Устройство персонального компьютера

 

Министерство  образования и науки Российской Федерации

Кафедра «Вычислительная  техника»

 

 

 

 

 

 

 

Семестровая работа

по информационным технологиям  в экономике

тема: «Устройство персонального компьютера»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Волгоград 2013

Содержание:

1. Введение.
2. Внешние и внутренние устройства ПК.
3. Жесткий диск.
4. Дисковод гибких дисков.
5. Дисковод компакт-дисков CD-ROM.
6. Видеокарта (видеоадаптер).
7. Звуковая карта.
8. Процессор.
9. Монитор.
10. Устройства ввода знаковых данных.
11. Устройства ввода графических данных.
12. Устройства вывода данных.
13. Заключение.
14. Список литературы.

 

Введение

Персональный компьютер (ПК) – это не один электронный аппарат, а небольшой комплекс взаимосвязанных устройств, каждое из которых выполняет определенные функции. Часто употребляемый термин конфигурация ПК означает, что конкретный компьютер может работать с разным набором внешних (или периферийных) устройств, например, с принтером, модемом, сканером и т.д. Эффективность использования ПК в большой степени определяется количеством и типами внешних устройств, которые могут применяться в его составе. Внешние устройства обеспечивают взаимодействие пользователя с ПК. Широкая номенклатура внешних устройств, разнообразие их технико-эксплуатационных и экономических характеристик дают возможность пользователю выбрать такие конфигурации ПК, которые в наибольший степени соответствуют его потребностям и обеспечивают рациональное решение его задачи. Конструктивно каждая модель ПК имеет так называемый базовый набор внешних устройств, т.е. такой набор компонентов, дальнейшие уменьшение которого приведет к нецелесообразности использования компьютера для конкретной работы или даже полной бессмысленности работы с ним. Этот набор можно увидеть практически везде, где используют компьютер, в него входят:

1. системный блок (плюс дисковод или винчестер, вмонтированный в корпус);
2. монитор;
3. клавиатура

Все вышеперечисленное составляет базовую конфигурацию данной модели.

Различают также понятие  обязательной конфигурации ПК, которая  означает необходимый набор компонентов  для работы с конкретным программным  продуктом.

 

 

 

Внешние и внутренние устройства ПК

Материнская плата - основная плата персонального компьютера. На ней размещаются:

1. процессор - основная микросхема, выполняющая большинство математических и логических операций;
2. микропроцессорный комплект (чипсет) - набор микросхем, управляющих работой внутренних устройств компьютера и определяющих основные функциональные возможности материнской платы;
3. шины - наборы проводников, по которым происходит обмен сигналами между внутренними устройствами компьютера;
4. оперативная память (оперативное запоминающее устройство, ОЗУ) набор микросхем, предназначенных для временного хранения данных, когда компьютер включен;
5. ПЗУ (постоянное запоминающее устройство), микросхемы предназначенная для длительного хранения данных, в том числе и когда компьютер выключен;
6. разъемы для подключения дополнительных устройств (слоты).

 

Жесткий диск

Жесткий диск - основное устройство для долговременного хранения больших  объемов данных и программ. На самом  деле это не один диск, а группа сносных  дисков, имеющих магнитное покрытие и вращающихся с высокой скоростью. Таким образом, этот «диск» имеет  не две поверхности, как должно быть у обычного плоского диска, а 2n поверхностей, где n - число отдельных дисков в группе. Управление работой жесткого диска выполняет специальное аппаратно-логическое устройство - контроллер жесткого диска. В прошлом оно представляло собой отдельную дочернюю плату, которую подключали к одному из свободных слотов материнской платы. В настоящее время функции контроллеров дисков выполняют микросхемы, входящие в микропроцессорный комплект (чипсет), хотя некоторые виды высокопроизводительных контроллеров жестких дисков по-прежнему поставляются на отдельной плате.

К основным параметрам жестких  дисков относятся емкость и производительность. Емкость дисков зависит от технологии их изготовления. В настоящее время  большинство производителей жестких  дисков используют изобретенную компанией  ‚БМ технологию с использованием гигантского магниторезистивного  эффекта (GMR-Giant Magnetic Resistance ). Теоретический предел емкости одной пластины, исполненной по этой технологии, составляет порядка 80 Гбайт. В настоящее время достигнут, технологический уровень 6 Гбайт на пластину, но развитие продолжается. Кроме скорости передачи данных с производительностью диска напрямую связан параметр среднего времени доступа. Он определяет интервал времени, необходимый для поиска нужных данных, и зависит от скорости вращения диска.

 

 

 

 

Дисковод гибких дисков

Для оперативного переноса небольших объемов информации используют так называемые гибкие магнитные  диски (дискеты), которые вставляют  в специальный накопитель - дисковод. Приемное отверстие накопителя находится  на лицевой панели системного блока. Правильное направление подачи гибкого  диска отмечено стрелкой на его пластиковом  кожухе. Основными параметрами гибких дисков являются: технологический размер (измеряется в дюймах), плотность  записи (измеряется в кратных единицах) и полная емкость.

 

Дисковод компакт-дисков CD-ROM

Аббревиатура СD-RОМ (Compact Disk Read-Only Memory) переводится на русский язык как постоянное запоминающее устройство на основе компакт-диска. Принцип действия этого устройства состоит в считывании числовых данных с помощью лазерного луча, отражающегося от поверхности диска. Цифровая запись на компакт-диске отличается от записи на магнитных дисках очень высокой плотностью, и стандартный компакт-диск может хранить примерно 650 – 900 Мбайт данных. Большие объемы данных характерны для мультимедийной информации (графика, музыка, видео), поэтому дисководы СD-RОМ относят: к аппаратным средствам мультимедиа. Программные продукты, распространяемые на лазерных дисках, называют мультимедийными изданиями. Сегодня мультимедийные издания завоевывают все более прочное место среди других традиционных видов изданий. Так, например, существуют книги, альбомы, энциклопедии и даже периодические издания (электронные журналы), выпускаемые на СD-RОМ. Основным недостатком стандартных дисководов СD-RОМ является невозможность записи данных, но параллельно с ними существуют и устройства однократной записи СD-R (Compact Disk Recorder) и устройства многократной записи СD-RW. Основным параметром дисководов СD-RОМ является скорость чтения данных. Она измеряется в кратных долях. За единицу измерения принята скорость чтения в первых серийных образцах, составлявшая 150 Кбайт/с.

Видеокарта (видеоадаптер)

 

Совместно с монитором  видеокарта образует видеоподсистему  персонального компьютера. Видеокарта не всегда была компонентом ПК. На заре развития персональной вычислительной техники в общей области оперативной памяти существовала небольшая выделенная экранная область памяти, в которую процессор заносил данные, изображении. Специальный контроллер экрана считывал данные о яркости отдельных точек экрана из ячеек памяти этой области и в соответствии с ними управлял разверткой горизонтального луча электронной пушки монитора. С переходом от черно-белых мониторов к цветным и с увеличением разрешения экрана (количества точек по вертикали и горизонтали) области видеопамяти стало недостаточно для хранения графических данных, а процессор перестал справляться с построением и обновлением изображения. Тогда и произошло выделение всех операций, связанных с управлением экраном, в отдельный блок, получивший название видеоадаптер. Физически видеоадаптер выполнен в виде отдельной дочерней платы, которая вставляется в один из слотов материнской платы и называется видеокартой. Видеоадаптер взял на себя функции видеоконтроллера, видеопроцессора и видеопамяти.

 

Звуковая карта

Звуковая карта явилась  одним из наиболее поздних усовершенствований персонального компьютера. Она подключается к одному из слотов материнской платы  в виде дочерней карты и выполняет  вычислительные операции, связанные с обработкой звука, речи, музыки. Звук воспроизводится через внешние звуковые колонки, подключаемые к выходу звуковой карты. Специальный разъем позволяет отправить звуковой сигнал на внешний усилитель. Имеется также разъем для подключения микрофона, что позволяет записывать речь или музыку и сохранять их на жестком диске для последующей обработки и использования.

Основным параметром звуковой карты является разрядность, определяющая количество битов, используемых при преобразовании сигналов из аналоговой в цифровую форму и наоборот. Чем выше разрядность, тем меньше погрешность, связанная с оцифровкой, тем выше качество звучания. Минимальным требованием сегодняшнего дня являются 16 разрядов, а наибольшее распространение имеют 32-разрядные и 64-разрядные устройства. В области воспроизведения звука наиболее сложно обстоит дело со стандартизацией. Отсутствие единых централизованных стандартов привело к тому, что ряд фирм, занимающихся выпуском звукового оборудования, де-факто ввели в широкое использование свои внутрифирменные стандарты.

 

Процессор

Процессор - основная микросхема компьютера, в которой и производятся все вычисления. Конструктивно процессор  состоит из ячеек, похожих на ячейки оперативной памяти, но в этих ячейках  данные могут не только храниться, но и изменяться. Внутренние ячейки процессора называют: регистрами. Важно также отметить, что данные, попавшие в некоторые регистры, рассматриваются не как данные, а как команды, управляющие обработкой данных в других регистрах. Среди регистров процессора есть и такие, которые в зависимости от своего содержания способны модифицировать исполнение команд. Таким образом, управляя засылкой данных в разные регистры процессора, можно управлять обработкой данных. На этом и основано исполнение программ. С остальными устройствами компьютера, и в первую очередь с оперативной памятью, процессор связан несколькими группами проводников, называемых шинами. Основных шин три: шина данных, адресная шина и командная шина.

 Система команд процессора. В процессе работы процессор  обслуживает данные, находящиеся  в его регистрах, в поле оперативной  памяти; а также данные, находящиеся  во внешних портах процессора. Часть данных он интерпретирует непосредственно как данные, часть данных - как адресные данные, а часть - как команды. Совокупность всех возможных команд, которые может выполнить процессор над данными, образует так называемую систему команд процессора. Процессоры, относящиеся к одному семейству, имеют одинаковые или близкие системы команд. Процессоры, относящиеся к разным семействам, различаются по системе команд и невзаимозаменяемые.

Процессоры с расширенной  и сокращенной системой команд. Чем  шире набор системных команд процессора, тем сложнее его архитектура, тем длиннее формальная запись команды (в байтах), тем выше средняя продолжительность исполнения одной команды, измеренная в тактах работы процессора. Так, например, система команд процессоров Intel Pentium в настоящее время насчитывает более тысячи различных команд. Такие процессоры называют процессорами с расширенной системой команд - CISC-процессорами (CISC-Complex Instruction Set Computing). В противоположность CISC -процессорам в середине 80-х годов появились процессоры архитектуры RISC с сокращенной системой команд (RISC - Reduced Instruction Set Computing) При такой архитектуре количество команд в системе намного меньше, и каждая из них выполняется намного быстрее. Таким образом, программы, состоящие из простейших команд, выполняются этими процессорами много быстрее. Оборотная сторона сокращенного набора команд состоит в том, что сложные операции приходится эмулировать далеко не эффективной последовательностью простейших команд сокращенного набора.

Сравнительная таблица процессоров

Intel	AMD
Core i7-965 EE (3.2 ГГц, 130 Вт, 4x256 KБ L2, 8 МБ L3-кэш, Socket LGA1366)	Phenom II X6 1100T 'Black Edition' (3.3 ГГц, 125 Вт, 6x512 КБ L2, 6 МБ L3-кэш, Socket AM3)
Core i5-3470 (3.2 ГГц, 77 Вт, 4x256 KБ L2, 6 МБ L3-кэш, Socket LGA1155)	Phenom II X6 1090T 'Black Edition' (3.2 ГГц, 125 Вт, 6x512 КБ L2, 6 МБ L3-кэш, Socket AM3)
Core i5-2550 (2550К) (3.4 ГГц, 95 Вт, 4x256 KБ L2, 6 МБ L3-кэш, Socket LGA1155)	FX-8150 Black Edition (3.6 ГГц, 125 Вт, 8x1024 КБ L2, 8 МБ L3-кэш, Socket AM3+)
Core i5-3350P (3.1 ГГц, 69 Вт, 4x256 KБ L2, 6 МБ L3-кэш, Socket LGA1155)	Phenom II X6 1075T (3.0 ГГц, 125 Вт, 6x512 КБ L2, 6 МБ L3-кэш SocketAM3)
Core i5-2300 (2.8 ГГц, 95 Вт, 4x256 KБ L2, 6 МБ L3-кэш, Socket LGA1155)	FX-8120 Black Edition (3.1 ГГц, 125 Вт, 8x1024 КБ L2, 8 МБ L3-кэш, Socket AM3+)
Core i5-2500T (2.3 ГГц, 45 Вт, 4x256 KБ L2, 6 МБ L3-кэш,  Socket LGA1155)	Phenom II X4 645 (3.1 ГГц, 95 Вт, 2 МБ L2-кеш, Socket AM3)
Core i5-680 (3.6 ГГц, 73 Вт, 256x2 КБ L2-кэш, 4 МБ L3-кэш , Socket LGA1156 )	Athlon II X4 635 (2.9 ГГц, 95 Вт, 2 МБ L2-кеш, Socket AM3)

 

 

 

 

 

 

 

Монитор

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.