Типова архітектура персонального комп’ютера. Класифікація та призначення апаратних засобів

Тема. Типова архітектура персонального комп’ютера. Класифікація та призначення апаратних засобів

Мета: сформувати: поняття про типову архiтектуру персонального ПК; пояснити: призначення структурних компонентiв персонального комп’ютер призначення та принцип дiї мiкропроцесорiв; призначення пристроїв, що входять до складумультимедiйного обладнання; розглянути: класифiкацiю апаратних засобiв; класифiкацiю та основнi характеристики процесорів; розвивати логічне мислення;  виховувати: уважність, дисциплінованість під час роботи на ПК.

Тип уроку: засвоєння нових знань, формування вмінь.

Хiд уроку

І. Органiзацiйний етап

ІІ. Оголошення теми, мети  уроку

ІІІ. Вивчення нового матерiалу

1. Архiтектура ПК

Пiд час розгляду комп’ютерних пристроїв прийнято розрізняти їх архiтектуру й структуру.

Архiтектурою ПК називають його опис на деякому загальному рiвнi, що включає опис системи команд, системи адресацiї, органiзацiї пам’ятi i т. д. Архiтектура визначає принципи дiї, iнформацiйнi зв’язки i взаємодiю головних пристроїв ПК: процесора, внутрiшньої, зовнiшньої пам’ятi та периферiйних пристроїв. Унiфiкацiяархiтектури ПК забезпечує їх сумiснiсть з точки зору користувача.

 Структура персонального комп’ютера — це сукупнiсть його функцiональних елементiв i зв’язкiв мiж ними.

Класична архiтектура (фон Нейман) — пристрiй керування, арифметично-логiчний пристрiй, пам’ять, пристрої вводу-виводу iнформацiї, об’єднанi за допомогою каналiв зв’язку (див. схему ).

2. Апаратне забезпечення

Сьогодні ви ознайомитеся запаратними компонентами, зяких складається iнформацiйна система. Зрозумiло, що набiр компонентів визначатиметься конкретною системою та завданнями, якi вона покликана виконувати.

До апаратної складової (hardware) належать:

1) комп’ютер (системний блок):

• корпус;
• процесор;
• материнська плата;
• внутрiшня пам’ять;
• зовнiшня пам’ять;
• блок електричного живлення;
• вiдеокарти;
• звуковi карти;
• порти;

2) пристрої введення iнформацiї;

3) пристрої виведення iнформацiї;

4) комунiкацiйне обладнання.

3. Системний блок (корпус)

Системний блок стацiонарного ПК—прямокутний каркас, у якому розмiщено всi основнi вузли комп’ютера: материнська плата, адаптери, блок живлення, накопичувач на гнучких магнiтних дисках (НГМД), один (iнодi бiльше) накопичувач — HDD, динамiк, дисковод для ком пакт-дискiв або iншi накопичувачi, органи керування. Серед органiв керування, що, як правило, встановлюють на переднiй панелi, можуть бути: вимикач електроживлення; кнопка загального скидання RESET; кнопка «сну», яка дає змогу зменшити енергоспоживання, коли комп’ютер не використовується; iндикатори живлення та режимiв роботи.

Ізтильного боку системного блока розташовані штепсельнi рознiмнi з’єднання—порти для пiдключення шнурiв живлення i кабелів зв’язку iз зовнiшнiми (встановленими поза системним блоком) пристроями. У серединi системного блока розмiщено плати сполучення пристроїв iзцентральним процесором (ЦП) та iншими пристроями на материнськiй платi (адаптери або контролери i плати розширення).

4. Блок живлення

Цей блок перетворює змiнний струм стандартної мережi електроживлення (220 В, 50 Гц) на постiйний струм низької напруги. Вiн має кiлька виходiв на рiзнi напруги (12 i 5 В), якi забезпечують живленням вiдповiднi пристрої комп’ютера. Електроннi схеми блока живлення пiдтримують цi напруги стабiльними незалежно вiд коливань мережної напруги в досить широких межах (вiд 180 до 250 В). Звичайна потужнiсть блокiв живлення ПК становить 230–500 Вт, для мережного сервера вона може бути значно бiльшою. Бiльшiсть блокiв живлення має вентилятор для вiдведення iзсистемного блока надмiрного тепла, що видiляється пiд час роботи електронних пристроїв.

5. Системна (материнська) плата

Так називають велику друковану плату одного зi стандартних форматiв, яка несе на собi головнi компоненти комп’ютерної системи: ЦП; оперативну пам’ять; кеш-пам’ять; комплект мікросхем логiки, що пiдтримують роботу плати, — чипсет (chipset); центральну магiстраль, або шину; контролер шини й кiлька рознімних з’єднань-гнiзд (слотiв, вiд англ. slot — щiлина), якi служать для пiдключення до материнської плати iнших плат (контролерiв, плат розширення та iн.). Частина слотiв у початковiй комплектацiї ПК залишається вiльною. У рознiмнi з’єднання iншої конфігурації встановлюють модулi оперативної пам’ятi. Кiлькiсть i тип рознімних з’єднань є однiєю з важливих характеристик системної плати, оскiльки пiд час доукомплектовування або модернiзацiї комп’ютера вiльних слотiв може не вистачити.

Крiм того, на материнськiй платi є мiнiатюрнi перемички (jumpers) або перемикачi (switches), за допомогою яких відбувається налаштування плати. На системнiй платi розташовані також з’єднувачi, до яких за допомогою спецiальних кабелiв (шлейфiв) пiдключають додатковi пристрої.

Ще один важливий елемент, який встановлюють на системнiй платi, — мiкросхема BIOS (Basic Input-Output System, базова система введення-виведення). Вона є енергонезалежним постiйним запам’ятовувальним пристроєм (ПЗП), в який записано програми, що реалізують функцiї введення-виведення, а також програму тестування комп’ютера в момент вмикання живлення (POST, Power On Self Test), програму налаштування параметрiв BIOS та iншi спецiальнi програми.

У роботi BIOS використовують вiдомостi про апаратну конфiгурацiю комп’ютера, якi зберiгає ще одна мiкросхема — CMOS RAM. Це енергозалежна пам’ять, що постiйно пiдживлюється вiд батарейки, яка також знаходиться на системнiй платi. Вона живить i схему кварцового годинника — годинника реального часу, що безперервно вiдлiчує час i поточну дату.

6. Мiкропроцесор

Мiкропроцесор (МП) — це, по сутi, мiнiатюрна обчислювальнамашина. Основними параметрами МП є набiр команд, розряднiсть, тактова частота.

Набiр або система команд постiйно вдосконалюється, з’являються новi команди, що замiнюють серiї найпримiтивнiших команд, — мiкропрограми. На виконання нової команди потрiбна менша кiлькiсть тактiв, нiж на мiкропрограму. Сучаснi МП можуть виконувати до кiлькох тисяч команд (iнструкцiй).

Характеристика МП:

• розряднiсть (бiт);
• тактова частота (Гц);
• кiлькiсть ядер;
• розмiр кешу (Мб).

Розряднiсть показує, скiльки двiйкових розрядiв (бiтiв) iнформацiї обробляється (або передається) за один такт, а також скiльки двiйкових розрядiв може бути використано у МП для адресації оперативної пам’ятi, передачi даних та iн.

Тактова частота вказує, скiльки елементарних операцiй (тактiв) МП виконує за секунду, вимiрюється в мегагерцах (1 МГц = 1000000 Гц). Вона є лише вiдносним показником продуктивностi МП. Через архiтектурнi вiдмiнностi МП у деяких зних за один такт виконується робота, на яку iншi витрачають кiлька тактiв.

Важливими характеристиками сучасних МП, що впливають наїхню продуктивнiсть, є об’єм i швидкiсть функцiонування вмонтованої кеш-пам’ятi. Рiч у тiм, що сучаснi МП «обганяють» за тактовою частотою iншi елементи комп’ютера. Найпринциповiшим є те, що тактова частота МП у кiлька разiв вища, нiж частота синхронізації системної шини, по якiй вiдбувається обмiн iнформацiєю звiдносно повiльним оперативним запам’ятовувальним пристроєм (ОЗП). Без внутрiшньої кешпам’ятi (що має особливо високу швидкодiю) МП часто працював би вхолосту, чекаючи чергової iнструкцiї зОЗП або закiнчення операцiї запису в пам’ять.

Джерело безперебiйного живлення — пристрiй, призначений для захисту комп’ютера вiд стрибкiв напруги або вiдключення електроенергiї. Для надiйної роботи комп’ютера йому необхiдно постійне енергоживлення.

ІV. Осмислення набутих знань

V. Практичне завдання

Робота з презентацiєю «Computer WORLD». Інструктаж зтехнiки безпеки.

VI. Домашнє завдання

Опрацювати конспект уроку та відповідний розділ підручника.

VII. Пiдбиття пiдсумкiв уроку

Узагальнення навчального матерiалу. Оцінювання роботи учнів.