Что такое функциональная схема компьютера
Описание слайда:
Функциональные схемы компьютеров
и
их основные характеристики
Описание слайда:
3. Устройства ввода и вывода информации
4. Оперативная и долговременная
память
5. Магистраль
6. Подключение компьютера к сети
1. Типы компьютеров
Итоговый тест
Описание слайда:
Типы персональных компьютеров
Современный персональный компьютер может быть реализован в настольном, портативном или карманном варианте
Настольные компьютеры являются наиболее производительными и предназначены для стационарной установки в офисе, школьном компьютерном классе или дома. Все основные компоненты настольного компьютера находятся внутри системного блока: процессор и оперативная память, накопители на жестких и гибких магнитных дисках, оптический дисковод CD-ROM и др.
Устройства ввода и вывода информации подключаются к системному блоку.
Содержание
Описание слайда:
Портативные компьютеры обладают практически теми же возможностями, как и настольные, однако умещаются в дипломат и удобны при частых поездках.
Карманные компьютеры обладают ограниченными возможностями, однако их достоинство состоит в том, что их всегда можно иметь под рукой.
Типы персональных компьютеров
Описание слайда:
Процессор
В компьютере устройством, которое обрабатывает информацию, является процессор.
Процессор может обрабатывать различные виды информации: числовую, текстовую, графическую, видео- и звуковую информацию.
Информация обрабатывается в процессоре в форме последовательности электрических импульсов, которые можно записать в виде последовательности нулей и единиц, такая последовательность называется машинным языком.
Процессор находится в системном блоке компьютера
Содержание
Описание слайда:
Устройства ввода информации
Клавиатура
Клавиатура является универсальным устройством
ввода информации. По внешнему виду напоминает печатную машинку. Она позволяет вводить
числовую и текстовую информацию.
Стандартная клавиатура имеет 101 клавишу.
Содержание
Описание слайда:
Устройства ввода информации
Координатные устройства ввода информации
мышь, трекбол, тачпад
предназначены для ввода графической информации.
Основным рабочим органом манипуляторов мышь и трекбол является массивный шар. У мыши он вращается при перемещении ее корпуса по горизонтальной поверхности, а у трекбола – вращается непосредственно рукой. Вращение шара манипулятора превращается в движение
указателя мыши по экрану монитора. Манипуляторы имеют одну, две или
три кнопки управления, которые используются при работе с графическим интерфейсом программ .
Манипуляторы обычно подключаются к компьютеру через один из последовательных портов.
Описание слайда:
Устройства ввода информации
Еще одним координатным устройством ввода является тачпад.
Он представляет собой панель прямоугольной формы, чувствительную к нажатию пальцев. Тачпад играет такую же роль, что и мышь, но является более компактным, не требующим пространственного перемещения. Иногда тачпад встраивают непосредственно в клавиатуру.
Джойстики предназначены для более удобного управления ходом компьютерных игр. Обычно они представляют собой рукоятку с кнопками на подставке.
Прикоснувшись пальцами к поверхности тачпада, пользователь может маневрировать курсором также, как и при использовании мыши. Нажатие на поверхность тачпада эквивалентно нажатию на кнопку мыши.
Описание слайда:
Устройства ввода информации
Сканер используется для оптического ввода в компьютер изображений, представленных в виде фотографий, рисунков, слайдов, а также текстовых документов и их преобразования в цифровую форму.
Существуют планшетные и ручные сканеры. Разрешающая способность сканера составляет 600 точек на дюйм и выше, т.е. на полоске изображения длиной 1 дюйм сканер может распознать 600 и более точек.
Микрофон используется для ввода звуковой информации и подключается к входу звуковой карты.
Описание слайда:
Устройства ввода информации
Цифровые видеокамеры и фотоаппараты
Цифровые камеры позволяют получать видеоизображение и фотоснимки непосредственно в цифровом формате.
Цифровые видеокамеры могут быть постоянно подключены к компьютеру и обеспечивать запись видеоизображения на жесткий диск или его передачу по компьютерным сетям.
Цифровые фотоаппараты способны хранить в своей памяти десятки изображений, которые могут быть сохранены на гибком диске, а затем скопированы на жесткий диск компьютера.
Описание слайда:
К устройствам ввода информации относятся следующие:
Принтер, монитор, колонки
Системный блок, джойстик, монитор
Клавиатура, веб-камера, микрофон
Задание1
Описание слайда:
Поздравляем.
Вы справились!
Далее
Содержание
Описание слайда:
Изучите теоретический материал снова!
Вы не справились с заданием!
Описание слайда:
Устройства вывода информации
Монитор
Монитор является универсальным устройством вывода информации и подключается к видеокарте, которая устанавливается в системном блоке. Изображение на экране монитора формируется путем считывания содержимого видеопамяти компьютера и отображения его на экран.
В настольных компьютерах обычно используются мониторы на электронно-лучевой трубке.
В портативных и карманных компьютерах применяют плоские мониторы на жидких кристаллах. В последнее время такие мониторы стали использоваться и в настольных компьютерах.
При установке компьютера полезно помнить, что электромагнитное излучение и радиация наиболее интенсивны в задней части корпуса монитора. Преимущество ЖК мониторов состоит в отсутствии вредных для человека электромагнитных излучений.
Содержание
Описание слайда:
Устройства вывода информации
Принтеры предназначены для вывода на бумагу числовой, текстовой и графической информации. По своему принципу действия принтеры делятся на матричные, струйные и лазерные.
Матричные принтеры - это принтеры ударного действия. Перемещаясь, печатающая головка оставляет на бумаге строку символов, ударяя по бумаге через красящую ленту. Их недостатки состоят в том, что они печатают медленно, производят много шума и качество печати оставляет желать лучшего.
В струйных принтерах используется печатающая головка, которая под давлением выбрасывает чернила из ряды мельчайших отверстий на бумагу. Струйные принтеры могут печатать достаточно быстро, производят мало шума.
Лазерные принтеры обеспечивают практически бесшумную печать. Высокую скорость печати они достигают за счет постраничной печати, при которой страница печатается сразу целиком.
Содержание
Описание слайда:
Устройства вывода информации
Плоттер
Для ввода сложных и широкоформатных графических объектов: плакатов, чертежей, электрических и электронных схем используются специальные устройство ввода – плоттеры. Принцип действия плоттера такой же, как и у струйных принтеров.
Акустические колонки и наушники
Для вывода звука используются акустические колонки или наушники, которые подключаются к выходу звуковой платы.
Описание слайда:
Задание2
Клавиатура, веб-камера, принтер
Системный блок, джойстик, монитор
Принтер, монитор, колонки
К устройствам вывода информации относятся следующие:
Описание слайда:
Поздравляем.
Вы справились!
Далее
Содержание
Описание слайда:
Изучите теоретический материал снова!
Вы не справились с заданием!
Описание слайда:
Оперативная и долговременная память
Оперативная(внутренняя) память предназначена для хранения информации. Однако при выключении компьютера вся информация из оперативной памяти стирается.
Для долговременного хранения информации используется внешняя память. В качестве устройств внешней памяти используются
Накопители на гибких магнитных дисках (НГМД)
Накопители на жестких магнитных дисках (НЖМД)
Оптические накопители (CD-ROM и DVD-ROM)
Описание слайда:
Описание слайда:
Структурная схема компьютера
Процессор
Оперативная
память
Магистраль
Устройства
ввода
Устройства
вывода
Сетевые
устройства
Материнская плата
Долговременная
память
Содержание
Описание слайда:
Подключение компьютера к сети.
Компьютер может обмениваться информацией с другими компьютерами с помощью локальных и глобальных сетей. Для этого в его состав включают сетевую плату и модем.
Локальные компьютерные сети небольшие по масштабам и работают в пределах одного помещения. Локальные сети, в зависимости от назначения и технических решений могут иметь различные структуры объединения компьютеров: кольцевую, радиальную, шинную, древовидную топологию.
Использование локальных сетей отвечает двум основным целям:
Обмену файлами между пользователями сети
Использованию общедоступных ресурсов.
Глобальные компьютерные сети объединяют между собой ЭВМ, расположенные на больших расстояниях. Устройство глобальной сети можно сравнить с устройством телефонной сети.
Содержание
Описание слайда:
А теперь проверьте свои знания
Итоговый тест
Желаю удачи!
Описание слайда:
Какое устройство в компьютере обрабатывает информацию?
Процессор
Монитор
Вентилятор
Человек
Описание слайда:
Она предназначена для:
Ввода графической информации
Оптического ввода в ПК изображения
Ввода звуковой информации
Ввода текстовой информации
Описание слайда:
Какие устройства являются вводами информации?
Цифровые видеокамеры
Сканер
Монитор
Мышь
Описание слайда:
… предназначена для вывода на бумагу числовой, текстовой и графической информации. По своему принципу его действия делятся на матричные, струйные и лазерные
Описание слайда:
Колонки, наушники
Монитор
Клавиатура
Плоттер
Выберите правильный ответ сопоставив их
1. Экран, на который выводится информация
2. Устройство, для ввода сложных и широкоформатных графических объектов
3. Используются для вывода звука
4. Устройство ввода информации
Описание слайда:
Типы персональных компьютеров
2. карманный
3. портативный
1. настольный
Описание слайда:
Расположите по возрастанию устройства долговременной (внешней) памяти (по емкости)
1. Дискета
2. Винчестер
3. Лазерный диск
4. Видеодиск
Описание слайда:
Компьютер может обмениваться информацией с другими компьютерами с помощью локальных и глобальных сетей. Для этого в его состав включают сетевую плату и …
Описание слайда:
Теперь вы можете узнать результат и выйти
Описание слайда:
На этом наше знакомство
с устройством компьютера
закончено
Содержание
Описание слайда:
Гейн Информатика. справочное пособие для школьников
Угринович Н.Д. Информатика и информационные технологии. Учебник для 10-11 классов - М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2003
Литература
Содержание
Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете оставить жалобу на материал.
Компьютер — это устройство, предназначенное для автоматического выполнения последовательных действий в соответствии с заложенной программой.
Основные компоненты, обеспечивающие работу компьютера, — это аппаратное обеспечение (Hardware) и программное обеспечение (Software).
Для описания принципа действия, конфигурации и взаимного соединения основных логических узлов компьютера используется термин «архитектура».
Компьютер включает в себя четыре основных вида аппаратных устройств, позволяющих получать, передавать, хранить и обрабатывать информацию:
- устройство обработки и управления (процессор);
- устройство хранения (внутренняя и внешняя память);
- устройства ввода (клавиатура, мышь, планшет, сканер);
- устройства вывода (дисплей, принтер, плоттер).
При работе компьютера информация через устройства ввода попадает в память. Процессор извлекает из памяти данные (данные — это информация, представленная в памяти компьютера), обрабатывает их, затем помещает в память результаты обработки. Далее эти результаты сообщаются пользователю через устройства вывода.
Программа — это последовательность команд, предписывающих компьютеру порядок его действий по обработке данных для достижения конкретного результата.
Именно программы управляют аппаратными устройствами компьютера.
Программа — данные, предназначенные для управления конкретными компонентами системы обработки информации в целях реализации определённого алгоритма (ГОСТ 19781-90).
Современные ЭВМ бывают разными — от суперкомпьютеров до нетбуков — и используются для разных целей. Самыми распространёнными являются персональные компьютеры (ПК). Они построены по принципу открытой архитектуры, разработанному корпорацией IBM и предполагающему:
- наличие общей информационной шины, к которой подключаются дополнительные устройства через разъёмы расширения;
- модульное построение компьютера;
- совместимость всех новых устройств и программных средств с предыдущими версиями.
Принцип открытой архитектуры позволяет пользователю комплектовать нужную ему конфигурацию компьютера и производить при необходимости её модернизацию.
В ПК используются специальные схемы управления работой внешних устройств — контроллеры (адаптеры, платы, карты). Существуют контроллеры дисковода, монитора, принтера, сетевая карта и т. д. Универсальный контроллер позволяет подключать через разъём USB разные виды устройств.
Пересылка данных и программ от одного устройства к другому осуществляется по системной шине (системной магистрали), которая обеспечивает высокую скорость передачи информации.
Шина — это кабель, состоящий из множества проводников. По одной группе проводников — шине данных — передаётся обрабатываемая информация, по другой — шине адреса — адреса памяти или внешних устройств, к которым обращается процессор. Третья часть магистрали — шина управления, по ней передаются управляющие сигналы (например, сигнал к началу работы устройства).
К магистрали могут подключаться дополнительные периферийные устройства, одни модели устройств могут заменяться другими. Каждое подключаемое устройство получает номер — адрес устройства. Информация от процессора подаётся на контроллер, управляющий работой устройства.
Магистраль, процессор и внутренняя память располагаются на материнской плате компьютера. Помимо основных устройств, материнская плата содержит множество слотов для подключения контроллеров устройств ввода/вывода и других компонентов (звуковая, видео, сетевая карты и т. д.).
Основные характеристики персонального компьютера
Процессор характеризуется тактовой частотой и разрядностью.
Некоторые операции выполняются процессором за несколько тактов.
Задаётся тактовая частота специальной микросхемой — генератором тактовой частоты, который вырабатывает периодические импульсы. Тактовая частота — это число вырабатываемых за секунду импульсов, синхронизирующих работу узлов компьютера. Она измеряется в мегагерцах (МГц) и гигагерцах (ГГц). Именно тактовая частота определяет быстродействие компьютера.
Тактовая частота — это количество тактов процессора в секунду, а такт — промежуток времени, за который выполняется элементарная операция (например, сложение).
Разрядность процессора — максимальная длина двоичного кода, который может обрабатываться или передаваться процессором целиком.
Современные ПК обычно работают с 32-разрядными или 64-разрядными процессорами, существуют процессоры с разрядностью 128 бит.
Для внутренней памяти самой важной характеристикой является её объём.
Для работы современных программ требуется оперативная память 128 Мбайт, 256 Мбайт и больше.
Более подробную информацию о составе персонального компьютера, характеристиках его устройств можно найти в учебниках и других источниках.
Все программы, хранящиеся в памяти компьютера, составляют его программное обеспечение (ПО).
Некоторые программы служат для того, чтобы управлять устройствами компьютера, программами и файлами. Совокупность таких программ компьютера называется системным программным обеспечением. Наиболее важной составляющей системного ПО является операционная система, обеспечивающая взаимодействие памяти с процессором, поддерживающая диалог с пользователем и управляющая устройствами компьютера. К операционным системам относятся, например, UNIX, MS DOS, MS Windows, MAC OS, Debian и др.
Программы, позволяющие решать задачи пользователя, называются прикладными программами (прикладным ПО). К прикладным программам относятся, например, текстовые и графические редакторы, электронные таблицы, игры и т. д.
Выделяют также инструментальное программное обеспечение — программы и среды, при помощи которых программисты разрабатывают другие программы-приложения. К инструментальному программному обеспечению относятся, например, Borland C, Borland Pascal, MS Visual Studio, Java Eclipse, Borland Delphi и др.
Для использования компьютера надо не только понимать его возможности, но и знать основные приёмы и правила взаимодействия с ним. Доступные пользователю способы взаимодействия с программами и устройствами компьютера называют пользовательским интерфейсом .
Пользовательский интерфейс — совокупность способов организации диалога «человек — компьютер».
Вид и особенности пользовательского интерфейса задаёт операционная система.
Одним из самых старых является интерфейс командной строки (консоль) — разновидность текстового интерфейса. При таком способе взаимодействия пользователь вводит (в основном с клавиатуры) в специальную командную строку текстовые команды, являющиеся инструкциями, понятными операционной системе. Для командных строк характерно наличие приглашения — символа в начале строки, указывающего, что система ждёт от пользователя ввода команд. Приглашением, например, может быть символ $ или @. В командной строке Windows приглашением к вводу команды служит мигающий символ нижнего подчёркивания. При помощи команд можно управлять файлами и устройствами, запускать приложения и т. д. Пользователь должен знать команды и их формат. Выводится информация в консоль обычно также в текстовой форме.
Интерфейс командной строки требует мало памяти, но он не является дружественным для пользователя.
В настоящее время практически все пользователи компьютеров ведут диалог с операционной системой при помощи графического интерфейса . Графический интерфейс сделал управление файлами и устройствами проще, увеличив число пользователей и количество областей применения персональных компьютеров. Рассмотрим некоторые элементы оконного интерфейса операционных систем семейства Microsoft Windows.
Окна можно открывать (разворачивать), закрывать, сворачивать, перемещать, упорядочивать, менять размеры. Открытое окно может занимать целый экран или его часть.
Закрыть окно — значит полностью убрать его с экрана. Закрытие программного окна означает удаление программы из оперативной памяти.
Свёрнутые окна отображаются в виде кнопок в Панели задач. Программа, окно которой свёрнуто, остаётся в оперативной памяти, с ней в любой момент можно возобновить работу. Чтобы вновь раскрыть свёрнутое окно, нужно щёлкнуть на кнопке в Панели задач.
Компьютер – это сложное устройство, объединяющее множество различных электронных, электрических, а зачастую также и механических компонентов. Каким образом осуществляется их взаимодействие, какова схема расположения отдельных элементов компьютера, иными словами, что представляет собой функциональная схема компьютера? Это далеко не праздный вопрос, поскольку от того, насколько хорошо вы знаете устройство вашего ПК(Персонального Компьютера), зависят ваши затраты на обслуживание компьютера и его усовершенствование. Кроме того, от этого зависит степень эффективности вашего ПК как рабочего инструмента или игрового аксессуара.
Следует отметить, что хотя компьютерное оборудование все время усовершенствуется, тем не менее, функциональная схема компьютера, а также набор основных систем компьютера в течение нескольких поколений не претерпевает серьезных изменений. В деталях может меняться лишь схема взаимодействия отдельных частей компьютера.
Основные системы
Все компьютерное оборудование можно разделить на несколько подсистем. Главными из них являются следующие:
- Процессор
- Память
- Устройства ввода-вывода
Взаимодействие отдельных подсистем компьютера
В отдельную, но важную подсистему можно выделить вспомогательные и обслуживающие устройства, такие, как микросхему BIOS, генератор тактовых импульсов, системный таймер, чипсеты, то есть наборы микросхем для управления оборудованием. Также не стоит забывать и о системе питания компьютера.
Здесь мы не будем затрагивать вопросы физического размещения отдельных систем, поскольку, например, различные компоненты системы ввода-вывода, а также различные виды памяти могут располагаться как за пределами материнской платы ПК, так и на ней.
Память ПК делится на внешнюю и внутреннюю. К внутренней памяти относится оперативная память (ОЗУ), а также постоянная память (ПЗУ). К внешней памяти относятся жесткие диски, системы для чтения информации со съемных магнитных и оптических носителей (флоппи-дисководы, CD- и DVD-дисководы), флеш-накопители, и.т.д.
К системам ввода относятся такие компоненты компьютера, как клавиатура, до сих пор являющаяся базовым устройством ввода, а также мышь. Кроме того, в качестве устройств ввода могут выступать джойстик, сканер, графический планшет, тачпад, ТВ-тюнер, и многие другие устройства.
Главное устройство вывода, знакомое практически всем пользователям – это монитор. Кроме того, к устройствам вывода относятся принтер, звуковая карта и другие устройства.
К системам ввода/вывода также относятся порты ввода/вывода, такие, как LPT, COM, USB, сетевые карты, модемы, и.т.д.
Шины – артерии компьютера
Как процессор, так и шины работают на определенной частоте, определяемой количеством тактов работы за секунду. Например, процессор может работать на частоте в 4 ГГц, шина PCI Express – в 2,5 ГГц, системная шина – в 800 МГц. Тем не менее, частота работы устройства не всегда прямо пропорциональная его быстродействию, поскольку за один такт может производиться несколько операций, а может и ни одной.
Функциональная схема современного компьютера
Процессор и память соединяются посредством контроллеров материнской платы с устройствами ввода и вывода при помощи шин ввода-вывода. Существует два основных варианта шин ввода-вывода – внутренние и внешние. Внутренние встроены в саму материнскую плату, а внешние могут присоединяться к ней и отсоединяться. К внутренним относятся такие шины, как PCI, ISA, AGP, PCI Express, к внешним – IDE, SATA, USB, и.т.д.
Заключение
В этой статье мы вкратце рассказали о том, что представляет собой функциональная схема компьютера, что включают его основные подсистемы, для чего они предназначены и какие компоненты в них входят. Эта схема важна для пользователя как средство понимания принципов работы основных систем и компонентов компьютера.
Информатика и информационно-коммуникационные технологии в школе
Функциональная схема компьютера
По своему назначению компьютер - это универсальный прибор для работы с информацией. По принципам своего устройства компьютер - это модель человека, работающего с информацией.
Персональный компьютер (ПК) — это компьютер, предназначенный для обслуживания одного рабочего места. По своим характеристикам он может отличаться от больших ЭВМ, но функционально способен выполнять аналогичные операции. По способу эксплуатации различают настольные (desktop), портативные (laptop и notebook) и карманные (palmtop) модели ПК.
Аппаратное обеспечение. Поскольку компьютер предоставляет все три класса информационных методов для работы с данными (аппаратные, программные и естественные), принято говорить о компьютерной системе как о состоящей из аппаратных и программных средств, работающих совместно. Узлы, составляющие аппаратные средства компьютера, называют аппаратным обеспечением. Они выполняют всю физическую работу с данными: регистрацию, хранение, транспортировку и преобразование как по форме, так и по содержанию, а также представляют их в виде, удобном для взаимодействия с естественными информационными методами человека.
Совокупность аппаратных средств компьютера называют его аппаратной конфигурацией.
Программное обеспечение. Программы могут находиться в двух состояниях: активном и пассивном. В пассивном состоянии программа не работает и выглядит как данные, содержательная часть которых - сведения. В этом состоянии содержимое программы можно «читать» с помощью других программ, как читают книги, и изменять. Из него можно узнать назначение программы и принцип ее работы. В пассивном состоянии программы создаются, редактируются, хранятся и транспортируются. Процесс создания и редактирования программ называется программированием.
Когда программа находится в активном состоянии, содержательная часть ее данных рассматривается как команды, согласно которым работают аппаратные средства компьютера. Чтобы изменить порядок их работы, достаточно прервать исполнение одной программы и начать исполнение другой, содержащей иной набор команд.
Совокупность программ, хранящихся на компьютере, образует его программное обеспечение. Совокупность программ, подготовленных к работе, называют установленным программным обеспечением. Совокупность программ, работающих в тот или иной момент времени, называют программной конфигурацией.
Устройство компьютера. Любой компьютер (даже самый большой)состоит из четырех частей:
- устройства ввода информации
- устройства обработки информации
- устройства хранения
- устройства вывода информации.
Конструктивно эти части могут быть объединены в одном корпусе размером с книгу или же каждая часть может состоять из нескольких достаточно громоздких устройств
Базовая аппаратная конфигурация ПК. Базовой аппаратной конфигурацией персонального компьютера называют минимальный комплект аппаратных средств, достаточный для начала работы с компьютером. С течением времени понятие базовой конфигурации постепенно меняется.
Чаще всего персональный компьютер состоит из следующих устройств:
- Системный блок
- Монитор
- Клавиатура
- Мышь
Дополнительно могут подключатся другие устройства ввода и вывода информации, например звуковые колонки, принтер, сканер.
Системный блок — основной блок компьютерной системы. В нем располагаются устройства, считающиеся внутренними. Устройства, подключаемые к системному блоку снаружи, считаются внешними. Для внешних устройств используют также термин периферийное оборудование.
Монитор — устройство для визуального воспроизведения символьной и графической информации. Служит в качестве устройства вывода. Для настольных ПК в настоящее время наиболее распространены мониторы, основанные на электронно-лучевых трубках. Они отдаленно напоминают бытовые телевизоры.
Клавиатура — клавишное устройство, предназначенное для управления работой компьютера и ввода в него информации. Информация вводится в виде алфавитно-цифровых символьных данных.
Мышь — устройство «графического» управления.
Внутренние устройства персонального компьютера.
Внутренними считаются устройства, располагающиеся в системном блоке. Доступ к некоторым из них имеется на лицевой панели, что удобно для быстрой смены информационных носителей, например гибких магнитных дисков. Разъемы некоторых устройств выведены на заднюю стенку — они служат для подключения периферийного оборудования. К некоторым устройствам системного блока доступ не предусмотрен — для обычной работы он не требуется.
Процессор. Микропроцессор — основная микросхема персонального компьютера. Все вычисления выполняются в ней. Основная характеристика процессора — тактовая частота (измеряется в мегагерцах, МГц). Чем выше тактовая частота, тем выше производительность процессора. Так, например, при тактовой частоте 500 МГц процессор может за одну секунду изменить свое
состояние 500 миллионов раз. Для большинства операций одного такта недостаточно, поэтому количество операций, которые процессор может выполнить в секунду, зависит не только от тактовой частоты, но и от сложности операций.
Единственное устройство, о существовании которого процессор «знает от рождения», — оперативная память — с нею он работает совместно. Оттуда поступают данные и команды. Данные копируются в ячейки процессора (они называются регистрами), а потом преобразуются в соответствии с содержанием команд. Более полную картину того, как процессор взаимодействует с оперативной памятью, вы получите в главах, посвященных основам программирования.
Оперативная память. Оперативную память можно представить как обширный массив ячеек, в которых хранятся числовые данные и команды в то время, когда компьютер включен. Объем оперативной памяти измеряется в миллионах байтов — мегабайтах (Мбайт).
Процессор может обратиться к любой ячейке оперативной памяти (байту), поскольку она имеет неповторимый числовой адрес. Обратиться к индивидуальному биту оперативной памяти процессор не может, так как у бита нет адреса. В то же время, процессор может изменить состояние любого бита, но для этого требуется несколько действий.
Материнская плата. Материнская плата — это самая большая плата персонального компьютера. На ней располагаются магистрали, связывающие процессор с оперативной памятью, — так называемые шины. Различают шину данных, по которой процессор копирует данные из ячеек памяти, адресную шину, по которой он подключается к конкретным ячейкам памяти, и шину команд, по которой в процессор поступают команды из программ. К шинам материнской платы подключаются также все прочие внутренние устройства компьютера. Управляет работой материнской платы микропроцессорный набор микросхем — так называемый чипсет.
Видеоадаптер. Видеоадаптер — внутреннее устройство, устанавливаемое в один из разъемов материнской платы. В первых персональных компьютерах видеоадаптеров не было. Вместо них в оперативной памяти отводилась небольшая область для хранения видеоданных. Специальная микросхема (видеоконтроллер) считывала данные из ячеек видеопамяти и в соответствии с ними управляла монитором.
По мере улучшения графических возможностей компьютеров область видеопамяти отделили от основной оперативной памяти и вместе с видеоконтроллером выделили в отдельный прибор, который назвали видеоадаптером. Современные видеоадаптеры имеют собственный вычислительный процессор (видеопроцессор), который снизил нагрузку на основной процессор при построении сложных изображений. Особенно большую роль видеопроцессор играет при построении на плоском экране трехмерных изображений. В ходе таких операций ему приходится выполнять особенно много математических расчетов.
В некоторых моделях материнских плат функции видеоадаптера выполняют микросхемы чипсета — в этом случае говорят, что видеоадаптер интегрирован с материнской платой. Если же видеоадаптер выполнен в виде отдельного устройства, его называют видеокартой. Разъем видеокарты выведен на заднюю стенку. К нему подключается монитор.
Звуковой адаптер. Для компьютеров IBM PC работа со звуком изначально не была предусмотрена. Первые десять лет существования компьютеры этой платформы считались офисной техникой и обходились без звуковых устройств. В настоящее время средства для работы со звуком считаются стандартными. Для этого на материнской плате устанавливается звуковой адаптер. Он может быть интегрирован в чипсете материнской платы или выполнен как отдельная подключаемая плата, которая называется звуковой картой.
Разъемы звуковой карты выведены на заднюю стенку компьютера. Для воспроизведения звука к ним подключают звуковые колонки или наушники. Отдельный разъем предназначен для подключения микрофона. При наличии специальной программы это позволяет записывать звук. Имеется также разъем (линейный выход) для подключения к внешней звукозаписывающей или звуковоспроизводящей аппаратуре (магнитофонам, усилителям и т.п.).
Жесткий диск. Поскольку оперативная память компьютера очищается при отключении питания, необходимо устройство для длительного хранения данных и программ. В настоящее время для этих целей широко применяют так называемые жесткие диски.
Принцип действия жесткого диска основан на регистрации изменений магнитного поля вблизи записывающей головки.
Основным параметром жесткого диска является емкость, измеряемая в гигабайтах (миллиардах байтов), Гбайт. Средний размер современного жесткого диска составляет 80 — 160 Гбайт, причем этот параметр неуклонно растет.
Дисковод гибких дисков. Для транспортировки данных между удаленными компьютерами используют так называемые гибкие диски. Стандартный гибкий диск (дискета) имеет сравнительно небольшую емкость 1,44 Мбайт. По современным меркам этого совершенно недостаточно для большинства задач хранения и транспортировки данных, но низкая стоимость носителей и высокая степень готовности к работе сделали гибкие диски самыми распространенными носителями данных.
Для записи и чтения данных, размещенных на гибких дисках, служит специальное устройство — дисковод. Приемное отверстие дисковода выведено на лицевую панель системного блока.
Дисковод CD-ROM. Для транспортировки больших объемов данных удобно использовать компакт-диски CD-ROM. Эти диски позволяют только читать ранее записанные данные — производить запись на них нельзя. Емкость одного диска составляет порядка 650-700 Мбайт.
Для чтения компакт-дисков служат дисководы CD-ROM. Основной параметр дисковода CD-ROM— скорость чтения. Она измеряется в кратных единицах. За единицу принята скорость чтения, утвержденная в середине 80-х гг. для музыкальных компакт-дисков (аудиодисков). Современные дисководы CD-ROM обеспечивают скорость чтения 40х - 52х.
Основной недостаток дисководов CD-ROM — невозможность записи дисков — преодолен в современных устройствах однократной записи — CD-R. Существуют также устройства CD-RW, позволяющие осуществлять многократную запись.
Принцип хранения данных на компакт-дисках не магнитный, как у гибких дисков, а оптический.
Коммуникационные порты. Для связи с другими устройствами, например принтером, сканером, клавиатурой, мышью и т. п., компьютер оснащается так называемыми портами. Порт — это не просто разъем для подключения внешнего оборудования, хотя порт и заканчивается разъемом. Порт — более сложное устройство, чем просто разъем, имеющее свои микросхемы и управляемое программно.
Сетевой адаптер. Сетевые адаптеры необходимы компьютерам, чтобы они могли обмениваться данными между собой. Этот прибор следит за тем, чтобы процессор не подал новую порцию данных на внешний порт, пока сетевой адаптер соседнего компьютера не скопировал к себе предыдущую порцию. После этого процессору дается сигнал о том, что данные забраны и можно подавать новые. Так осуществляется передача.
Когда сетевой адаптер «узнает» от соседнего адаптера, что у того есть порция данных, он копирует их к себе, а потом проверяет, ему ли они адресованы. Если да, он передает их процессору. Если нет, он выставляет их на выходной порт, откуда их заберет сетевой адаптер очередного соседнего компьютера. Так данные перемещаются между компьютерами до тех пор, пока не попадут к адресату.
Сетевые адаптеры могут быть встроены в материнскую плату, но чаще устанавливаются отдельно, в виде дополнительных плат, называемых сетевыми картами.
Читайте также: