призентация архитектура пк (6)

1.

Архитектура персонального
компьютера
исследовательский проект

2.

Цель
Изучить архитектуру персонального компьютера и предоставить полное представление о его
структуре и принципах работы.
2

3.

Задачи
1. Определить основные компоненты архитектуры ПК. 2. Рассмотреть принципы работы ПК. 3.
Проанализировать влияние архитектуры на производительность. 4. Исследовать современные
подходы к многопроцессорным архитектурам.
3

4.

Проблема
Недостаточная осведомленность о структуре и принципах работы персонального компьютера у
студентов и широкой аудитории.
4

5.

Введение
Архитектура персонального компьютера является важной областью, освещающей взаимодействие
множества компонент, необходимых для выполнения вычислительных задач. В условиях
современной информации, понимание этой архитектуры актуально не только для ИТ-специалистов,
но и для студентов. Наша работа будет сосредоточена на основных элементах ПК, таких как
центральный процессор, оперативная память и материнская плата. Также мы изучим принципы
работы ПК, их производительность и влияние многопроцессорных систем. Рассмотрим историю
развития архитектуры и ее будущие тренды, что поспособствует более глубокому пониманию
современных вычислительных систем.
5

6.

Основные компоненты архитектуры ПК
Центральный процессор (ЦП) – ключевой компонент, ответственный за обработку данных и
выполнение команд. Он включает блок управления и логико-арифметический блок, оптимизируя
работу программ. Оперативная память (ОП) временно хранит данные, ускоряя доступ и выполнение
задач. Для долговременного хранения служат жесткие диски (HDD) и твердотельные накопители
(SSD). Устройства ввода-вывода, такие как клавиатуры и мыши, облегчают взаимодействие
пользователя с ПК. Системный блок объединяет все компоненты, обеспечивая их защиту и
охлаждение.
6

7.

Диаграмма архитектуры персонального
компьютера
7

8.

Принципы работы ПК
Архитектура ПК опирается на идеи Джона фон Неймана и Сергея Лебедева, где данные и команды
хранятся в единой памяти. Основные компоненты: центральный процессор, оперативная и
постоянная память, устройства ввода/вывода. Центральный процессор выполняет арифметические
и логические операции, управляемые командами из оперативной памяти. Важная модель памяти
обеспечивает однородный доступ к данным, упрощая манипуляции. Двоичное кодирование и
устройства ввода/вывода обеспечивают надежную обработку и вывод информации.
8

9.

Схемы, иллюстрирующие принципы работы
компьютера
9

10.

Схемы, иллюстрирующие принципы работы
компьютера
10

11.

Структура архитектуры персонального
компьютера
11

12.

Влияние архитектуры на производительность
Архитектура ПК значительно влияет на его производительность, определяя взаимодействие между
процессором, памятью и другими компонентами. Гарвардская архитектура предлагает высокую
пропускную способность, а микроархитектура процессоров может существенно варьировать
производительность при одинаковых частотах. Ключевым фактором является количество ядер
процессора, отвечающих за многопоточные задачи. Также важна оперативная память и тип
хранилища: переход на SSD минимизирует время загрузки. Эффективное охлаждение и
совместимость программного обеспечения существенно влияют на общую производительность,
поэтому выбор архитектуры становится критичным для создания высокопроизводительных систем.
12

13.

Диаграмма влияния архитектуры на
производительность персонального
компьютера
13

14.

Современные многопроцессорные архитектуры
Современные многопроцессорные архитектуры отвечают требованиям вычислительных систем,
включая SMP, MMP и кластерные. SMP использует несколько идентичных процессоров для равного
доступа к общей памяти, что обеспечивает предсказуемость и высокую производительность. MMP,
в свою очередь, применяет множество процессоров, работающих одновременно, что идеально
подходит для больших вычислений. Кластерные системы комбинируют ресурсы нескольких
компьютеров для совместного решения задач. Эти архитектуры улучшают производительность,
используя параллелизм и совместный доступ к памяти, однако требуют тщательного управления
для избежания конфликтов.
14

15.

Схемы многопроцессорных архитектур
15

16.

Схемы многопроцессорных архитектур
16

17.

История архитектуры персональных компьютеров
История персональных компьютеров (ПК) началась в 1970-х с микропроцессорной революции, что
изменило подход к вычислениям. В 1945-1955 годах произошел переход от механических к
электронным устройствам, обеспечившим высокие скорости обработки данных. Появление
микропроцессоров снизило цены на ПК, сделав их доступными для широкой аудитории. Важную
роль сыграла открытая архитектура IBM PC 1981 года, приведшая к совместимости устройств.
Технологии и программное обеспечение эволюционировали, а сетевые технологии с 90-х открыли
новые возможности для обмена данными. ПК стали ключевыми инструментами в образовании и
бизнесе.
17

18.

Исторические примеры архитектуры
персональных компьютеров
18

19.

Перспективы развития архитектуры ПК
Будущее архитектуры персональных компьютеров связано с инновациями и новыми технологиями.
Нейронные компьютеры, вдохновленные работой человеческого мозга, обещают повысить
эффективность обработки данных. Квантовые вычисления открывают новые горизонты для
решения сложных задач. Органические и ДНК-компьютеры могут обеспечить высокую плотность
хранения информации при низком энергопотреблении. Энергоэффективность становится
приоритетной, а искусственный интеллект помогает создавать адаптивные системы. Будущее ПК
нацелено на мощные, эффективные и интуитивные системы, отвечающие потребностям
пользователей.
19

20.

Обобщение исследования
Изучение архитектуры персональных компьютеров включает взаимодействие ключевых
компонентов, таких как центральный процессор и устройства хранения данных. Программное
обеспечение играет важную роль в их функционировании, создавая основу эффективности
компьютеров. Современные тренды, такие как многопроцессорные системы и параллелизм,
позволяют значительно повысить производительность. Исторические изменения отражают
растущие требования к безопасности и ресурсов. Будущее архитектуры ПК предполагает
дальнейшее развитие и интеграцию новых технологий, таких как AI, что поможет адаптироваться к
новым вызовам.
20

21.

Схемы архитектуры персонального
компьютера и классификация
вычислительных систем
21

22.

Схемы архитектуры персонального
компьютера и классификация
вычислительных систем
22

23.

Заключение
В результате нашего исследования архитектуры персонального компьютера мы выделили
ключевые аспекты, подчеркивающие важность понимания работы ПК. Рассмотрены основные
компоненты - процессор, оперативная память, устройства хранения и материнская плата, а также их
взаимодействие. Освещены принципы функционирования ПК и их значение для многозадачности и
производительности систем. Эволюция архитектуры ПК и будущее, включая квантовые вычисления,
открывают новые горизонты в технологии. Углубленное знание этих аспектов позволяет лучше
ориентироваться в современных технологиях.
23

24.

Список литературы
1. Картинки по запросу "основные компоненты архитектуры ПК" // yandex.ru.
2. Архитектура компьютера: основные принципы // skyeng.ru.
3. Архитектура персонального компьютера // foxford.ru.
4. Архитектура компьютера: как работает? // skysmart.ru.
5. Архитектура компьютера. Принципы фон Неймана // lc.rt.ru.
6. Принципы работы компьютера — урок. Информатика, 10 класс // yaklass.ru.
7. Как работает компьютер: глубокое погружение // habr.com.
8. Компьютер: основные понятия и принципы // skyeng.ru.
9. Устройство персонального компьютера: принцип работы // gb.ru.
24