Архитектура персонального компьютера

1. Архитектура персонального компьютера

11 класс
Учебник Угринович Н.Д.

2. Магистрально-модульный принцип построения компьютера

Модульность позволяет пользователю самому
комплектовать нужную ему конфигурацию
компьютера и производить при необходимости её
модернизацию.
К магистрали подключаются процессор и
оперативная память, а также периферийные
устройства вводв, вывода и хранения информации.

3. Функциональную схему компьютера можно представить следующим образом:

Оперативная память
Процессор
Магистраль (шина данных, шина адреса, шина управления)
Устройства
Устройства
Устройства
ввода:
Долговременна
я
память:
вывода:
клавиатура
НГМД
монитор
передачи/приём
а
сетевая плата
мышь
НЖМД
принтер
модем
трекбол
СD-RОМ
акустические
микрофон
DVD-RОМ
колонки
сканер
Флэшпамять
плоттер
цифровая
камера
джойстик
МАТЕРИНСКАЯ
ПЛАТА

4. Вид материнской платы

5. Материнская плата

Многие дополнительные устройства
интегрированы в современные материнские платы:
сетевая карта, модем, адаптер беспроводной сети,
контроллер видеокамеры и др.
Важнейшей частью материнской платы является
чипсет, который содержит две основные схемы –
- Северный мост соединяет процессор и ОП
- Южный мост обеспечивает работу с внешними
устройствами.

6. Северный мост

Передача информации Северный мост Процессор:
Информация передаётся по системной шине,
скорость передачи зависит от разрядности шины и
частоты шины.
Например: 64бита * 1600Мгц=12,5Гб/с.
Передача информации Северный мост ОП:
Информация передаётся по шине памяти, пропускная
способность этой шины совпадает со скоростью
системной шины.

7. Южный мост

Шина SATA подключает жесткие диски, дисководы.
Скорость передачи ≈ 300 Мб/с.
Шина USB подключает периферийные устройства –
принтеры, сканеры, видеокамеры, фотокамеры, …
Шина USB может подключать одновременно до 127
устройств со скоростью ≈ 60 Мб/с.

8. Скорость работы компьютера

Скорость работы компьютера увеличивается за
счет увеличения количества ядер процессора. Эти
ядра позволяют выполнять параллельно несколько
процессов.
Увеличение скорости работы процессора за счет
увеличения частоты ведет к перегреву ,
соответственно появляется необходимость
дополнительного охлаждения материнской платы.

9. Процессор

- это мозг компьютера, который находится на
материнской плате и управляет работой
всех частей компьютера, в том числе и
периферийных устройств.

10. Характеристики процессора

Производительность процессора характеризует
скорость выполнения программ.
Она зависит от:
Тактовой частоты
Разрядности
Архитектуры

11. Разрядность

- количество двоичных разрядов,
которые процессор обрабатывает
одновременно.
За 40 лет разрядность процессора увеличилась в 16
раз (от 4бит до 64 бит)

12. Тактовая частота

- это количество тактов обработки
данных, которые процессор
производит за 1 секунду.
Она измеряется в мегагерцах (МГц).
С момента появления первого процессора она
увеличилась в 37000 раз.

13. Архитектура процессора

Повышать производительность процессора за счет
увеличения тактовой частоты нельзя, т.к требуются все
более эффективные средства вентиляции.
В настоящее время производительность процессоров
повышается за счет усовершенствования его
архитектуры:
1. в структуру процессора вводится кэш-память
2. вместо одного ядра используют 2 или 4, которые параллельно
выполняют вычисления.

14. Память компьютера - предназначена для хранения информации

Виды памяти
Внутренняя
- расположена внутри
системного блока и
предназначена для
кратковременного хранения
информации
Внешняя
- расположена снаружи
системного блока и
предназначена для
долговременного хранения
информации
Автор :Мишина Т.С.
МБОУ «СОШ №4» г. Череповец

15. Виды внутренней памяти

1.
ПЗУ (ROM) – постоянное запоминающее устройство
2. ОЗУ (RAM) – оперативное запоминающее устройство

16.

Оперативная память ОЗУ (RAM)
Оперативная память изготавливается в виде модулей памяти
и предназначена для временного хранения информации (пока
компьютер включен).
Модули памяти устанавливаются в специальные
разъемы на системной плате.
ВИДЕО
Автор :Мишина Т.С.
МБОУ «СОШ №4» г. Череповец

17. Постоянная память ПЗУ (ROM)

- предназначена для хранения
программ для запуска компьютера
(BIOS)
В момент включения компьютера в его
оперативной памяти нет ничего - ни данных, ни
программ, т.к. она хранит информацию пока
компьютер включен, но процессору нужны
команды, в том числе и в первый момент после
включения. Поэтому и необходима постоянная
память.
Автор :Мишина Т.С.
МБОУ «СОШ №4» г. Череповец

18. BIOS

Основное назначение
программ этого пакета
состоит в том, чтобы
проверить состав и
работоспособность
компьютерной системы и
обеспечить
взаимодействие с
клавиатурой, монитором,
жестким диском и
дисководом гибких дисков.
Автор :Мишина Т.С.
МБОУ «СОШ №4» г. Череповец

19. Внешняя память

- предназначена для долговременного хранения
информации.
Устройства внешней памяти:
Винчестер
CD (DVD)-диск
Автор :Мишина Т.С.
МБОУ «СОШ №4» г. Череповец
Флэш

20. Видео

Винчестер
- устройство памяти
большой емкости.
Винчестер
представляет собой
набор пластин
(металлических дисков),
покрытые магнитным
материалом – платтером ,
соединенных между
собой при помощи
шпинделя (вала) и
помещенных в твердый
металлический корпус.
Видео
Автор :Мишина Т.С.
МБОУ «СОШ №4» г. Череповец

21. Характеристики винчестера

Емкость - количество информации,
помещающееся на диске.
Быстродействие – временем доступа к данным,
скоростью чтения и записи информации.
Интерфейс (способ подключения) — типом
контролера, к которому должен присоединяться
винчестер (чаще всего IDE/EIDE и различные
варианты SСSI).
Автор :Мишина Т.С.
МБОУ «СОШ №4» г. Череповец

22. CD (DVD) - диск

- устройство памяти, для
хранения информации
ограниченной емкости.
Изготавливается в виде
пластикового диска с
отверстием в центре,
процесс записи
(считывания) информации
на(c) которого
осуществляется при
помощи лазера.
Автор :Мишина Т.С.
МБОУ «СОШ №4» г. Череповец

23.

ОПТИЧЕСКИЕ ДИСКИ
Оптические CD –диски рассчитаны на
использование инфракрасного лазера с
длиной волны 780 нм и имеют
информационную емкость 700 Мбайт.
Оптические DVD-диски рассчитаны на
использование красного лазера с длиной
волны 650 нм и имеют информационную
емкость от 4,7 Гбайт (однослойные DVDдиски ) до 8,5 Гбайт (двухслойные DVDдиски).
CD- и DVD-диски
ВИДЕО
Оптические диски HD DVD и Blu-Ray
рассчитаны на использование синего лазера
с длиной волны 405 нм и имеют
информационную емкость в 3-5 раз
превосходящую информационную емкость
DVD-дисков.
Автор :Мишина Т.С.
МБОУ «СОШ №4» г. Череповец

24.

ОПТИЧЕСКИЕ ДИСКИ
На дисках CD –ROM и
DVD-ROM хранится
информация,
записанная на них в
процессе
изготовления. Запись
на них новой
информации
невозможна.
На дисках CD–R и
DVD±R информация
может быть записана
только раз.
Автор :Мишина Т.С.
МБОУ «СОШ №4» г. Череповец
На дисках CD –RW и
DVD-RW информация
может быть записана
и стерта
многократно.

25.

ФЛЭШ-ПАМЯТЬ
полупроводниковая энергонезависимая
перезаписываемая память.
-
Флэш-память представляет собой микросхему,
помещенную в миниатюрный плоский корпус.
Микросхемы флэш-памяти могут содержать
миллиарды ячеек, каждая из которых хранит 1 бит
информации.
Информация записанная на флэш-память, может
очень долго храниться (от 20 до 100 лет).
Флэш-память компактнее и потребляет значительно
меньше энергии (примерно в 10-20 раз), чем
магнитные и оптические дисководы.
Универсальный
картридер
Для считывания и записи информации карта памяти
вставляется в специальные накопители (картридеры),
встроенные в мобильные устройства или
подключаемые к компьютеру через USB-порт.

26.

КАРТЫ ФЛЭШ-ПАМЯТИ
МР3-плеер
Цифровая фотокамера
Цифровая видеокамера
Благодаря низкому
энергопотреблению,
компактности, долговечности и
относительно высокому
быстродействию, флэш-память
идеально подходит для
использования в портативных
устройствах.
Сотовый телефон
Автор :Мишина Т.С.
МБОУ «СОШ №4» г. Череповец
Цифровой диктофон

27. Устройства ввода информации

Клавиатура
Координатные устройства
Манипуляторы
Сенсорные
панели
Мышь
Экран
Трекбол
Дигитайзер
Джойстик
Автор :Мишина Т.С.
МБОУ «СОШ №4» г. Череповец
Тачпад

28. Виды клавиатур

1. По способу считывания информации
Световая - для работы световой клавиатуры нужны
три инфракрасных сенсора. Один проецирует на стол
собственно клавиатуру, два других следят за
движениями пользователя, регистрируя изменения
светового потока из-за тени от пальцев хозяина ПК.
Мембранная (пленочная) – низкий уровень
шума и герметичность
Гибкая – нет твердого корпуса, можно сворачивать в
рулон
Механическая
2. По способу соединения
Проводная
Беспроводная
Автор :Мишина Т.С.
МБОУ «СОШ №4» г. Череповец

29.

Сканер
Web –
Звуковая
камера и ТВкарта и
тюнер
микрофон
ВИДЕО
Автор :Мишина Т.С.
МБОУ «СОШ №4» г. Череповец

30. Устройства вывода информации

Монитор
Жидкокристаллический
Плазменный
ВИДЕО
Автор :Мишина Т.С.
МБОУ «СОШ №4» г. Череповец
ВИДЕО

31.

Принтер
Струйный
Лазерный
Автор :Мишина Т.С.
МБОУ «СОШ №4» г. Череповец

32.

Плоттер
Акустическая
система
Автор :Мишина Т.С.
МБОУ «СОШ №4» г. Череповец

33. Домашнее задание

Установить для домашнего компьютера
марку процессора, частоту
объем оперативной памяти
объем жесткого диска
Автор :Мишина Т.С.
МБОУ «СОШ №4» г. Череповец