Архитектура ПК Архитектура персонального компьютера компоновка его основных частей, таких как процессор, ОЗУ, видеоподсистема, дисковая система, периферийные устройства и устройства ввода-вывода.

Компьютерные системы Состав вычислительной системы называется конфигурацией. Аппаратные и программные средства вычислительной техники принято рассматривать отдельно. Соответственно, отдельно рассматривают аппаратную конфигурацию вычислительных систем и их программную конфигурацию.

Аппаратное обеспечение К аппаратному обеспечению вычислительных систем относятся устройства и приборы, образующие аппаратную конфигурацию. Современные компьютеры имеют блочно- модульную конструкцию – аппаратную конфигурацию, необходимую для исполнения конкретных видов работ, ее можно собирать из готовых узлов и блоков.

По способу расположения устройств относительно центрального процессорного устройства (ЦПУ Central Processing Unit, CPU) различают внутренние и внешние устройства. Внешними, как правило, являются большинство устройств ввода-вывода данных (их также называют периферийными устройствами) и некоторые устройства, предназначенные для длительного хранения данных.

Согласование между отдельными узлами и блоками выполняют с помощью переходных аппаратно-логических устройств, называемых аппаратными интерфейсами. Стандарты на аппаратные интерфейсы в вычислительной технике называют протоколами. Протокол - это совокупность технических условий, которые должны быть обеспечены разработчиками устройств для успешного согласования их работы с другими устройствами.

Многочисленные интерфейсы, можно условно разделить на две большие группы: последовательные и параллельные. Через последовательный интерфейс данные передаются последовательно, бит за битом, а через параллельный - одновременно группами битов. Количество битов, участвующих в одной посылке, определяется разрядностью интерфейса, например, восьмиразрядные параллельные интерфейсы передают один байт (8 бит) за один цикл.

С развитием техники появились новые, высокоскоростные последовательные интерфейсы, не уступающие параллельным, а нередко и превосходящие их по пропускной способности. Сегодня последовательные интерфейсы применяют для подключения к компьютеру любых типов устройств.

Базовая аппаратная конфигурация персонального компьютера Персональный компьютер – универсальная техническая система. Его конфигурацию (состав оборудования) можно гибко изменять по мере необходимости. существует понятие базовой конфигурации, которую считают типовой. В настоящее время в базовой конфигурации рассматривают четыре устройства: системный блок, монитор, клавиатура, мышь.

Системный блок Системный блок представляет собой основной узел, внутри которого установлены наиболее важные компоненты. Устройства, находящиеся внутри системного блока, называют внутренними, а устройства, подключаемые к нему снаружи, - внешними. Внешние дополнительные устройства, предназначенные для ввода, вывода и длительного хранения данных, также называют периферийными.

По внешнему виду системные блоки различаются формой корпуса. Корпуса персональных компьютеров выпускают в горизонтальном (desktop) и вертикальном (tower) исполнении. Корпуса, имеющие вертикальное исполнение, различают по габаритам: полноразмерный (big tower), среднеразмерный (midi tower) и малоразмерный (mini tower

Среди корпусов, имеющих горизонтальное исполнение, выделяют плоские и особо плоские (slim). Корпуса персональных компьютеров поставляются вместе с блоком питания и, таким образов, мощность блока питания также является одним из параметров корпуса. Для массовых моделей достаточной является мощность блока питания Вт.

Материнская плата основная плата ПК. На ней размещаются: процессор основная микросхема, выполняющая большинство математических и логических операций; микропроцессорный комплект (чипсет) набор микросхем, управляющих работой внутренних устройств компьютера и определяющих основные функциональные возможности материнской платы; шины наборы проводников, по которым происходит обмен сигналами между внутренними устройствами компьютера;

А также: оперативная память (оперативное запоминающее устройство, ОЗУ) набор микросхем, предназначенных для временного хранения данных, когда компьютер включен; ПЗУ (постоянное запоминающее устройство) микросхема, предназначенная для длительного хранения данных, в том числе и когда компьютер выключен; разъемы для подключения дополнительных устройств (слоты).

Жесткий диск основное устройство для долговременного хранения больших объемов данных и программ. На самом деле это не один диск, а группа дисков, имеющих магнитное покрытие и вращающихся с высокой скоростью.

Оперативная память (RAM Random Access. Memory) это массив кристаллических ячеек, способных хранить данные. Существует много различных типов оперативной памяти, но с точки зрения физического принципа действия различают динамическую память (DRAM) и статическую память (SRAM).

Ячейки динамической памяти (DRAM) можно представить в виде микро конденсаторов, способных накапливать заряд на своих обкладках. Это наиболее распространенный и экономически доступный тип памяти.

Ячейки статической памяти (SRAM) можно представить как электронные микроэлементы триггеры, состоящие из нескольких транзисторов. В триггере хранится не заряд, а состояние (включен/выключен), поэтому этот тип памяти обеспечивает более высокое быстродействие, хотя технологически он сложнее и, соответственно, дороже.

Процессор основная микросхема компьютера, в которой и производятся все вычисления. Конструктивно процессор состоит из ячеек, похожих на ячейки оперативной памяти, но в этих ячейках данные могут не только храниться, но и изменяться. Внутренние ячейки процессора называют регистрами. данные, попавшие в некоторые регистры, рассматриваются не как данные, а как команды, управляющие обработкой данных в других регистрах

Монитор – устройство визуального представления данных. Это не единственно возможное, но главное устройство вывода. Его основными потребительскими параметрами являются: –тип, –размер и шаг маски экрана, –максимальная частота регенерации изображения, – класс защиты.

На экране жидкокристаллического монитора изображение образуется в результат прохождения белого света лампы подсветки через ячейки, прозрачность которых зависит от приложенного напряжения. Элементарная триада состоит из трех ячеек зеленого, красного и синего цвета и соответствует одному пикселю экрана. Размер монитора по диагонали и разрешение экрана однозначно определяет размер такой триады и, тем самым, зернистость изображения.

Частота регенерации (обновления) изображения показывает, сколько раз в течение секунды монитор может полностью сменить изображение (поэтому ее также называют частотой кадров). Этот параметр зависит не только от монитора, но и от свойств и настроек видеоадаптера (см. ниже), хотя предельные возможности определяет все-таки монитор.

Частоту регенерации изображения измеряют в герцах (Гц). Чем она выше, тем четче и устойчивее изображение, тем меньше утомление глаз, тем больше времени можно работать с компьютером непрерывно. При частоте регенерации порядка 60 Гц мелкое, мерцание изображения может быть заметно невооруженным глазом. Сегодня такое значение считается недопустимым.

Для ЭЛТ-мониторов минимальным считают значение 75 Гц, нормативным - 85 Гц и комфортным Гц и более. У жидкокристаллических мониторов изображение более инерционно, так что мерцание подавляется автоматически. Для них частота обновления в 75 Гц уже считается комфортной.

§21. Развитие архитектуры вычислительных систем.

Направления развития архитектуры вычислительных систем определяются требованиями большей эффективности и скорости обработки информации; появлением новых технических возможностей.

Задачи сверхбыстрых компьютеров: 1. математические расчёты, лежащие в основе реализации математических моделей многих процессов. 2. поиск информации в гигантских базах данных, достигающих по объёму хранимой информации нескольких терабайтов. 3. моделирование интеллекта.

КАК МОЖНО УСКОРИТЬ РАБОТУ КОМПЬЮТЕРА У компьютера имеется много внешних устройств. Но только один, нацеленный непосредственно на выполнение программы процессор, одна шина и одна оперативная память.

распараллеливание вычислений – процессы обработки данных, в которых одновременно могут выполняться несколько машинных операций; принципиально новые архитектуры, отличные от архитектуры фон Неймана. многопроцессорные вычислительные комплексы

Распределённые вычисления - способ реализации параллельных вычислений путём использования множества компьютеров, объединённых в сеть. мультикомпьютерные системы

Кластеры несколько компьютеров, связанных в локальную сеть и объединённых специальным программным обеспечением, реализующим параллельный вычислительный процесс. многомашинные вычислительные комплексы

Мультипроцессорная система- реализуется на одном компьютере Все процессоры имеют равный (однородный) доступ к единой памяти. Cray – мощнейшие в мире суперкомпьютеры. Для каждого процессора выделяется свой раздел памяти компьютера.

Вопросы: Для каких классов задач нужны сверхпроизводительные вычислительные системы? Что такое параллельные вычисления? Что такое распределённые вычисления? Чем отличаются мультикомпьютерные системы от мультипроцессорных?

Источники информации: Информатика и ИКТ. Базовый уровень кл.Семакин И. Г., Хеннер Е. К., Москва. Бином. Лаборатория знаний контент сайта Office.com p jpg/220px-Cray-1-p jpghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/e/e4/Cray-1- p jpg/220px-Cray-1-p jpg