Архитектура ПК

1. Архитектура ПК.

Архитектура компьютера –  это совокупность аппаратных и программных  средств, а также система их взаимодействия, обеспечивающая функционирование компьютера.

В основном архитектуры почти  всех компьютеров сделана на базе IBM PC. Такая архитектура обладает следующими свойствами:

• открытость;
• модульность.

Открытость означает возможность  замены отдельных компонентов компьютера их более совершенными версиями, а  также возможность подключения к компьютеру новых устройств с целью расширения его возможностей.

Главное – указанные операции выполняются чрезвычайно просто в этом заслуга модульного принципа, в соответствии с которым все  компоненты машины выполнены виде законченных  конструкций, модулей, имеющие стандартные  размеры и средства соединения с  компьютером. Они не связанны жестко в единое неразъемное устройство, а предусмотрена для них возможность быстрого подключения и отсоединения от ЭВМ.

Все устройства компьютера размещены по магистрально модульному принципу. Схематично магистрально модульный  принцип компьютера изображен на рис.1.

Рис. 1 Магистрально модульный  принцип ЭВМ

Самым главным элементом  в компьютере, его "мозгом" является микропроцессор. Микропроцессор –  это электронная схема, выполняющая  все функции обработки информации и управление всеми блоками ЭВМ. Конструктивно представляет собой один кристалл 4-6 см².

В состав микропроцессора  входят следующие блоки:

1. Арифметико-логическое устройство (АЛУ) – это устройство, выполняющее логические и арифметические операции в двоичной системе исчисления.
2. Память микропроцессора – это память регистров, в которых хранятся данные и их адреса.
3. Кэш память – быстрая память повышает производительность работы микропроцессора за счет буферизации часто используемых команд.
4. Управляющее устройство (УУ) – это устройство обеспечивает режим многозадачности, который способствует организации работы ЭВМ, при которой в её памяти одновременно содержатся программы и данные для решения нескольких задач. Многозадачность осуществляется за счет системы прерываний и защиты памяти.
5. Магистраль микропроцессора – она предназначена для обмена информации между блоками микропроцессора

В настоящее время все  процессоры отличаются друг от друга  двумя характеристиками: типом (моделью) и тактовой частотой. Чем выше тактовая частота, тем выше производительность и цена процессора. Тактовая частота  указывает, сколько элементарных операций (тактов) выполняется за одну секунду. Тактовая частота измеряется в мегагерцах (МГц).

Также в компьютере важную роль играет запоминающее устройство.

Запоминающее устройство – это блок ЭВМ, предназначенный  для временного (оперативная память) и продолжительного (постоянная память) хранения программ, входных и результирующих данных, а также промежуточных  результатов.

Виды ЗПУ:

1. ОЗУ (оперативная память) – это быстро действующее запоминающее  устройство, сравнительно небольшого  объема, в котором хранится выполняемая  в текущий момент программа  и ее данные.

2. Кэш память – это  сверхбыстрая память, предназначенная  для хранения промежуточных результатов.

3. ПЗУ (постоянная память) – это память предназначена  для хранения системных и вспомогательных  программ (Bios), она энергонезависима, но скорость обмена данными в подавляющем большинстве случаев, значительно меньше.

Для каждого внешнего устройства в компьютере имеется электронная  схема (контроллер или адаптер), которая  им управляет. Некоторые контроллеры (например, контроллер дисков) могут  управлять сразу несколькими  устройствами. Все контроллеры и  адаптеры взаимодействуют с процессором  и оперативной памятью через  системную магистраль передачи данных, называемой шиной.

Шина – системная плата, обеспечивающая ввод-вывод информации. Характеристикой шины является скорость обмена. Основные типы шин (расположены  в порядке улучшения характеристик): ISA, EISA, VESA, PCI, AGP. Разъёмы-"слоты" стандарта PCI родился он около 15 лет назад и сегодня является основным стандартом слотов для подключения дополнительных устройств.

Для упрощения подключения  устройств электронные схемы  состоят из нескольких модулей –  электронных плат. На основной плате  компьютера – системной (материнской) – располагаются процессор, сопроцессор, оперативная память и шина. Схемы, управляющие внешними устройствами компьютера (контроллеры или адаптеры), находятся на отдельных платах вставляющихся в унифицированные разъёмы (слоты) на материнской плате.

Жесткий диск (винчестер, HDD) – предназначен для постоянного  хранения информации, используемой при  работе компьютера: операционной системы, документов, игр и т.д. Основными  характеристиками жесткого диска являются его емкость, измеряемая в гигабайтах (Гб), скорость чтения данных, среднее  время доступа, размер кэш-памяти. Информация хранится на одной или нескольких круглых пластинках с магнитным  слоем, над которыми летают магнитные  записывающие головки. Винчестеры подключаются к материнской плате с помощью  специальных шлейфов-кабелей, каждый из которых рассчитан на два устройства.

CD-R – дисковод с возможностью  однократной записи информации  на специальный диск, в России  их называют "болванками". Запись  на эти диски осуществляется  благодаря наличию на них особого  светочувствительного слоя, выгорающего  под воздействием высокотемпературного  лазерного луча.

CD-RW – дисковод с возможностью  многократной записи информации. Это устройство работает совершенно  по другому принципу и совсем  другими дисками, чем CD-R.

В последнее время всё  большее распространение получает DVD-ROM – устройство, предназначенное  для чтения дисков формата DVD.

Внешние устройства компьютера

По-другому внешние устройства называют периферийными устройствами.

Клавиатура – устройство, предназначенное для ввода в  компьютер информации от пользователя. Современная клавиатура состоит  из 104 укреплённых в едином корпусе  клавиш.

Мышь – манипулятор  для ввода информации в компьютер. Он необходим для работы с графическими пакетами, чертежами, при разработке схем и при работе в новых операционных системах. Основной характеристикой  мыши является разрешающая способность, измеряемая в точках на дюйм (dpi).

Джойстик – манипулятор  в виде укрепленной на шарнире  ручки с кнопками, употребляется  в компьютерных играх.

Монитор (дисплей) – устройство, предназначенное для вывода на экран  текстовой и графической информации. От качества монитора зависит сохранность зрения и обще утомляемость при работе. Мониторы имеют стандартный размер диагонали в 14,15,17,19,20 и 21 дюйм.

Виды мониторов:

- Монитор с электронно – лучевой трубкой;

- Жидкокристаллические мониторы;

- Плазменные мониторы.

Принтер – устройство, предназначенное  для вывода текстовой и графической  информации на бумагу. Различают матричные, струйные и лазерные принтеры (расположены  в порядке улучшения качества и скорости печати). Принтеры бывают цветные (струйные и лазерные) и черно-белые (матричные и лазерные).

Сканер – устройство для  ввода в компьютер текстовой  и графической информации. Сканеры  бывают ручные, настольные планшетные и даже напольные. Ручные сканеры  дешевле прочих, но качество и точность сканирования у них очень малы. Настольные планшетные сканеры позволяют  достигать намного лучшего результата, но цена таких сканеров намного выше.

Плоттер – устройство, позволяющее  выводить графическую информацию на бумагу или другие носители. Типовые  задачи для плоттеров – выполнение различных чертежей, схем, рисунков, графиков, карт и т.п. Современные  плоттеры классифицируются по формату  использования бумаги и типу пишущего механизма. Цена плоттера и расходных  материалов, как правило, достаточно высока. Но качество близко к полиграфическому и оправдывает все затраты.

 

Список литературы

1. Информатика: Учебник для вузов; Макарова Н.В., Волков В.Б.: Питер, 2011.