Тема 11. Аппаратное обеспечение 1.Принципы Фон-Неймановской архитектуры 2.Основные компоненты персонального компьютера

1. Принципы Фон- Неймановской архитектуры Большинство современных ЭВМ строится на базе принципов, сформулированны х, американским ученым Джоном фон Нейманом в 1945 году.

Принципы фон-Неймана 1)Основными блоками фон- неймановской машины являются Арифметико-логическое устройство, выполняющее арифметические и логические операции; Устройство управления, которое организует процесс выполнения программ; Запоминающее устройство, или память для хранения программ и данных; Внешние устройства для ввода- вывода информации.

Принципы фон-Неймана

2. Основные компоненты персонального компьютера (ПК) системный блок; монитор; клавиатура; мышь

Системный блок служит для компактного размещения в металлическом корпусе: материнской (системной) платы, динамика, источника питания, плат расширения (видеокарты, звуковой карты), дисковода для магнитных дисков, оптического (лазерного) дисковода; обычно имеет несколько параллельных и последовательных портов для подключения устройств ввода и вывода, таких как клавиатура, мышь, монитор, принтер.

Материнская плата (Main Board или Mother Board) служит для размещения основных электронных компонентов компьютера и отдельных адаптеров; на ней размещаются процессор, микропроцессорный комплект (чипсет), шины, оперативная память, постоянная память, кэш-память.

Процессор (ЦП или CPU - Central Processor Unit). процессор занимается преобразованием информации в компьютере; он играет роль главного вычислителя, реализуя наиболее важные операции с данными, устанавливает очередность задач, выполняемых системой, управляет передачей информации, воспринимает и обрабатывает управляющие сигналы.

Состав микропроцессора Устройство управления – формирует и подает во все блоки машины в нужные моменты времени определенные сигналы управления (управляющие импульсы), обусловленные спецификой выполняемой операции и результатами предыдущих операций

Состав микропроцессора Арифметико-логическое устройство – предназначено для выполнения всех арифметических и логических операций над числовой и символьной информацией Микропроцессорная память – служит для кратковременного хранения, записи и выдачи информации, непосредственной используемой в вычислениях в ближайшие такты работы машины.

Чипсет (chipset) набор микросхем, управляющих работой внутренних устройств ПК и определяющих основные функциональные возможности материнской платы.

Внутренние устройства персонального компьютера Основная память - предназначена для хранения и оперативного обмена информацией с прочими блоками машины. ОП содержит два вида запоминающих устройств: постоянное запоминающие устройство (ПЗУ) и оперативное запоминающее устройство (ОЗУ)

Внутренние устройства персонального компьютера Внутренняя память персонального компьютера, или оперативная память (оперативное запоминающее устройство, ОЗУ) – набор микросхем, предназначенных для временного хранения данных, когда компьютер включен.

Внутренние устройства персонального компьютера Внутренние устройства персонального компьютера Память состоит из двух частей. Одна часть используется для прикладных программ и операционной системы. Другая часть адресов памяти («верхняя память») зарезервированы для служебных целей: для хранения части операционной системы, которая обеспечивает тестирование компьютера; для передачи изображения на экран; для хранения различных расширений операционной системы.

Память Постоянная память (ПЗУ постоянное запоминающее устройство) обычно содержит такую информацию, которая не должна меняться в ходе выполнения микропроцессором различных программ. Кэш - память (Cache) является буфером между ЦП и оперативной памятью и служит для увеличения быстродействия компьютера. CMOS (Complementory Metal Oxide Semiconductor) память предназначена для хранения наиболее важной информации о параметрах настройки компьютера.

Внутренние устройства персонального компьютера Объединение функциональных блоков в ЭВМ осуществляется посредством трех шин называемых системной шиной, системной магистралью или системным интерфейсом

Внутренние устройства персонального компьютера Системная шина обеспечивает три направления передачи информации: Между микропроцессором и основной памятью; Между микропроцессором и портами ввода-вывода внешних устройств; Между основной памятью и портами ввода-вывода внешних устройств (в режиме прямого доступа к памяти).

Шинная структура ПК

Внутренние устройства персонального компьютера Шины данных - используются для обмена информацией между блоками ЭВМ Шины адреса - используется для передачи адресов (номеров ячеек памяти или портов ввода-вывода, к которым производится обращение) Шины управления - используются для передачи управляющих сигналов.

Внутренние устройства персонального компьютера Контролеры (К). Эти устройства служат для управления внешними устройствами (ВУ). Контроллер содержит регистры двух типов регистр состояния (управления) и регистр данных.

Видеоподсистема ПК Видеокарта (видеоадаптер, видеоконтроллер) устройство, обеспечивающее взаимодействие процессора с монитором и реализующее тот или иной режим разрешения и цветности. Монитор (дисплей).

Внешние запоминающие устройства Жесткий диск или винчестер (HDD – Hard Disk Drive). Жесткий диск характеризуется объемом памяти (десятки гигабайт) и способом подключения к материнской плате. Гибкий диск (FDD – Floppy Disk Drive) – сменный диск, объемом 1,44 Мб. CD-ROM ( Compact Disc Read Only Memory) компакт диск только для чтения объемом 650 Мб. CD-R (Compact Disc Recorder) – компакт диск однократной записи. CD-RW (Compact Disc Read and Write) – компакт диск многократной записи. DVD- цифровые видео диски, объемом от 4 до 17 Гб.

Периферийные устройства персонального компьютера устройства ввода данных; устройства вывода данных; устройства обмена данными.

Устройства ввода данных клавиатуры; сканеры; цифровые фотокамеры.

Устройства вывода данных В качестве устройств вывода данных, дополнительных к монитору, используют печатающие устройства (принтеры), позволяющие получать копии документов на бумаге или прозрачном носителе. По принципу действия различают матричные, лазерные, светодиодные и струйные принтеры.

Устройства обмена данными Модем. Устройство, предназначенное для обмена информацией между удаленными компьютерами по каналам связи, принято называть модемом (МОдулятор + ДЕМоду-лятор). При этом под каналом связи понимают физические линии (проводные, оптоволоконные, кабельные, радиочастотные), способ их использования (коммутируемые и выделенные) и способ передачи данных (цифровые или аналоговые сигналы).

Аттестационная работа (10 баллов) 1) Доказать равенство: 2) Составить схему: 3) Описать поколения компьютеров 4) Название и особенности устройства ЭНИАК