Презентація "Архітектура та принципи функціонування персонального комп'ютера"

Архітектура та принципи функціонування ПК

Класифікація апаратного забезпечення ПК Системні компоненти ПК Пристрої зовнішньої пам’яті Пристрої введення, виведення інформації

Класифікація апаратного забезпечення ПК В усьому розмаїтті сучасних персональних комп'ютерів можна виділити дві основні сім'ї: ІВМ - сумісні комп'ютери, що використовують процесори Intel, AMD та інші з цілком визначеною побудовою апаратної частини – архітектурою; Комп'ютери з архітектурою фірми Аррlе Масіntosh, що використовують мікропроцесори фірми Моtоrоlа та ін.

Архітектура ПК - це структурна схема внутрішньої організації та взаємодії між основними функціональними модулями комп'ютера. Оскільки сьогодні більше 80 % комп'ютерів на світовому ринку становлять ІВМ - сумісні, то надалі ми розглянемо комп'ютери саме цієї сім'ї. IBM інші виробники

З чого ж складається сучасний ПК? З системного блока, у корпусі якого знаходяться системна плата з основними електронними компонентами комп'ютера, приводи різних накопичувачів, контролери (адаптери) для управління різними пристроями, блок живлення комп'ютера тощо.

Монітора (дисплея), що є основним пристроєм виведення на екран текстової або графічної інформації.

Клавіатури, що є основним пристроєм для введення інформації в діалоговому режимі.

Маніпулятора миші — пристрою, що полегшує введення інформації безпосередньо з монітора.

Крім того, до комп'ютера можуть підключатися додаткові зовнішні (периферійні) пристрої: модеми плотери принтери сканери інші пристрої (динаміки, мікрофони, стримери)

Системні компоненти ПК На системній платі розташовано такі основні електронні компоненти комп'ютера Центральний процесор Пам'ять Допоміжні мікросхеми(чіпсет), системні шини, контролери і т.д.

Основною деталлю комп'ютера, його "мозком", що виконує всі обчислення та загальне управління, є центральний процесор. Найважливішою його характеристикою є тактова частота, яку вимірюють у мегагерцах (МГц) або гігагерцах (ГГц). Тактова частота вказує швидкість виконання елементарних операцій усередині мікропроцесора. Однакові моделі мікропроцесорів можуть мати різну тактову частоту. Чим вона вища, тим вищі продуктивність і ціна мікропроцесора. У сучасних персональних комп'ютерах використовуються процесори, сумісні із сімейством мікросхем, що випускаються не лише фірмою Intel, а й AMD Cyrix, ІВМ, VIА та ін. Наприклад, найрозповсюдженіші процесори фірми Intel - це Pentium III, Pentium IV і Celeron, а фірми АМD - Аthlon і Duron із тактовими частотами від 850 МГц до 2,6 ГГц.

Пам'ять персонального комп'ютера призначена для зберігання програм і даних. Пам'ять традиційно поділяють на внутрішню та зовнішню. Внутрішня пам'ять персональних комп'ютерів складається з таких видів: кеш-пам'яті постійної пам'яті напівпостійної пам'яті оперативної пам'яті

Чіпсет - це комплект мікросхем, призначений для підтримки в комп'ютерній системі функціональних можливостей процесора, оперативної пам'яті, кеш-пам'яті, дискової та відеопам'яті і інших компонентів. Мікросхеми чіпсету генерують більшість сигналів для системних і периферійних пристроїв, перетворюють сигнали між шинами та ін.

Системні шини призначені для обміну інформацією між електронними компонентами ПК. Шинами передаються управляючі сигнали, сигнали даних і адреси.

Контролери призначені для управління доступом із системи до якого-небудь пристрою, а також для виконання відповідних операцій інформаційного обміну. Кожний пристрій має свій контролер, наприклад, є контролери клавіатури, контролери накопичувачів на гнучких і жорстких магнітних дисках, відеоконтролери і т.д.

Порти введення-виведення призначені для електричного з'єднання периферійних пристроїв і персонального комп'ютера. Стандартними компонентами ПК є послідовні та паралельні порти. Послідовний порт здебільшого використовується для підключення миші, модему та різних маніпуляторів і комунікаційних пристроїв. Паралельний порт переважно використовується для підключення принтерів, сканерів, накопичувачів на змінних магнітних дисках тощо. Крім електричних, існують ще й програмні порти, що мають логічні імена, які використовуються для встановлення різних режимів роботи пристрою.

Пристрої зовнішньої пам’яті Для довгострокового зберігання програм і даних у персональних комп'ютерах використовують різні накопичувачі. Накопичувачі складаються з двох частин: носія - пристрою, на якому зберігається інформація, та приводу -пристрою, призначеного для зчитування інформації з носія та запису інформації на носій.

Накопичувачі на жорстких магнітних дисках (вінчестери, HDD) призначені для постійного зберігання інформації, що використовується в роботі комп'ютера. Носіями інформації є спеціальні керамічні або металеві диски, оброблені з високою точністю, на які нанесено спеціальне магнітне покриття. На поверхні дисків знаходяться магнітні доріжки. Сучасні вінчестери мають ємність від 20 до 80 Гбайт і найчастіше розділені на логічні диски. Логічні диски - це визначені частини робочої поверхні жорсткого диска, що розглядаються як окремі накопичувачі. Накопичувачі на гнучких магнітних дисках (дисководи для дискет, флоппі-диски) дають можливість зберігати резервні копії інформації, переносити інформацію між комп'ютерами тощо.

Дисководи на змінних магнітних дисках являють собою пристрої зовнішньої пам'яті, в яких як носії використовуються пластини з магнітним покриттям, захищені від дії зовнішнього середовища спеціальними контейнерами — картриджами. Це пристрої високої ємності, які дають змогу переносити великі масиви інформації та створювати архіви даних. Дисководи компакт-дисків призначені для зберігання архівної інформації чи обміну нею між комп'ютерами. На відміну від жорстких і гнучких дисків на компакт-диски інформація записується по спіральних доріжках лазерним променем. Ємність сучасних компакт-дисків досягає 700 Мбайт.

Нині комп'ютерна промисловість випускає кілька різновидів компакт-дисків: CD-RW DVD-R DVD-RW CD-R

Сьогодні дуже популярні такі носії інформації як USB Flash. Вони дуже зручні та надійні. Ці накопичувачі мають об'єм 1, 2 Гб та більше.

Пристрої введення-виведення інформації Відеосистеми ПК призначені для виведення на екран текстової та графічної інформації. Відеосистеми складаються з відеоадаптера (графічної плати), монітора (дисплея). Відеоадаптери - це пристрої, що керують процесом виведення на екран текстової інформації та графічних зображень. Монітори — це пристрої візуалізації текстової та графічної інформації, яку вводить користувач або яка виводиться комп'ютером.

У текстовому режимі екран монітора умовно поділяється на окремі ділянки - знакомісця, в яких може бути виведено будь-який із 256 символів. Звичайно, на екрані розміщується 25 рядків по 80 символів. Поточне місце екрану, куди виводитиметься черговий символ, відмічається мерехтливим значком - курсором. У графічному режимі на екран монітора виводиться будь-яке зображення у вигляді прямокутної сітки точок (пікселів), кожна з яких має свої колір і яскравість. Кількість точок по горизонталі та вертикалі називається роздільною здатністю відеосистеми. Чим більша кількість точок, тим вища роздільна здатність, тобто тим вища якість зображення. Роздільна здатність не залежить від розміру екрану, збільшення його площі приводить до збільшення розміру точок, а не їх кількості. Кількість вироблюваних точок залежить від розміру відеопам'яті. У сучасних комп'ютерах її об'єм досягає 32 Мбайт і більше. Найпоширеніші графічні режими роботи сучасних відеоадаптерів SVGA - із роздільною здатністю від 640 х 480 до 1024 х 768 пікселів і більше. Нині найпоширеніші кольорові монітори з розміром екрану по діагоналі 15', 17' і 19'. Для прискорення роботи відеосистеми і ПК в цілому на сучасних відеоплатах установлюються спеціальні прискорювачі - акселератори та графічні співпроцесори. Основне завдання таких пристроїв - суттєве скорочення навантаження на центральний процесор у процесі обробки відеоданих. Це відбувається завдяки тому, що акселератори і графічні співпроцесори за спеціальними командами або програмами самостійно виконують низку операцій обробки відеосигналу. Крім того, щоб розвантажити процесор від потоку відеоданих, на сучасних материнських платах використовується спеціальна графічна шина AGP.

Клавіатура призначена для введення в комп'ютер інформації від користувача. Вона має 107 або 109 клавіш. Клавіатура умовно розділена на кілька частин: алфавітно-цифрову, функціональну, управління курсором та додаткову цифрову. Функціональні Додаткові цифрові Алфавітно-цифрові Управління курсором

Маніпулятор миша призначений для введення інформації в комп'ютер із допомогою маніпуляції з графічним зображенням на екрані. Переміщення миші по поверхні спеціального килимка приводить до синхронного переміщення курсору миші на екрані. Курсор миші у текстовому режимі екрана звичайно має вигляд прямокутника, а в графічному режимі - похилої стрілки. Миша має дві або три кнопки. Деякі конструкції мишей передбачають скроллер - коліщатко, завдяки якому здійснюється переміщення за текстом або прокручування інформації у вікні. Кнопки миші Скроллер

Принтери призначені для виведення інформації на папір та інші носії. Як правило, найрозповсюдженіші принтери бувають трьох типів: матричні, струменеві та лазерні. Якість друку символів визначається розміром точки, яка формується механізмом принтера, а також кількістю точок на дюйм. На швидкість друку впливає також ємність пам'яті принтера.

Матричні - до недавнього часу були найрозповсюдженішими, їх друкуюча головка має вертикальний ряд тонких металевих голок, які в процесі переміщення головки вздовж рядка ударяють папір через стрічку з фарбою. На папері залишається слід - символи та графічні зображення. Перевагою є низька ціна. Недоліком є невисока якість друку і багато шуму під час друкування. Струменеві. У цих принтерах зображення формується з допомогою мікрокрапель спеціальних чорнил (чорних або кольорових), які видуваються на папір із допомогою спеціальних форсунок. Технологія струменевого друку базується на двох технологіях: бульбашковій та п'єзоелектричній. Якість друку набагато краща, ніж у матричних принтерах. Перевагами є простота в роботі та можливість отримання дешевої кольорової копії. Недоліками є потребування старанного обслуговування та своєчасної заміни друкуючої головки або спеціальних картриджів. Лазерні. У цих принтерах використовується принцип ксерографії. Спеціальний барабан лазерними променями заряджається до деякого ступеня електризації, яка залежить від вигляду зображення. Заряджений барабан притягає порошок тонера, який потім переноситься на папір. Щоб тонер потім не зсипався з паперу, його фіксують спеціальними нагрітими валиками. Перевагою є те, що лазерні принтери забезпечують найвищу якість та найвищу швидкість друку. Недоліками є велика потужність живлення та виділення шкідливих речовин у повітря під час друку. Крім лазерних, існують і LED-принтери, які отримали свою назву від того, що замість лазера в них використовується лінійка мікроскопічних світлодіодів.

Плотери - це пристрої для виведення складної графічної інформації та креслень. Плотери бувають фрикційні, барабанні (рулонні), але особливо поширені планшетні. Завдяки тому що інформація виводиться на папір спеціальною ручкою чи олівцем, можна отримати якісніші графіки чи рисунки, ніж на принтері. Різні моделі плотерів можуть мати як одне, так і кілька пер різного кольору. Низька вартість невеликих плотерів та їх спроможність рисувати різними кольорами (використовуючи кольорові ручки) роблять їх особливо привабливими для комерційного використання.

Сканери призначені для введення графічної та текстової інформації в комп'ютер. Принцип дії сканера ґрунтується на перетворенні зображення в цифрову форму, придатну для обробки комп'ютером. Лінійка фотоприймальних елементів (фотодіодів) із освітлювачем сканує зображення, і далі світлові сигнали перетворюються в електричні. Отже, у комп'ютері створюється деяка електронна копія зображення. Основною характеристикою сканера є роздільна здатність, що визначається кількістю точок на дюйм (dpi). Але слід розрізняти оптичну і програмну роздільну здатність. Оптична роздільна здатність - максимальна величина, що забезпечується апаратними можливостями принтера. Подальше підвищення якості відсканованого зображення досягається лише в разі використання програмних методів інтерполяції.

Модеми призначені для обміну інформацією між комп'ютерами через телефонну мережу. Модем перетворює цифрову інформацію, що циркулює в комп'ютері, у звукові сигнали і навпаки. Швидкість передачі набагато нижча від тактової частоти процесора і змінюється залежно від умов зв'язку в телефонній лінії. Кількість переданих даних зростає завдяки стисненню інформації. Більшість сучасних модемів є факс-модемами. Факс-модеми – це пристрої, що поєднують можливості модему із засобами обміну факсимільними повідомленнями. Сучасні факс-модеми працюють зі швидкостями вище за 33 600 біт/с. Системи стиснення інформації дають можливість підвищити швидкість майже до 115,2 Кбіт/с. Максимальна швидкість обміну інформацією в нашій звичайній телефонній мережі — не більше за 56 Кбіт/с.