Презентация на тему: Архитектура персонального компьютера

Цели урока: Освоить основные характеристики устройств ПК; Иметь представление о функциональном назначении периферийного оборудования.

Какие основные компоненты должны присутствовать у устройства, чтобы его можно было назвать ПК? Устройства ввода-вывода; ??? Память; Процессор.

Архитектура ПК ??? Описание основных устройств И принципов работы компьютера

30-е годы XIX века

Начиная с первых ЭВМ, реализовывалась схема взаимодействия устройств компьютера

Внешняя архитектура ЭВМ

К центральным (системным) устройствам ПК относятся прежде всего центральный процессор и оперативная память. Периферийными устройствами ПК являются: дисплей, клавиатура, мышь, сканер, дисководы, принтер и пр.

Внутренняя архитектура ЭВМ

Общая структурная схема компьютера

Компьютер – система взаимосвязанных компонентов Каждое внешнее устройство взаимодействует с процессором ПК через специальный блок – КОНТРОЛЛЕР, который преобразует информацию, поступающую от процессора в соответствующие сигналы, управляющие работой устройства. Существуют контроллеры монитора, клавиатуры, принтера, дисковода…

Данные, управляющие сигналы, адреса должны передаваться от одного устройства к другому. Следовательно, в компьютере должно быть некое устройство, которое организует передачу информации между всеми его составными частями. Эти функции выполняет системная шина.

Системная шина Системная шина – информационная магистраль, которая связывает друг с другом все устройства компьютера (группа токопроводящих кабелей или линий на системной плате)

В процессе обработки данных на ПК пересылка осуществляется по магистрали

Магистраль ??? -системная шина- -набор проводников, объединяющих основные узлы системной платы. От ее типа зависит скорость обработки информации. Включает: шину данных, адресную шину и управления.

Характеристики: Разрядность- число одновременно передаваемых по шинам адреса и данных разрядов (бит). 32-64 бита Частота- количество базовых операций в секунду.

Общая схема взаимодействия процессора с остальными устройствами выглядит следующим образом. На шину адреса выставляется значение либо адреса оперативной памяти, либо адрес устройства к которому обращается процессор. По шине данных передаются данные, над которыми необходимо осуществить заданное действие, которое распознается по управляющему сигналу, передаваемому по шине управления.

Поэтапное взаимодействие процессора с оперативной памятью выглядит следующим образом: 1) процессор устанавливает на шине адреса адрес ячейки памяти, которую хочет прочитать; 2) на шине управления процессор выставляет сигнал готовности и сигнал чтения; 3) заметив сигнал готовности, все устройства проверяют, не стоит ли на шине адреса их адрес; 4) оперативная память, заметив, что выставлен ее адрес, считывает управляющий сигнал (например, в нашем случае - сигнал чтения); 5) память читает адрес; 6) память выставляет на шине данных требуемую информацию; 7) память выставляет на шине управления сигнал готовности; 8) процессор читает данные с шины данных.

Контроллеры Между системной шиной и периферийными устройствами находятся специальные платы - контроллеры, которые вставляется в разъемы (слоты) на Материнской плате, а к их портам подключаются дополнительные устройства (дисководы, манипулятора типа «мышь», принтеры и т.д.). Именно контроллер декодирует сигнал, поступающий от процессора, и затем посылает обработанный сигнал для выполнения его устройством, т. е. полученный двоичный сигнал преобразуется в вид понятный пользователю.

Порты Портами называют контакты (разъемы), находящиеся на контроллерах, и выведенные на тыльную сторону системного блока. Порты используются, для подключения устройств ввода и вывода к системному блоку. Исключение составляют дисководы гибких, жестких и лазерных дисков, которые устанавливаются внутри системного блока.

Различают параллельные и последовательные порты. Параллельные порты используются для подсоединения внешних устройств, которым необходимо передавать на близкое расстояние большой объем информации, такие как принтер, сканер. Число параллельных портов у компьютера не превышает трех, и они имеют, соответственно имена LPT1, LPT2. LPT3. Параллельный порт осуществляет передачу 8 бит данных по 8 параллельным проводам одновременно.

Последовательные порты используются для подключения к системному блоку манипуляторов, модемов и многих других устройств. Передача данных осуществляется последовательно один бит за другим. Такой вид передачи используется для пересылки информации на большие расстояния, поэтому последовательные порты часто называют коммуникационными. Количество коммуникационных портов не превышает четырех, и им присвоены имена от СOM1 до COM4.

Процессор (микропроцессор) - основной рабочий компонент ПК; - осуществляет арифметические и логические операции; - координирует работу всех устройств ПК Что собой представляет?

Современный процессор представляет собой микросхему,или чип (англ.chip), выполненную на миниатюрной кремниевой пластине – кристалле. Поэтому его принято называть – микропроцессор.

В современных компьютерах весьма распространенными являются микропроцессоры фирмы INTEL, более известные по их товарной марке Pentium.

Микропроцессор состоит из: - арифметико-логического устройства (АЛУ) – отвечает за обработку данных; - устройства управления (УУ) – координирует взаимодействие различных устройств ПК; - регистров временного хранения информации

Технические характеристики микропроцессора

Производительность – количество элементарных операций, выполняемых за одну секунду. Производительность определяет быстродействие компьютера в целом.

Характеристики процессора: Разрядность – число одновременно обрабатываемых бит. Тактовая частота – количество выполняемых операций в единицу времени. Адресное пространство – максимальное кол-во памяти, которое может обслужить ПК

Тактовая частота – количество тактов в секунду (Такт – чрезвычайно малый промежуток времени, измеряемый микросекундами, в течении которого может быть выполнена элементарная операция). Единица измерения тактовой частоты – Гц (герц) Для современных компьютеров тактовая частота измеряется от сотен мегагерц (1 МГц=1000 Гц) до нескольких гигагерц ( 1ГГц=1000 МГц)

Разрядность – размер минимальной порции информации, обрабатываемой процессором за один такт. Эта порция информации, часто называемая машинным словом, представлена последовательностью двоичных разрядов (бит). Процессор в зависимости от его типа может иметь одновременный доступ к 8, 16, 32, 64 битам.

Характеристики некоторых моделей микропроцессоров (МП), отражающих основные этапы развития Микро процессор Год выпуска Число эл-ов Значение Intel 4004 1971 2 300 Первый МП Intel 8080 1972 4 800 Первый универсальный МП Motorola 68000 1978 70 000 Первый 16-битный МП Hewlett Packard superchip 1981 450 000 Первый 32-битный МП сложной конструкции

Математический сопроцессор- -микросхема, которая помогает основному процессору в выполнении матем-х вычислений с десятичной точкой.

Внутренняя память ПК состоит из 2-х частей: Оперативного запоминающего устройства (ОЗУ) Постоянного запоминающего устройства (ПЗУ)

ОЗУ -используется для временного хранения данных в процессе непосредственной работы ПК. -обеспечивает режимы записи, считывания и хранения информации. -RAM (Random Access Memory) – память с произвольным доступом.

Основная характеристика ОЗУ -объем (от 126 и выше Мбайт) -свойство: стирается при выключении. Из каких частей состоит?

ПЗУ -здесь хранятся данные: не требующие вмешательства пользователя; Необходимые для корректной работы ПК

ПЗУ включает в себя: Программы: запуска и остановки ЭВМ, тестирования устройств при каждом включении, Управления работой процессора, дисплея, принтера, клавиатуры, внешней памяти. Содержит информацию о месторасположении ОС

ПЗУ- ROM (READ Only Memory) – память только для чтения. Две основные разновидности микросхем ПЗУ: Однократно программируемые, Многократно программируемые.

КЭШ память -промежуточное запоминающее устройство. Служит: Для увеличения производительности ПК, Согласования работы устройств с различным быстродействием

Типы КЭШ памяти: -внутренняя, размещаемая внутри процессора (8-64 Кбайт). Внешняя, которая устанавливается на системной плате (256 Кб до 1 Мб)