Устройство компьютера © К.Ю. Поляков, Тема 1. Системный блок

2 Системный блок блок питания видеокарта порты слоты расширения материнская плата процессор оперативная память винчестер дисковод для дискет дисковод СD (DVD)

3 Системный блок Процессор (CPU = Central Processing Unit) – микросхема, которая обрабатывает информацию и управляет всеми устройствами компьютера. АЛУ – арифметико-логическое устройство УУ – устройство управления Внутренняя память Винчестер (ЖМД = жесткий магнитный диск). Дисководы – устройства для чтения и записи дисков. Порты – разъемы для подключения внешних устройств.

4 Системный блок: процессоры Pentium, Pentium-II, Pentium-III, Pentium 4 Celeron (для дома) Xeon (для серверов) Pentium M (для ноутбуков) Pentium D, Core 2 Duo (2 ядра) Core 2 Quad (4 ядра) K7, Athlon XP, Duron Athlon 64 Sempron (для дома и ноутбуков) Turion (для ноутбуков) Opteron (для серверов) Athlon 64 X2 (2 ядра)

5 Характеристики процессоров Тактовая частота (число тактов в секунду) такт – время выполнения простейшей операции ГГц = гигагерц, 1 герц = 1 такт в секунду тактовая частота 2 ГГц 1 такт = с Разрядность число бит, которые процессор обрабатывает за 1 операцию (8, 16, 32, 64, …) Частота системной шины частота обмена данными с памятью и внешними устройствами (до 1000 МГц) Объем кэш-памяти до 2 Мб на одно ядро Intel Pentium 4 3.0G 800MHz/1M тактовая частота 3 ГГц частота шины 800 МГц кэш-память 1 Мб кэш-память 1 Мб

6 внутренняя внешняя оперативна я постоянна я винчестеры дискеты лазерные диски (CD, DVD) стримеры Память компьютера

7 Характеристики памяти Объем (емкость) ОЗУ: до 4 Гб (теоретически – больше) винчестеры: до 1 Тб Быстродействие (время доступа) время, необходимое для чтения и записи минимальной порции данных (ОЗУ: < 10 нс, винчестеры: около 4 мс) Разрядность число бит, которые читаются или записываются за 1 операцию (8, 16, 32, 64, …) Доступ произвольный – в любой момент могут быть переданы любые данные (ОЗУ, винчестер, flash- память) последовательный – данные могут передаваться только в определенной последовательности (магнитная лента)

8 Системный блок: память SIMM, DIMM SDRAM, DDR, DDR2, DDR3 Оперативная память ОЗУ = оперативное запоминающее устройство RAM = random access memory (с произвольным доступом) более 128 Мб Постоянная память ПЗУ = постоянное запоминающее устройство ROM = read only memory (только для чтения) 64 Кб – микросхема BIOS (настройки данного компьютера)

9 Системный блок: память при отключении питания информация сбрасывается информация сохраняется можно ли изменять информацию? чтение и запись (RAM) только чтение (ROM) скорость передачи данных высокая низкая Оперативная память Постоянная память

10 Системный блок: кэш-память Кэш-память (cache – тайник, запас) – быстродействующая память, расположенное между процессором и ОЗУ. Проблема – тактовая частота работы процессора значительно выше, чем тактовая частота ОЗУ, процессор «простаивает», ожидая данные. кэш-память ОЗУ Чтение из ОЗУ – сначала в кэш. Если нужная ячейка уже есть в кэше, она берется из кэша (быстро). медленно быстро

11 Системный блок: кэш-память увеличение скорости работы, если часто нужны одни и те же ячейки неэффективно, если все время нужны разные ячейки Многоступенчатое кэширование: процессор ядро ОЗУ L1 L2 64 Кб 128 Кб…4Мб L1 быстрее L2!

12 Системный блок: дисководы дисковод для гибких магнитных дисков скорость вращения 300 об/мин скорость передачи данных 63 Кб/сек дисковод CD-RW чтение CD-ROM до 52 ( Кб/сек) запись CD-RW до 32 запись CD-R до 52 52x комбо-привод чтение и запись CD-ROM, CD-R, CD-RW чтение DVD-ROM дисковод DVD-RW чтение и запись CD до 52 запись DVD-RW, DVD+RW до 8 ( Кб/сек) запись DVD-R, DVD+R до 18

13 Системный блок: контроллеры Контроллер – это электронная схема, управляющая работой внешнего устройства: видеокарта (монитор) сетевая карта (сеть) контроллер дисковода (дисковод)

14 Встроенные устройства (на материнской плате) Видеокарта Звуковая карта Сетевая карта не надо покупать отдельно приличное качество для простых задач качество ниже, чем у отдельного устройства (скорость, цветопередача, четкость)

15 Устройство ввода: клавиатуры MIDI-клавиатуры Эргономическая Мультимедийная громкость звука извлечь/принять CD-диск; аудио проигрыватель Интернет: почтовая программа, браузер, поиск калькулятор, Проводник действия с окнами ждущий/ спящий режим, выключить компьютер

16 Трекбол если мало места или есть вибрация не устает рука (запястье на месте) сложно привыкнуть

17 Графический планшет Планшет = дигитайзер ввод векторных рисунков рисование «кистью» в графическом редакторе мышь – особый вид пера

18 Игровые манипуляторы Игровой пульт (геймпад) Джойстик Руль Педали для авиасимулятора

19 Сканеры со слайд-модулем Сканер – устройство для ввода изображений. барабанные планшетные рулонные ручные

20 Микрофоны Проводные Беспроводные

21 Работа с телесигналом и видео TV-тюнер плата видеозахвата устройство видеозахвата Web-камера

22 Мониторы дешево стоят малое время отклика лучшая цветопередача практически нет излучения малые размеры и вес потребляют мало электроэнергии (40 Вт) электронно-лучевые жидкокристаллические (ЖК) вредное электромагнитное излучение вес до 25 кг потребляют до 110 Вт стоят дороже смазывание изображения искажают цвета

23 Качество печати: 72…300 dpi текст: до 337 символов в минуту графика: до 5 мин на страницу!!! Матричные принтеры дешевые принтеры и ленты печать под копирку до 5 копий нетребовательны к бумаге невысокое качество до 300 dpi низкая скорость печати графики шумят черно-белые (почти все) (9 или 24)

24 Качество печати: 300…4800 dpi ч/б: до 30 стр/мин цвет: до 30 стр/мин фото 10 15: от 10 сек Струйные принтеры относительно дешевые качественная печать мало шумят большинство – цветные требовательны к бумаге дорогие картриджи чернила расплываются от воды Типы ч/б цвет: CMYK Cyan Magenta Yellow blacK

25 Качество печати: 600…1200 dpi ч/б: до 50 стр/мин цвет: до 25 стр/мин Лазерные принтеры становятся все дешевле очень качественная печать мало шумят есть цветные требовательны к бумаге дорогие картриджи потребляют много электроэнергии цветные дорогие

26 Сублимационные принтеры качество печати: 300 dpi (= 4800 dpi) фото 10 15: около 1 мин твердые красители: 256 оттенков каждого цвета, всего 16,7 млн. цветов печать при нагреве верхний защитный слой CyanMagentaYellow Сублимация – быстрый переход вещества из твердого состояния в газообразное. очень качественная печать фото не выцветает 100 лет печать прямо с фотоаппарата специальная бумага и пленки с красками

27 Много Функциональные Устройства (МФУ) МФУ = принтер + копир + сканер + факс струйные лазерные «все в одном» занимают меньше места качество хуже, чем у отдельных устройств неисправность одной части может привести к поломке всего аппарата

28 Плоттер Плоттер – устройство для печати больших изображений. перьевые струйные лазерные режущие

29 Наушники и звуковые колонки

30 Системный блок: порты вкл/выкл блок питания параллельный порт последовательный порт порты USB питание 220 В линейный вход сеть RJ-45 порт VGA порты PS/2

31 Порты для видеосигналов Порт VGA (аналоговый) Порт DVI (цифровой) Видеокарта Монитор Проектор

32 Системный блок: порты Последовательный порт (COM1, COM2, …) до 115 Кбит/с низкоскоростные устройства: модем, мышь Параллельный порт (LPT1, Centronics) до 2 Мб/с принтер

33 Системный блок: порты USB Порт USB (Universal Serial Bus) USB 1.1 – до 12 Мбит/c, USB 2.0 – до 480 Мбит/c принтер, сканер, мышь, … высокая скорость подключение «на ходу» можно подключать несколько устройств к одному порту (через хабы)

34 Системный блок: порты Порт IEEE1394 (FireWire) до 1600 Мбит/c Инфракрасный порт IrDA (Infrared Data Association) до 4 Мб/с встроенный в ноутбук внешний адаптер (USB)

35 Модемы аналоговые сигналы цифровые коды цифровые коды Модем – устройство для связи двух компьютеров с помощью телефонной линии. Модем (модулятор/демодулятор) – устройство для преобразования аналогового сигнала в цифровой код и наоборот. Скорость обмена (биты в секунду): прием до 56 Кбит/c передача до 33 Кбит/c модем

36 Сетевое оборудование сетевая карта 10/100/1000 Мбит/сек коммутатор (хаб, свитч) маршрутизатор (роутер) точка доступа беспроводной сети (WiFi) патч-корд вилка RJ-45 кабель «витая пара»