Архитектура и основные характеристики ПК. Схема устройства ПК

1. Архитектура и основные характеристики ПК

2. Схема устройства ПК

Устройства
ввода
Средства связи
компьютера с
внешним миром
Внутренняя
память
Внешняя
память
Процессор
Средства
долговременного
хранения
информации
Архитектура ПК– это описание устройства и принципов работы
компьютера, достаточное для пользователя.

3. Основные принципы работы ПК

1. Магистрально-модульный принцип.
Принципы, сформулированные в 1945 г. американским ученым Джоном
фон Нейманом:
• Принцип адресности. Структурно основная память
состоит из перенумерованных ячеек; процессору в произвольный
момент времени доступна любая ячейка.
• Принцип однородности памяти.
Данные и программа хранятся вместе. Поэтому компьютер не
различает, что хранится в данной ячейке памяти — число, текст или
команда. Над командами можно выполнять такие же действия, как и
над данными.
• Принцип программного управления. Из него
следует, что программа состоит из набора команд, которые
выполняются процессором автоматически друг за другом в
определенной последовательности.

4. Принцип программного управления

Программа - последовательность команд для
выполнения некоторого задания в для компьютере.
Процессор обеспечивает выполнение команд программы,
повторяя следующие действия:
1. считать команду из памяти;
2. расшифровать команду;
3. обеспечить ее выполнение;
4. считать следующую команду, и так до тех пор, пока не
закончатся команды программы.

5. Структура ПК

Микропроцессор
Внутренняя
память
Информационная магистраль (шина)
Контроллеры
Внешние устройства

6. Центральные (системные) устройства ЭВМ

Центральный процессор и оперативная память. Размещаются
внутри системного блока на системной или материнской плате.
Процессор – это центральное устройство компьютера. Он
выполняет команды находящейся в оперативной памяти программы и
взаимодействует с внешними устройствами.
Компоненты процессора - арифметико-логическое
устройство (АЛУ) и устройство управления (УУ).
Выполнение процессором команды предусматривает:
• арифметические действия,
• логические операции,
• передачу управления (условную и безусловную),
• перемещение данных из одного места памяти в другое,
• координацию взаимодействия различных устройств компьютера .

7.

Рис.1 Intel 80486DX2 в
керамическом корпусе PGA вид
снизу
Рис.2 Intel Celeron 400 Socket 370 в
пластиковом корпусе PPGA, вид снизу
Рис.3 Intel Original LGA1366 Xeon
E5502 (1.86 / 4.8GT / sec / 4M)
Линейка Xeon
Сокет LGA1366
Тактовая частота 1866 МГц
Частота шины QPI МГц

8. Память ЭВМ

Внутренняя память
ОЗУ
ПЗУ
Внешняя память
Носители
Магнитные Оптические
ОЗУ – энергозависимая, быстрая, небольшая по объему память
для чтения и записи информации
ПЗУ – энергонезависимая, быстрая, небольшая по объему
память только для чтения информации
Внешняя память – энергонезависимая, медленная, большая
по объему память для чтения и записи информации

9. Внутренняя память ЭВМ

0 или 1
бит
Двоичная
кодировка
Дискретность
Наименьшим элементом
памяти является бит
В одном бите памяти
может храниться один бит
информации
Структура внутренней памяти
Байты
Биты
0
0
1
1
0
0
1
0
1
1
1
1
0
0
1
1
0
1
2
1
1
0
0
0
0
1
0
3
0
0
1
1
1
0
1
1
Адресуемость
Байт памяти – наименьшая адресуемая
часть внутренней памяти (1 байт = 8 бит)
Все байты пронумерованы, начиная с
0
Номер байта – адрес байта памяти
Процессор обращается к памяти по
адресам

10. Внешняя память ЭВМ

Магнитные устройства
Оптические устройства
НМЛ (стриммеры)
НМД (дисководы)
CD-ROM
кассетные накопители
на магнитной ленте
накопители на
магнитных дисках
оптические (лазерные)
диски
накопители на гибких дисках
накопители на жестком диске
(винчестеры)
Файл – это основная именованная единица
информации на внешнем носителе

11. Информационная магистраль (шина)

Инф. Магистраль (системная шина ) -кабель, состоящий из
множества проводов, связывает друг с другом все
устройства компьютера .
По системной шине осуществляется передача данных,
адресов, управляющих команд, поэтому системная шина
состоит из шины данных, адресной шины и шины команд

12. Производительность шины

Характеристика системной шины, определяющая
количество информации, передаваемой за секунду.

13. Производительность шины

Адресная шина.
У процессоров Intel Pentium - 32-разрядная, то есть состоит
из 32 параллельных линий. Комбинация из 32 нулей и
единиц образует 32-разрядный адрес, указывающий на
одну из ячеек оперативной памяти.
Шины данных.
У процессоров Intel Pentium - 64-разрядная, то есть
состоит из 64 линий, по которым за один раз на обработку
поступают сразу 8 байт.
Шины команд.
В большинстве современных процессоров - 32-разрядная,
хотя существуют 64-разрядные и даже 128-разрядные
процессоры.

14. Интерфейс ПК

Для корректной работы ПК необходимо чтобы устройства не
конфликтовали друг с другом, достигается это с помощью
одинакового интерфейса.
Интерфейс- это средство сопряжения устройств в котором все
логические и физические параметры согласуются между собой.
Все внешние устройства подключаются к шине не напрямую а через
контроллеры(адаптеры) и порты.
Контроллер – специальный блок, который преобразует
информацию, поступающую от процессора в соответствующие
сигналы, управляющие работой устройства

15. Порты

Связь компьютера с различными внешними
устройствами осуществляется через порты –
специальные разъемы, расположенные
на тыльной стороне системного блока.

16. Порты

• Порты – последовательные и
параллельные. К последовательным
портам подключают медленно
действующие или удалённые
устройства(мышь, модем) , а к
параллельным – устройства,
предназначенных для передачи большого
количества данных (сканер, принтер).

17. Принцип открытой архитектуры

Принцип открытой архитектуры —
правила построения компьютера, в соответствии с которыми
каждый новый узел (блок) совместим со старым и легко
устанавливается на компьютере.
Любой современный системный блок содержит разъемы для
подключения дополнительных устройств (слоты) что позволяет
модифицировать компьютер, подключая к нему новые устройства

18. Основные характеристики ПК

Объем внутренней памяти (Кб, Мб)
Во внутреннюю память помещаются программы и данные. Чем больше объем
внутренней памяти, тем больше возможный размер программ и данных.
Тактовая частота (Мгц)
Режим работы микропроцессора задается генератором тактовой частоты. На
выполнение процессором каждой операции отводится определенное количество
тактов. Чем больше тактовая частота, тем быстрее работает процессор.
Разрядность процессора (8, 16, 32, 64 … разрядов)
Разрядность – это максимальная длина двоичного кода, который может
обрабатываться или передаваться процессором целиком. Разрядность
определяется размером регистров (машинное слово).