология
- Физика
- Философия
- Химия
- Шаблоны, картинки для презентаций
- Экология
- Экономика
- Юриспруденция
АРХИТЕКТУРА ПЕРСОНАЛЬНОГО КОМПЬЮТЕРА
Содержание
- 1. АРХИТЕКТУРА ПЕРСОНАЛЬНОГО КОМПЬЮТЕРА
- 2. На каких принципах построены компьютеры В основу
- 3. Принципы фон НейманаПринцип программного управленияПринцип однородности памятиПринцип адресности
- 4. Принцип программного управленияПрограмма состоит из набора
- 5. Принцип однородности памятиПрограммы и данные хранятся в
- 6. Принцип адресности Структурно основная память состоит из
- 7. Архитектура современного ПКАрхитектура есть совокупность сведений об
- 8. Контроллер специализированный процессор, управляющий работой или согласующий
- 9. По способу расположения устройств относительно центрального процессорного
- 10. ПроцессорПамять:внутренняявнешняяСистемный блокИнформационная магистраль (шина данных + шина
- 11. Базовая аппаратная конфигурация Системный блок (СБ)Монитор –
- 12. Типы корпусовDesktop (горизонтальные)SlimBooksizeTower (ветрикальные)Mini TowerMidi Tower Big Tower (FileServer)
- 13. Форм-фактор есть размеры и расположение компонентов ПК:
- 14. КорпусTowers подразделяются по количеству слотов под 5”
- 15. Корпус
- 16. Слайд 16
- 17. Охлаждение системного блокаCooler – состоит из радиатора
- 18. Типы корпусов Характеристики корпусов компании Casetek International
- 19. Основные узлы системного блока Системная плата, или
- 20. Материнская плата (MotherBoard )Процессор - основная микросхема,
- 21. Слайд 21
- 22. Слайд 22
- 23. ПроцессорУстройство, предназначенное для логической и арифметической обработки
- 24. ПроцессорЦентральный процессор (CPU, от англ. Central Processing
- 25. ПроцессорCPU выполняет арифметические и логические операции, заданные
- 26. РегистрыРегистр команд дешифрирует и сохраняет выполняемую команду
- 27. Исполнительный цикл процессораПри запуске программы на выполнение
- 28. Работа обычного процессораКоманды, поступившие на вход процессора,
- 29. Технология Hyper-ThreadingВыделяется два логических процессора, хотя реально
- 30. Двухъядерный процессорДва отдельных процессора, которые расположены на
- 31. ПроцессорПК оснащен дополнительными сопроцессорами, ориентированными на эффективное
- 32. Кэш - памятьКэш (англ. Cache) - сверхоперативная
- 33. Кэш-памятьКэш-память первого уровня - небольшая (несколько десятков
- 34. Core 2 Duo Core 2 Duo -
- 35. Core 2 QuadCore 2 Quad - четырехъядерные
- 36. Athlon 64 X2Athlon 64 X2 двухъядернве процессорыFSB
- 37. PhenomAMD Phenom являются полноценным четырехъядерным решениемТактовая частота
- 38. Коэффициент внутреннего умножения тактовой частоты Параметры МПРазрядностьЗависит
- 39. Характеристики процессоров
- 40. Процессорный разъём SocketA
- 41. Процессорный разъём SocketAПредназначен для установки CPU AMD Athlon (Thunderbird)&Duron.
- 42. ШиныШина есть группа проводов и электронных схем,
- 43. Шина данных - Осуществляет передачу данных из
- 44. Адресная шина - Данные, передаваемые по шине
- 45. Командная шина- Передаёт из оперативной памяти команды,
- 46. Система команд процессораCISC – Complex Instruction Set
- 47. Оперативная память - RAMRAM - Random Access
- 48. Memory Banks 1,2,3
- 49. Memory BankБанки памяти предназначены для установки в них соответствующих модулей памяти
- 50. Модули памятиSIMM – Single In-line Memory Module
- 51. ПамятьКэш-памятьОперативная память (RAM)Постоянная память (ROM) Перепрограммируемая постоянная
- 52. Постоянная память - ROMROM (Read Only Memory
- 53. System BIOSCMOS Battery
- 54. BIOSBIOS (Basic Input/Output System — базовая система
- 55. BIOSКак правило, материнская плата содержит 3 типа
- 56. CMOS RAM CMOS RAM — это память
- 57. Инициализация системыСразу после включения начинает работать подпрограмма
- 58. Процедура начальной загрузкиВызывается прерыванием BIOS Int 19h
- 59. Загрузка ОСОС выполняет инициализацию подведомственных ей программных
- 60. Перепрограммируемая постоянная память (ППЗУ)Programmable Read Only Memory
- 61. ВидеопамятьДля хранения графической информации используется видеопамять Видеопамять
- 62. AGP slot
- 63. AGP slotAccelerated Graphics Port - ускоренный графический
- 64. Видеокарта (видеоадаптер)Самостоятельный компьютер внутри ПКНа плате видеокарты
- 65. Совместно с монитором видеоадаптер образует видео подсистему ПКВидеоадаптер:ВидеопроцессорМатематический сопроцессорВидеопамять
- 66. Видеоадаптер2D графика позволяет рисовать в одной плоскости.
- 67. Формирование 3-х мерного изображенияПостроение математической модели –
- 68. Формирование 3-х мерного изображенияНаложение текстур – т.к.
- 69. Внешняя памятьнакопители на жёстких магнитных дискахнакопители на
- 70. Накопители на жестких магнитных дисках Накопитель на
- 71. HDDсторонаДорожка – концентрическая окружностьСектор - часть дорожкиЦилиндр
- 72. HDDГабариты HDDБольшинство – 3.5"Малогабаритные - 2.5"; 1"Миниатюрные
- 73. HDDДля ускорения процесса ЧТ/ЗП используется Кэш (буферизация
- 74. Внешняя памятьДля подключения устройств внешней памяти на системной плате предусмотрены соответствующие интерфейсы
- 75. IDE 1,2SATA
- 76. IDE/ATAIDE (Integrated Drive Electronics), он же ATA
- 77. Характеристики винчестеров
- 78. FDD Connector
- 79. FDD ConnectorПредназначен для подключения одного/двух FDD (Floppy
- 80. Накопители на гибких магнитных дисках Информация записывается
- 81. RAID Контроллер&BIOSдля IDE 3,4
- 82. RAID контроллерRAID (Redundant Arrays of Inexpensive Disks
- 83. PCI slots
- 84. PCI slotPeripheral Component Interconnect - соединение внешних
- 85. ISA slot
- 86. ISA slotIndustry Standard Architecture - архитектура промышленного
- 87. Северный мостЮжный мостChipset
- 88. ChipsetChipset - набор микросхем. В chipset'е заложены
- 89. North Bridge (северный мост) предназначен для обмена
- 90. Основные шинные интерфейсы материнских плат: ISA (Industry
- 91. Основные шинные интерфейсы материнских плат: EISA (Extended
- 92. Основные шинные интерфейсы материнских плат: VLB (VESA
- 93. Основные шинные интерфейсы материнских плат: PCI (Peripherial
- 94. Основные шинные интерфейсы материнских плат: FSB (Front
- 95. Основные шинные интерфейсы материнских плат: AGP (Advanced
- 96. Основные шинные интерфейсы материнских плат: USB (Universal
- 97. BluetoothБеспроводный интерфейс используется для подключения различных периферийных
- 98. Wi-FiИнтерфейс Wi-Fi позволяет создавать беспроводную локальную сетьАдаптер
- 99. Разъёмы подключения периферийных устройствUSB - (Universal Serial
- 100. Разъёмы подключения периферийных устройств
- 101. Скачать презентанцию
На каких принципах построены компьютеры В основу построения подавляющего большинства компьютеров положены общие принципы, сформулированные в 1945 г. американским ученым Джоном фон Нейманом Компьютеры, построенные на этих принципах, относятся к типу
Слайды и текст этой презентации
Слайд 2На каких принципах построены компьютеры
В основу построения подавляющего большинства
Слайд 3Принципы фон Неймана
Принцип программного управления
Принцип однородности памяти
Принцип адресности
Слайд 4 Принцип программного управления
Программа состоит из набора команд, которые выполняются
процессором автоматически друг за другом в определенной последовательности
Выборка программы из
памяти осуществляется с помощью счетчика команд. Этот регистр процессора последовательно увеличивает хранимый в нем адрес очередной команды на длину командыКоманды программы расположены в памяти друг за другом, тем самым организуется выборка цепочки команд из последовательно расположенных ячеек памяти
Изменение порядка выполнения команд осуществляется командами условного или безусловного переходов, которые заносят в счетчик команд номер ячейки памяти, содержащей следующую команду. Выборка команд из памяти прекращается после достижения и выполнения команды “Останов”
Таким образом, процессор исполняет программу автоматически, без вмешательства человека
Слайд 5Принцип однородности памяти
Программы и данные хранятся в одной и той
же памяти. Компьютер не различает, что хранится в данной ячейке
памяти — данные или команда. Над командами можно выполнять такие же действия, как и над даннымиЭто открывает целый ряд возможностей. Например, программа в процессе своего выполнения также может подвергаться переработке, что позволяет задавать в самой программе правила получения некоторых ее частей (так в программе организуется выполнение циклов и подпрограмм).
Команды одной программы могут быть получены как результаты исполнения другой программы. На этом принципе основаны методы трансляции — перевода текста программы с языка программирования высокого уровня на язык конкретной машины
Слайд 6Принцип адресности
Структурно основная память состоит из ячеек
Процессору в произвольный
момент времени доступна любая ячейка
Отсюда следует возможность давать имена областям
памяти, так, чтобы к запомненным в них значениям можно было впоследствии обращаться или менять их в процессе выполнения программ с использованием присвоенных именЭти принципы определяют архитектуру большинства современных компьютеров
Слайд 7Архитектура современного ПК
Архитектура есть совокупность сведений об устройствах, входящих в
состав ПК, их назначении, способах представления программ и данных
В
состав любого современного ПК входят:Процессор – одно или несколько устройств, осуществляющих логическую и арифметическую обработку информации. Процессор выполняет программы, обеспечивая тем самым обработку данных
Память – группа устройств, осуществляющих хранение программ и данных
Устройства ввода/вывода – группа устройств, обеспечивающих обмен данными между устройствами входящими в состав компьютера и/или пользователем.
ChipSet (Чипсет) - набор микросхем
Котроллеры и адаптеры, осуществляющие управление периферийными устройствами ПК
Слайд 8Контроллер
специализированный процессор, управляющий работой или согласующий работу подключённых к
нему устройств
Адаптер
устройство, предназначенное для соединения (сопряжения) между собой устройств
с разными способами представления информации
Слайд 9По способу расположения устройств относительно центрального процессорного устройства (Central Processing
Unit, CPU) различают внутренние и внешние устройства. Внешними, как правило
являются устройства ввода/вывода данных (периферийные устройства) и некоторые устройства хранения данныхСогласование между отдельными узлами и блоками выполняются с помощью переходных аппаратно-логических устройств, называемых аппаратным интерфейсом. Стандарты на аппаратные интерфейсы называются протоколами
Протокол есть совокупность технических условий, которые должны быть обеспечены разработчиками устройств, для согласования их работы с другими устройствами
Многочисленные интерфейсы можно разделить на две группы: последовательные и параллельные
Архитектура современного ПК
Слайд 10Процессор
Память:
внутренняя
внешняя
Системный блок
Информационная магистраль (шина данных + шина адреса+ шина управления)
ПЕРИФЕРИЙНЫЕ
УСТРОЙСТВА
Магистраль (системная шина) есть группа проводов и электронных схем, связывающих
центральный процессор, основную память и периферийные устройства воедино относительно передачи данных, служебных сигналов и адресации памятиКлассическая архитектура
ChipSet
Слайд 11Базовая аппаратная конфигурация
Системный блок (СБ)
Монитор – устройство вывода
Клавиатура –
устройство ввода
Мышь - устройство ввода
Принтер - устройство вывода
Слайд 12Типы корпусов
Desktop (горизонтальные)
Slim
Booksize
Tower (ветрикальные)
Mini Tower
Midi Tower
Big Tower (FileServer)
Слайд 13Форм-фактор есть размеры и расположение компонентов ПК: ATX, MicroATX, FlaxATX
Стандарт
определят
Возможность включать и выключать компьютер по командам ОС или сетевым
запросамУстанавливает форму и расположение отверстий в корпусе под разъёмы интерфейсов, клавиатуры, мыши
Устанавливает расположение отверстий в корпусе под установку монтажных стоек для крепления системных плат
Система охлаждения предполагает нагнетание воздуха в системный блок, а вентилятор источника питания и дополнительные вентиляторы выдувают воздух из корпуса
Способ подачи питания (напряжение/ток) на системную плату и периферийные устройства
Типы корпусов
Слайд 14Корпус
Towers подразделяются по количеству слотов под 5” устройства:
Micro-Tower (1 устройство
5”)
Mini-Tower ( 2 устройства 5”)
Midi-Tower ( 3 устройства
5”)Big-Tower ( 4 и более устройств 5”)
Towers также делятся на «высокие» и «низкие».
Слайд 17Охлаждение системного блока
Cooler – состоит из радиатора и вентилятора, призван
отводить излишки тепла от современных высокопроизводительных и/или греющихся элементов внутри
системного блока ( CPU, GPU, HDD, North bridge, South bridge и т.д.) Количество разнообразных радиаторов и вентиляторов в современном ПК может достигать десятка
Слайд 18Типы корпусов
Характеристики корпусов компании Casetek International Co.,Ltd
Слот – 2
ряда контактов, вытянутых в одну линейку
Сокет (socket)– прямоугольный разъём
Слайд 19Основные узлы системного блока
Системная плата, или материнская плата, на
которой размещены центральные устройства ПК — CPU, оперативная память, комплект
ИМС, называемый чипсетом, контроллеры, адаптерыБлок питания, снабжающий напряжением все электрические цепи и внешние устройства системного блока
Разъемы для подключения периферийных устройств расположены на специальной панели на тыльной стороне системного блока
Устройства сигнализации и включения ПК, размещенные на специальной панели на лицевой стороне системного блока
Внешние устройства — жесткий диск, компакт-диск CD ROM/R/RWили DVD, подключенные к ПК и блоку питания специальными кабелями
Основной платой ПК является материнская плата (MotherBoard)
Слайд 20Материнская плата (MotherBoard )
Процессор - основная микросхема, выполняющая математические и
логические операции;
Чипсет - набор микросхем, которые руководят работой внутренних устройств
ПК и определяют основные функциональные возможности материнской платы;Шины - набор проводников и электронных схем, по которым происходит обмен информацией между внутренними устройствами компьютера
Оперативная память (RAM – Random Access Memory) - набор микросхем, предназначенных для временного хранения данных
Постоянная память (ROM – Read Only Memory) - микросхема, предназначенная для долговременного хранения данных, даже при отключенном компьютере;
Разъёмы (слоты) для подсоединения дополнительных устройств
Слайд 23Процессор
Устройство, предназначенное для логической и арифметической обработки информации, анализа и
формирования управляющих сигналов
Функции:
Передача информации между CPU, ОП, ВЗУ
Выполнение программ, хранящихся
в ОПОбработка прерываний
Физически микропроцессор представляет собой интегральную микросхему — тонкую пластинку кристаллического кремния прямоугольной формы площадью всего несколько квадратных миллиметров, на которой размещены схемы, реализующие все функции процессора.
Слайд 24Процессор
Центральный процессор (CPU, от англ. Central Processing Unit)
Арифметико-логическое устройство (АЛУ)
Устройство управления (УУ)
Микропроцессорная память (регистры, МПП)
Системная шина
Сопроцессор
Кэш — быстродействующая
память малого объема 
Слайд 25Процессор
CPU выполняет арифметические и логические операции, заданные программой, управляет вычислительным
процессом и координирует работу всех устройств компьютера
АЛУ предназначено для выполнения
арифметических и логических операций, выполнения операций сдвига, формирования признаков результатов операцийУУ формирует последовательность внешних и внутренних управляющих сигналов, а также анализирует сигналы (прерывания) поступающие от других устройств
МПП – регистры предназначены для временного хранения и преобразования информации
СШ обеспечивает передачу информации:
Между CPU и основной памятью
Между МПП и портами ввода вывода
Между основной памятью и портами ввода вывода
Слайд 26Регистры
Регистр команд дешифрирует и сохраняет выполняемую команду в течение всего
цикла исполнения
Счётчик команд формирует адрес следующей команды
Аккумулятор содержит один из
операндов или конечный результат выполнения командыРегистр флагов (регистр слова состояния процессора) содержит признаки результата выполнения команды
Регистры общего назначения используются для хранения данных в процессе выполнения команды
Сегментные регистры используются для формирования адресов
Слайд 27Исполнительный цикл процессора
При запуске программы на выполнение в СК пересылается
адрес первой выполняемой команды
Используя адрес из СК CPU считывает из
ОП очередную команду и помещает её в регистр команд. В первом байте команды хранится код операции, по которому CPU определяет сколько байтов занимает команда и считывает остальные байты. При считывании очередного байта содержимое СК увеличивается на 1. После считывания всей команды в СК адрес следующей командыКоманда дешифрируется. В зависимости от типа команды она может иметь 0, 1, 2 или 3 операнда. На этом этапе выполняются операции, предписанные командой, осуществляется обработка данных, если они есть.
Обращение к памяти на 1 этапе связано с выборкой команд, а на 2 этапе с выборкой данных.
Процессор в отличии от ОП различает среди информации команды и данные
Данный цикл выполнения команды называется Скалярным (один конвейер). Процессоры по Intel 486 включительно
Суперскалярный процессор имеет более одного конвейера для параллельного выполнения инструкций, образуя несколько потоков обработки данных. Pentium – двухпотоковый, Pentium Pro – трёхпотоковый
Слайд 28Работа обычного процессора
Команды, поступившие на вход процессора, последовательно проходят через
необходимые для их выполнения блоки по очереди
Пока одна команда выполняется
процессором, остальные ждут очереди
Слайд 29Технология Hyper-Threading
Выделяется два логических процессора, хотя реально – один
Технология Hyper-Threading
учитывает тот факт, что в процессоре отдельные блоки обрабатывают определённый
тип данных и пока один занят работой другие ждут своей очередиПрограммы написанные с учётом этой технологии позволяют процессору выполнять сразу две операции
Слайд 30Двухъядерный процессор
Два отдельных процессора, которые расположены на одном кристалле или
в одном корпусе
На вход двухъядерного процессора поступают два отдельных потока
и отдельно выходят. Взаимного влияния друг на друга потоки внутри процессора не оказывают. Исключения составляют схемы интерфейса и Кэш Использование технологии Hyper-Threading позволяет получить 4 логических процессора
Слайд 31Процессор
ПК оснащен дополнительными сопроцессорами, ориентированными на эффективное выполнение специфических функций
математический
сопроцессор для обработки числовых данных в формате с плавающей точкой
графический сопроцессор для обработки графических изображений
сопроцессор ввода/вывода для выполнения операции взаимодействия с периферийными устройствами
Слайд 32Кэш - память
Кэш (англ. Cache) - сверхоперативная память представляет собой
быстрое ЗУ небольшого объёма, которое используется при обмене данными между
микропроцессором и оперативной памятью для компенсации разницы в скорости обработки информации процессором и 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
При этом возможны как "попадания", так и "промахи". В случае попадания, то есть, если в кэш подкачаны нужные данные, извлечение их из памяти происходит без задержки. Если же требуемая информация в кэш отсутствует, то процессор считывает её непосредственно из оперативной памяти
Соотношение числа попаданий и промахов определяет эффективность кэширования
Слайд 33Кэш-память
Кэш-память первого уровня - небольшая (несколько десятков килобайт) сверхбыстрая память,
предназначенная для хранения промежуточных результатов вычислений 128-512 КБ
Кэш-память второго уровня
медленнее, но больше - до 4 МбКонструктивно выполнена на одном кристалле с процессором
Слайд 34Core 2 Duo
Core 2 Duo - наиболее массовые и
востребованные процессоры Intel
Процессоры различаются между собой частотой, частотой системной шины
FBS - 800 МГц и1066 МГцкэш L2 - 2 Мб и 4 мб
Слайд 35Core 2 Quad
Core 2 Quad - четырехъядерные процессоры Intel
Состоят из
двух двухъядерных процессоров Core 2 Duo, работающих в одном корпусе
FSB 1066 МГц
кэш L1 - 128 Кб
кэш L2 – 8 Мб
Тактовая частота 2,4 ГГц и 2,6 ГГц
Слайд 36Athlon 64 X2
Athlon 64 X2 двухъядернве процессоры
FSB для всех моделей
и составляет 1000 МГц
Тактовая частота 1,9 ГГц..3,0 ГГц
Кэш L2 для
всех процессоров составляет 1 Мб 
Слайд 37Phenom
AMD Phenom являются полноценным четырехъядерным решением
Тактовая частота 2,2 ГГц, 2,6
ГГц
кэш L2- 2 Мб
впервые в процессорах AMD будет применяться
кэш третьего уровня объёмом 2 Мб, его задача - ускорение обмена данными между процессорными ядрами, тем самым разгружая шину памяти. 
Слайд 38Коэффициент внутреннего умножения тактовой частоты
Параметры МП
Разрядность
Зависит от разрядности регистров
процессора. Разряд хранит 1бит информации.
Быстродействие
Внутренняя тактовая частота - количество циклов,
которые совершает процессор за единицу времени (секунду). Тактовая частота 2-х ядерных процессоров от 2 до 3,8 ГГцВнешняя тактовая частота (FSB Front Side Bus)– частота обмена между процессором и устройствами системной платы от 200 до 1600 МГц
Размер Кэша
Скорость работы CPU отличается на порядок от скорости работы ОП
Кэш – буфер между МПП и ОП
Чем больше объем Кэша , тем выше производительность
Рабочее напряжение
Снижение рабочего напряжения разрешает уменьшить размеры CPU, а также уменьшить тепловыделение в CPU, что разрешает увеличить его производительность без угрозы перегрева.
Есть коэффициент, на который следует умножить тактовую частоту материнской платы, для достижения частоты процессора .
Большинство МП 32-разрядные (по Pentium 4 включительно), 2-х и 4-х ядерные процессоры 64-разрядные.
Вместе с быстродействием разрядность характеризует объем информации, перерабатываемый CPU за единицу времени
Слайд 42Шины
Шина есть группа проводов и электронных схем, обеспечивающих передачу информации
внутри компьютера
Процессор связан в первую очередь с оперативной памятью и
с другими устройствами, с помощью шинОсновных шин три (условно):
шина данных
адресная шина
командная шина
Шины на материнской плате используются не только для связи с процессором. Все устройства материнской платы, а также устройства, которые подключаются к ней, взаимодействуют между собой с помощью шин. От архитектуры этих элементов во многом зависит производительность ПК в целом
Слайд 43Шина данных
- Осуществляет передачу данных из оперативной памяти в
регистры процессора и наоборот, то есть шина данных является двунаправленной
-
Данные передаются в виде двоичных цифр через определенные промежутки времени- Количество данных, которое может передать процессор за один такт определяется разрядностью внутренних регистров. В процессорах ШД 64-разрядная
Это означает, что за один такт на обработку поступает сразу 8 байт данных
Слайд 44Адресная шина
- Данные, передаваемые по шине адреса трактуются как
адреса ячеек оперативной памяти
Разрядность шины определяет максимально возможный объем
адресуемой оперативной памяти 232=4ГБ, 236=64ГБ
264=2305843009ГБ
Слайд 45Командная шина
- Передаёт из оперативной памяти команды, выполняемые процессором
- Команды
и данные хранятся в памяти в отдельных областях
- Команды представлены
в виде последовательности байтов. Простые команды занимают один, два, три и больше байтов- Процессоры имеют 32-х 64 разрядную командную шину, существуют процессоры с 128 разрядной командной шиной
Слайд 46Система команд процессора
CISC – Complex Instruction Set Computing процессоры с
расширенной системой команд используются в универсальных вычислительных системах. (PU типа
Pentium имеют более тысячи команд)RISC – Reduced Instruction Set Computing процессоры с сокращенной системой команд используются в специализированных вычислительных системах или устройствах, ориентированных на выполнение единообразных операций
Слайд 47Оперативная память - RAM
RAM - Random Access Memory память произвольного
доступа. Второе по быстродействию устройство после CPU. Могут работать на
частоте до 500МГц, обеспечивая пропускную способность до 3,7 Гб/с256 Мб – стартовый уровень
512 МБ – комфортная работа приложений
1ГБ – достаточно для работы с 2-мерной и 3х –мерной графикой
Слайд 50Модули памяти
SIMM – Single In-line Memory Module устарели, используются на
сегодняшний день в телефонах (сначала адрес, затем данные)
DIMM – Dual
In-line Memory Module (адрес следующих данных и данные из предыдущего адреса ) используют микросхемы памяти:SDR SDRAM – частота тактового импульса 133 МГц –данные передаются по заднему фронту синхроимпульса. Скорость передачи данных 133 Мбит/сек
PC100 SDRAM, PC133 SDRAM (Pentium 3) 100 и 133 частота
DDR SDRAM - частота тактового импульса 133 МГц –данные передаются по обоим фронтам синхроимпульса. Скорость передачи данных 266 Мбит/сек
DDR2 SDRAM - частота тактового импульса 256 МГц –данные передаются по обоим фронтам синхроимпульса. Скорость передачи данных 533 Мбит/сек
Слайд 51Память
Кэш-память
Оперативная память (RAM)
Постоянная память (ROM)
Перепрограммируемая постоянная память (Flash Memory
)
Энергонезависимая память CMOS RAM
Видеопамять
Внешняя
Магнитные диски
Гибкие магнитные диски (FDD)
Жесткий диск
(HDD)Оптические (лазерные) диски
Только чтение (CD-ROM)
Магнитооптические диски
Записаваемые (CD-R, DVD-R)
Перезаписываемые (CD-RW, DVD-RW)
Внутренняя
Слайд 52Постоянная память - ROM
ROM (Read Only Memory — память только
для чтения) — энергонезависимая память представляет собой микросхемы, в которых
хранятся программы BIOSСодержание памяти специальным образом “зашивается” в устройстве при его изготовлении для постоянного хранения. Из ПЗУ можно только читать.
BIOS (Base Input Output System) - базовая система ввода/вывода представляет собой набор программ проверки и обслуживания аппаратуры компьютера
Например: самотестирование ПК, программы обмена данными между клавиатурой, памятью, монитором, жёстким диском
Слайд 54BIOS
BIOS (Basic Input/Output System — базовая система ввода-вывода) — совокупность
программ, реализующих следующие функции:
Автоматическое тестирование устройств после включения питания компьютера
(инициализация системы ) осуществляется программой POST (Power On Self Test)Загрузка операционной системы в оперативную память осуществляется программой BOOT – системный загрузчик
Настройка конфигурации ПК осуществляется программой SetUp BIOS, параметры конфигурации хранятся в CMOS_RAM
Обработка программных прерываний от УВВ. Каждое стандартное УВВ в BIOS имеет свою программу обслуживания (256 – стандартных прерываний)
Роль BIOS двоякая: с одной стороны это неотъемлемый элемент аппаратуры (Hardware), а с другой стороны — важный модуль любой операционной системы (Software)
Это первое программное обеспечение, выполняемое компьютером
Слайд 55BIOS
Как правило, материнская плата содержит 3 типа памяти, которые хранят
в себе данные, необходимые для работы BIOS и начальной загрузки
компьютераМикросхема памяти , хранящая BIOS
CMOS память
Boot Block (возможность загрузки с системного устройства)
Слайд 56CMOS RAM
CMOS RAM — это память с невысоким быстродействием
и минимальным энергопотреблением от батарейки
Используется для хранения информации о конфигурации
и составе оборудования компьютера, а также о режимах его работы Содержимое CMOS изменяется специальной программой Setup, входящей в BIOS
(англ. Set-up — устанавливать )
Слайд 57Инициализация системы
Сразу после включения начинает работать подпрограмма BIOS POST (Power-On
Self Test)
Инициализация процессора: установка режима и значений некоторых регистров
Проверка
работоспособности и инициализации подсистем ПК Проверка CPU
ПЗУ
ОЗУ (программируются регистры чипсета, управляющие контроллерами памяти и выполняется тестирование начальных адресов памяти)
Проверка адаптера дисплея и тест ОЗУ в полном объёме. Далее работа с ожившим экраном. Инициализация прерываний УВВ
Система знает конфигурацию ПК и готова к загрузке ОС. В этот момент можно войти в BIOS SetUp и изменить настройки ПК, находящиеся в CMOS памяти (после изменений возврат в POST)
Слайд 58Процедура начальной загрузки
Вызывается прерыванием BIOS Int 19h – BOOTstrap loader
Определяется
первое готовое устройство из списка разрешенных и доступных (HDD, CD,
сетевой адаптер) и осуществляется загрузка в ОП главного загрузчика MBR (Master Boot Record) и передаёт ему управлениеMBR определяет на диске системный раздел, загружает Boot Record этого раздела и передаёт ему управление
Boot Record загружает файлы ОС и передаёт ей управление
Слайд 59Загрузка ОС
ОС выполняет инициализацию подведомственных ей программных и аппаратных средств,
расширяя сервисы BIOS
ОС ведет распределение всех ресурсов ПК
Памяти (как
ОП, так и HDD, CD)Процессорного времени
Периферийных устройств
ОС предоставляет интерфейс пользователя, с помощью которого запускаются приложения и настраиваются параметры ОС и осуществляются иные действия пользователя
Под управлением ОС загружаются и исполняются пользовательские приложения
Слайд 60Перепрограммируемая постоянная память (ППЗУ)
Programmable Read Only Memory (PROM) — большая
вместимость и возможность перепрограммирования. Допустим только одноразовый прожиг
Erasable Programmable Read
Only Memory (EPROM) –данные можно записывать многократно. Для записи используется программаторElectrically Programmable Read Only Memory (ETPROM) или Flash ROM. Для перезаписи необходимо иметь лишь соответствующую программу
Слайд 61Видеопамять
Для хранения графической информации используется видеопамять
Видеопамять (VRAM) — разновидность
оперативного ЗУ, в котором хранятся закодированные изображения. Это ЗУ организовано
так, что его содержимое доступно сразу двум устройствам — процессору и дисплею. Поэтому изображение на экране меняется одновременно с обновлением видеоданных в памяти
Слайд 63AGP slot
Accelerated Graphics Port - ускоренный графический порт или порт
графического ускорителя –тактовая частота 66 МГц.
AGP 2x – пропускная способность 500 Мб/с.AGP 4x – пропускная способность в 1 Гб/с.
Для установки высокопроизводительных видеокарт используется PCI-Express слот
(Peripheral Component Interconnect)
PCI-Express x16, x8
Слайд 64Видеокарта (видеоадаптер)
Самостоятельный компьютер внутри ПК
На плате видеокарты находится
Видеопроцессор - GPU,
который по командам CPU самостоятельно строит объёмные изображения
Математический сопроцессор, предназначенный
для расчётов с плавающей точкой. 3D - изображение формируется в результате математических вычислений с плавающей точкойВидеопамять
Слайд 65Совместно с монитором видеоадаптер образует видео подсистему ПК
Видеоадаптер:
Видеопроцессор
Математический сопроцессор
Видеопамять
Слайд 66Видеоадаптер
2D графика позволяет рисовать в одной плоскости. Пользовательский интерфейс Windows,
офисные приложения и т.п.
3D графика позволяет создавать отображение 3-х мерного
объекта на плоскости. Математический сопроцессор создаёт в видеопамяти трёхмерный объект
Слайд 67Формирование 3-х мерного изображения
Построение математической модели – задаются координаты опорных
точек и уравнения связывающих их линий
Деление поверхности объекта на плоские
простейшие объектыТрансформация – преобразование простого объекта к более естественному виду
Расчёт освещенности и затенения
Проецирование – трёхмерный объект преобразуется в двухмерный, при этом запоминается расстояние вершин граней простейших фигур до поверхности экрана
Обработка координат вершин – координаты вершин из представления с плавающей точкой преобразуются в целые числа
Удаление скрытых поверхностей
Слайд 68Формирование 3-х мерного изображения
Наложение текстур – т.к. поверхность изображения моделировалась
с помощью прямоугольников или треугольников необходимо создать реалистическое изображение, наложив
на каждую поверхность текстуру. Текстуры хранятся в памяти в виде растровых рисунковСоздание эффектов прозрачности и полупрозрачности
Коррекция дефектов - смоделированные линии и границы, если они не вертикальны и горизонтальны выглядят угловато, следовательно производится коррекция изображения
Интерполяция цветов – если при моделировании использовалось другое количество цветов, чем у видеокарты, то добавляются недостающие или удаляются избыточные
После расчёта всех точек кадра информация о каждом пискеле записывается в видеопамять
Слайд 69Внешняя память
накопители на жёстких магнитных дисках
накопители на гибких магнитных дисках
накопители
на компакт-дисках
накопители на магнито-оптических компакт-дисках
Flash Erase EEPROM (Electronically Erasable Programmable
ROM) 
Слайд 70Накопители на жестких магнитных дисках
Накопитель на жёстких магнитных дисках
(англ. HDD — Hard Disk Drive) или винчестер - запоминающее
устройство большой ёмкости, в котором носителями информации являются круглые алюминиевые пластины — платтеры, обе поверхности которых покрыты слоем магнитного материала. Используется для хранения информации — программ и данных.Поверхность платтера имеет магнитное покрытие толщиной всего лишь в 1,1 мкм, а также слой смазки для предохранения головки от повреждения при опускании и подъёме на ходу. При вращении платтера над ним образуется воздушный слой, который обеспечивает воздушную подушку для зависания головки на высоте 0,5 мкм над поверхностью диска
Ёмкость: от сотен Мегабайт до сотен Гбайт и десятков Тбайт
Слайд 71HDD
сторона
Дорожка – концентрическая окружность
Сектор - часть дорожки
Цилиндр - одноименные дорожки
на всех сторонах
Кластер – один или несколько смежных секторов, минимальная
единица, выделяемая для хранения файла
Слайд 72HDD
Габариты HDD
Большинство – 3.5"
Малогабаритные - 2.5"; 1"
Миниатюрные – размеры флэш-карты
Объём
80..780
ГБ и более
Внутренняя скорость передачи данных
470Мбит/с – 3Гбит/с
Кэш
2 -16 МБ
Слайд 73HDD
Для ускорения процесса ЧТ/ЗП используется Кэш (буферизация данных)
Контроллер винчестера считывает
(записывает) не один сектор, а целую дорожку за одно обращение
к дискуПри новом запросе на чтение сначала проверяется буфер
Наиболее интеллектуальные контроллеры могут заранее загружать в буфер данные, используя механизм предсказания
Слайд 74Внешняя память
Для подключения устройств внешней памяти на системной плате предусмотрены
соответствующие интерфейсы
Слайд 76IDE/ATA
IDE (Integrated Drive Electronics), он же ATA (Advanced Technology Attachment),
Ultra ATA/133 – 16 разрядный параллельный интерфейс. На каждый IDE
контроллер можно установить 2 IDE устройства, тем самым в ПК может работать с 4 НDD, перспективы развития не имеет, также используется для подключения CD/DVDSATA
Serial ATA – последовательный интерфейс позволяет увеличить скорость передачи данных до 3Гбит/с
Существенно уменьшить габариты разъёма и шлейфа для подключения HDD и CD/DVD
На переходном этапе используются два интерфейса
Слайд 79FDD Connector
Предназначен для подключения одного/двух FDD (Floppy Disk Drive –
привод гибких дисков) 5.25” & 3.25” всех существующих стандартов.
Слайд 80Накопители на гибких магнитных дисках
Информация записывается по концентрическим дорожкам
(трекам), которые делятся на секторы. Количество дорожек и секторов зависит
от типа и формата дискеты. Сектор хранит минимальную порцию информации, которая может быть записана на диск или считана. Ёмкость сектора постоянна и составляет 512 байтовНа дискете можно хранить от 360 Килобайт до 2,88 Мегабайт информации.
В настоящее время наибольшее распространение получили дискеты со следующими характеристиками: диаметр 3,5 дюйма (89 мм), ёмкость 1,44 Мбайт, число дорожек 80, количество секторов на дорожках 18.
Слайд 82RAID контроллер
RAID (Redundant Arrays of Inexpensive Disks - избыточный массив
независимых дисков) RAID служит для создания дисковых массивов и/или зеркализации
HDD.Контроллер имеет свой собственный BIOS и управляет своими собственными IDE 3,4, также по два устройства на канал, но только HDD.
Слайд 84PCI slot
Peripheral Component Interconnect - соединение внешних компонентов, тактовая частота
- 66 MГц, пиковая пропускная способность - 264 Mбит/с для
32-разрядных данных и 528 для 64Стандарт подключения внешних устройств, введенный в ПК на базе процессора Pentium поддержка механизма Plug-and-Play
После физического подключения внешнего устройства к разъёму шины PCI происходит обмен данными между устройством и системной платой, в результате которого устройство получает номер прерывания, адрес порта и номер канала прямого доступа к памяти
PCI-Express x16, x8 для подключения высокоскоростных видеокарт
Слайд 86ISA slot
Industry Standard Architecture - архитектура промышленного стандарта - тактовая
частота - 8 MГц, максимальная пропускная способность – 5,55 Mбит/с
Может
использоваться для подключения "медленных" внешних устройств, таких как модем, звуковая картаС 2000 г. выпуск системных плат с ISA/EISA интерфейсом прекращён
Слайд 88Chipset
Chipset - набор микросхем. В chipset'е заложены все основные возможности
(поддержка типов процессоров и FSB, типов и объёмов памяти, режимов
передачи данных, слотов расширения, поддержка режимов энергосбережения и т. д.В комплект чипсета может входить различное количество микросхем, в последнее время используются 1-2 микросхемы
South Bridge (южный мост) и North Bridge (северный мост)
Производители системных плат могут путём добавления дополнительных микросхем (контроллеров) расширить возможности своего продукта, но базовые (основные) параметры заложены в chipset'е.
Слайд 89North Bridge (северный мост) предназначен для обмена данными между процессором
и высокоростными устройствами: память, шина PCI_Express или AGP. К северному
мосту подключается блок телевиденияSouth Bridge (южный мост) предназначен для работы с низкоскоростным интерфейсом: мышь, клавиатура, модем, USB, звуковая плата
Для обмена данными между южным и северным мостами используются различные типы скоростных шин (ранее использовалась PCI). Скорость передачи 2 Гбайт/с
Слайд 90Основные шинные интерфейсы материнских плат:
ISA (Industry Standard Architecture). Разрешает связать
между собой все устройства системного блока, а также обеспечивает простое
подключение новых устройств через стандартные слоты. Пропускная способность составляет до 5,5 Мбайт/с. В современных компьютерах может использоваться лишь для подсоединения внешних устройств, которые не требуют большей пропускной способности (звуковые карты, модемы и т.д.).
Слайд 91Основные шинные интерфейсы материнских плат:
EISA (Extended ISA). Расширение стандарта ISA.
Пропускная способность возросла до 32 Мбайт/с. Как и стандарт ISA,
этот стандарт исчерпал свои возможности, выпуск плат, которые поддерживают эти интерфейсы прекратился.
Слайд 92Основные шинные интерфейсы материнских плат:
VLB (VESA Local Bus). Интерфейс локальной
шины стандарта VESA
Локальная шина соединяет процессор с оперативной памятью
в обход основной шины. Работает на большей частоте, чем основная шина, и позволяет увеличить скорость передачи данных. Понятие "локальной шины" появилось в конце 80 годов (Intel 386/486), в качестве основной использовалась ISA/IESAПозже, в локальную шину добавили интерфейс для подключения видеоадаптера, который требует повышенной пропускной способности, что и привело к появлению стандарта VLB.
Пропускная способность - до 130 Мбайт/с, рабочая тактовая частота - 50 МГц, но зависит от количества устройств, подсоединенных к шине, что является главным недостатком интерфейса VLB.
VLB PCI
Слайд 93Основные шинные интерфейсы материнских плат:
PCI (Peripherial Component Interconnect). Стандарт подключения
внешних устройств
Введен в ПК на базе процессора Pentium представляет собой
интерфейс локальной шины с разъемами для подсоединения внешних компонентовПоддерживает частоту шины до 66 МГц, обеспечивает быстродействие до 264 Мбайт/с для 32-разрядных данных и 528 для 64-разрядных независимо от количества подсоединенных устройств
Поддержка механизма plug-and-play, суть которого состоит в том, что после физического подключения внешнего устройства к разъему шины PCI происходит автоматическая конфигурация этого устройства.
Слайд 94Основные шинные интерфейсы материнских плат:
FSB (Front Side Bus)
Введен в ПК
на базе процессора Pentium Pro для связи с оперативной памятью
Работает на частоте 400-1066 МГц и имеет пропускную способность до 8528 Мбайт/с
Частота шины FSB является основным параметром, именно она указывается в спецификации материнской платы
За шиной PCI осталась функция подключения новых внешних устройств.
Слайд 95Основные шинные интерфейсы материнских плат:
AGP (Advanced Graphic Port)
Специальный шинный интерфейс
для подключения видеоадаптеров
Разработан в связи с тем, что параметры шины
PCI не отвечают требованиям видеоадаптеров по быстродействиюЧастота этой шины - 33 или 66 МГц, пропускная способность до 1066 Мбайт/с
Слайд 96Основные шинные интерфейсы материнских плат:
USB (Universal Serial Bus)
Стандарт универсальной последовательной
шины определяет новый способ взаимодействия компьютера с периферийным оборудованием
Разрешает подключать
до 256 разных устройств с последовательным интерфейсом, причем устройства могут подсоединяться цепочкойПроизводительность шины USB относительно небольшая и составляет 12 Мбит/с
Среди преимуществ этого стандарта следует отметить возможность подключать и отключать устройства в "горячем режиме" (то есть без перезагрузки компьютера), а также возможность объединения нескольких компьютеров в простую сеть без использования специального аппаратного и программного обеспечения
Слайд 97Bluetooth
Беспроводный интерфейс используется для подключения различных периферийных устройств, таких как,
мобильный телефон, наушники, КПК
Bluetooth адаптер можно подключать используя интерфейс USB
или PCI Интерфейс Bluetooth позволяет подключать до 7 внешних устройств
Слайд 98Wi-Fi
Интерфейс Wi-Fi позволяет создавать беспроводную локальную сеть
Адаптер Wi-Fi подключается к
USB порту или устанавливается на PCI слот
Скорость передачи данных 54
Мбит/с
Слайд 99Разъёмы подключения периферийных устройств
USB - (Universal Serial Bus - универсальная
последовательная шина)
– новый интерфейс для подключения различных внешних
устройств.
Пропускная способность - 12 Mbit/s.В настоящий момент действует новый стандарт USB.
Пропускная способность нового стандарта возросла в 40 раз
LPT, COM1&COM2 – параллельный и последовательные порты –
служат для соединения с различными внешними устройствами
(принтерами, модемами, «Мышами», и т. д. )
