L/O/G/O Устройство компьютера

Компьютер – универсальное техническое средство для работы человека с информацией

Ч Е Л О В Е К Органы чувств Прием ( ввод ) информации М О З Г Хранение информации Процесс мышления ( обработка информации ) Речь, жесты, письмо Передача (вывод) информации КОМПЬЮТЕР Устройства ввода Устройства памяти П Р О Ц Е С С О Р Устройства вывода

ИНФОРМАЦИОННЫЙ ОБМЕН В КОМПЬЮТЕРЕ Ввод Вывод ПАМЯТЬ ПРОЦЕССОР В памяти компьютера х р а н я т с я данные и программы

Принципы построения ЭВМ Фон Неймана Ввод Вывод ПАМЯТЬ ПРОЦЕССОР Состав устройств ЭВМ Данные и программы хранятся в общей памяти ЭВМ Данные и программы хранятся в памяти ЭВМ в виде двоичного кода Запись информации в память, а также чтение ее из памяти производится по адресам внутренняя память компьютера состоит из частиц – битов в одном бите памяти хранится один бит информации наименьшая адресуемая часть внутренней памяти – 1 байт ( 8 бит ) все байты пронумерованы номер байта – адрес байта памяти

ВНУТРЕННЯЯ ПАМЯТЬ КОМПЬЮТЕРА БИТ 0 или 1 Двоичная кодировка Внутренняя память состоит из частиц – битов В одном бите памяти хранится один бит информации Байт памяти – наименьшая адресуемая часть внутренней памяти ( 1 байт = 8 бит ) Все байты пронумерованы, начиная от 0 Номер байта – адрес байта памяти Процессор обращается к памяти по адресам Дискретность Адресуемость Байты Биты

Схема построения ЭВМ Фон Неймана

Магистрально-модульный принцип построения ЭВМ УСТРОЙСТВА ВВОДА Долговременная память УСТРОЙСТВА ВЫВОДА СЕТЕВЫЕ УСТРОЙСТВА ПРОЦЕССОР ВНУТРЕННЯЯ ПАМЯТЬ МАГИСТРАЛЬ ШИНА ДАННЫХ ШИНА УПРАВЛЕНИЯ ШИНА АДРЕСА

Минимальная комплектация ЭВМ

ВНУТРЕННИЕ УСТРОЙСТВА ЭВМ

МИКРОПРОЦЕССОР – основной рабочий компонент компьютера, который выполняет арифметические и логические операции, заданные программой, управляет вычислительным процессом и координирует работу всех устройств компьютера

ПРОЦЕССОР:ПРОЦЕССОР: арифметико-логическое устройство; шины данных и шины адресов; регистры; счетчики команд; кэш очень быстрая память малого объема (от 8 до 512 Кбайт); математический сопроцессор чисел с плавающей точкой.

ПРОЦЕССОРПРОЦЕССОР 42 миллиона функциональных элементов, размеры которых 0,13 *10 -6 м.

Характеристики процессора ТАКТОВАЯ ЧАСТОТА Определяет быстродействие компьютера. Такт – это промежуток времени между началами двух последовательных импульсов. Измеряется в мегагерцах (МГц) и гигагерцах (ГГц) 1978 г. Процессор МГц 2002 г. Процессор PIV 2,4 ГГц 2011 г. Процессор 3.8 ГГц 2005 г. Появляется многоядерность

Характеристики процессора Разрядность процессора Определяется количеством двоичных разрядов, которые могут передаваться или обрабатываться одновременно Измеряется в битах

Внутренняя память Оперативная память Кэш-память Кэш-память BIOSBIOS Спец. память

Оперативная память ОЗУ ОЗУ, англ. RAM, Random Access Memory память с произвольным доступом это быстрое запоминающее устройство не очень большого объёма, непосредственно связанное с процессором и предназначенное для записи, считывания и хранения выполняемых программ и данных, обрабатываемых этими программами, в то время когда компьютер включен.

Оперативная память исполняется из интегральных микросхем памяти, они устанавливаются в корпуса и собираются в модули памяти.

Характеристики Характеристики Объем/ Ёмкость Время доступа к данным 4 НС5 НС7 НС 32 Мб 64 Мб 256 Мб 512 Мб 1 Гб 2 Гб

Характеристики Характеристики Частота операций записи или считывания информации 333 МГц 20 МГц 133 МГц 800 МГц 266 МГц Количество операций за одну секунду

Микропроцессор 2,4 ГГц Микропроцессор Оперативнаяпамять 333 МГц Оперативнаяпамять КЭШ-ПАМЯТЬКЭШ-ПАМЯТЬ

Кэш - память Сверхоперативная память очень быстрое ЗУ небольшого объёма, которое используется при обмене данными между микропроцессором и оперативной памятью для компенсации разницы в скорости обработки информации процессором и несколько менее быстродействующей оперативной памятью

Характеристики Характеристики Объем/ Ёмкость 32 Кб 256 Кб 512 Кб

Специальная память Специальнаяпамять Постоянная память Cmos BIOS

Внешняя память (ВЗУ) предназначена для длительного хранения программ и данных большого объема (видео, аудио, документы), и целостность её содержимого не зависит от того, включен или выключен компьютер. ВНЕШНЯЯ ПАМЯТЬ Устройство, которое обеспечивает запись/считывание информации, называется накопителем (дисководом). Устройство, на котором хранится информация – носителем.

Внешняя память НГМД НЖМД Оптическиедиски FLASH-ПАМЯТЬ

Дискеты Дискеты ГМД = гибкий магнитный диск, floppy disk 5,25 (дюйма) 3,5 разрешение записи Емкость дискеты 1,44 Мбайт Скорость вращения диска 300 об/мин

ЖЕСТКИЕ МАГНИТНЫЕ ДИСКИ ЖМД = жесткий магнитный диск HDD = hard disk drive запоминающее устройство большой ёмкости, в котором носителями информации являются круглые алюминиевые пластины, обе поверхности которых покрыты слоем магнитного материала.

ХАРАКТЕРИСТИКИХАРАКТЕРИСТИКИ Используется магнитный принцип записи/считывания информации Емкость: до 4 Тбайт (4000 Гбайт) Частота вращения: 7200 об/мин, об/мин Подключение: IDE, SATA внешние жесткие диски

Оптический диск CD-ROM представляет собой прозрачный полимерный диск диаметром 12 см и толщиной 1,2 мм, на одну сторону которого напылён светоотражающий слой алюминия, защищенный от повреждений слоем прозрачного лака. 30 Дисковод CD-ROM

Лазерные CD-диски Звуковые CD (compact disk) диаметр 12 см минут звука CD-ROM, CD-R, CD-RW: Мбайт CD-ROM – только чтение CD-R – однократная запись CD-RW – многократная запись мини-CD (-R, -RW) диаметр 8 см 24 минуты звука, 210 Мбайт

Оптический принцип считывания информации

Дисковод DVD-ROM ПараметрCD-ROMDVD-ROM диаметр 120 мм толщина 1,2 мм 1,2 мм (по 0,6 мм на слой) шаг дорожки 1,6 мкм 0,74 мкм длина волны 780 нм инфракрасный 640 нм красный вместимость 0,65 Gb4,7 Gb кол-во слоев 11, 2, 4

DVD-диски 34 DVD-ROM – только чтение DVD-R, DVD+R – однократная запись DVD-RW, DVD+RW – многократная запись (1000 циклов) DVD-RAM – многократная запись ( циклов) однослойные односторонние 4,7 Гбайт двухсторонние 9,4 Гбайт двухслойные односторонние 8,5 Гбайт двухсторонние 17,1 Г байт DVD = Digital Versatile Disk или Digital Video Disk лазер с меньшей длиной волны

Blu-ray диски высокой плотности Blu-ray Disc = Blue ray Disc, BD (blue ray – синий луч лазера) BD-ROM, BD-R, BD-RE (перезаписываемые) слоев емкость, Гбайт 123,3 – ,6 –

Флэш-память Флэш-диски (до 64 Гб) Флэш-карты (до 32 Гб) Твердотельный накопитель (англ. SSD, solid-state drive)

Сравнение типов внешней памяти CD-диски Мбайт флэш-память до 128 Гбайт DVD-диски до 500 Гбайт винчестеры До 4 Тбайт По максимальной емкости: CD-диски до 8 Мбайт/с DVD-диски до 24 Мбайт/с флэш-память 2.0 до 60 Мбайт/с винчестеры до 125 Мбайт/с флэш-память 3.0 До 625 Мбайт/с По максимальной скорости (чтения):

Опасные воздействия 38 Дискеты (ГМД = гибкие магнитные диски): магнитные поля, грязь, температура Винчестеры (ЖМД = жесткие магнитные диски): магнитные поля, удары, вибрация CD, DVD-диски: царапины, грязь Flash-диски: сбои питания, отсоединение во время записи

ВНЕШНИЕ УСТРОЙСТВА ЭВМ

УСТРОЙСТВА ВВОДА Клавиатура; Координатные устройства ввода; Сканер; Цифровые камеры и ТВ-тюнеры; Звуковая карта (микрофон).

Клавиатура Клавиатура Универсальное устройство ввода информации позволяет вводить числовую и текстовую информацию В стандартном виде: 104 клавиши 3 информирующих индикатора

Координатные устройства ввода Используются для ввода графической информации и для работы с графическим интерфейсом программ

Манипуляторы - мышь - трекбол Сенсорные панели (тачпад) Графические планшеты Координатные устройства ввода

Мышь Манипуляторы Манипуляторы Основным рабочим органом является массивный шар, который вращается при перемещении ее корпуса. Положение шара считывается инфракрасными оптопарами и преобразуется в электрический сигнал, управляющим движением указателя мыши Трекбол Современные модели мышей часто являются беспроводными и оптическими Трекбол отличается от мыши тем, что шар вращается непосредственно рукой

Сенсорные панели ТАЧПАД Представляет собой панель прямоугольной формы, чувствительную к перемещению пальца и нажатию пальцем, эквивалентное нажатию на кнопку мыши. Координатные устройства ввода

ГРАФИЧЕСКИЙ ПЛАНШЕТ (дигитайзер) С помощью специальной ручки позволяет чертить, рисовать схемы, добавлять пометки к готовым электронным документам Координатные устройства ввода

Сканер Предназначен для оптического ввода в компьютер и преобразование в цифровую форму изображений (фотографий, рисунков, слайдов), а так же текстовых документов Сканируемое изображение освещается светом, отраженный свет проецируется на фотоэлемент, который движется и последовательно считывает изображение, преобразуя в цифровой формат

Цифровые камеры и ТВ- тюнеры Цифровые камеры позволяют получать видео-изображение и фотоснимки в цифровом формате. Для передачи «живого» видео по компьютерным сетям используются веб-камеры При наличии в ПК спец платы (ТВ-тюнер) возможно просматривать телевизионные программы

Звуковая карта Производит преобразование звука из аналоговой формы в цифровую. Для ввода звуковой информации используется микрофон, который подключается к к входу звуковой карты. Звуковая карта имеет также возможность синтезировать звук

УСТРОЙСТВА ВЫВОДА Монитор; Принтер; Плоттер; Колонки и наушники; Видеопроектор.

Монитор На электронно- лучевой трубке (ЭЛТ) Изображение создается пучком электронов, испускаемых электронной пушкой. Этот пучок электронов разгоняется высоким напряжением Жидкокристаллические мониторы (LCD) Молекулы жидких кристаллов под воздействием электрического напряжения могут изменять свойства светового луча и создается изображение

Принтер Матричны й Лазерный Струйный Изображение формируется с помощью иголок, ударяющих по бумаге через красящую ленту Для получения изображения используются специальные чернила, а вместо печатающей головки – картридж: из отверстий (сопел) выбрасываются тонкие струйки чернил С помощью системы линз тонкий луч лазера формирует электронное изображение на светочувствительном барабане. К заряженным частицам этого изображения притягиваются частички порошка (тонера), который затем переносится на бумагу

Плоттер Предназначен для вывода графической информации, создания схем, карт, трехмерных изображений Планшетные Барабанные По конструкции плоттеры бывают:

Колонки и наушники Устройства голосового вывода могут воспроизвод ить звуки, речь

Видеопроектор Устройство, напрямую подключаемое к компьютеру или источнику видеосигнала (видеомагнитофону, видеокамере и т.д.) вместо компьютерного монитора (монитор компьютера подключается к выходу проектора) или телевизора для проецирования изображения на большой экран.

Модем и DVB Модем или модемная плата служит для связи удалённых компьютеров по телефонной сети. Модем бывает внутренний (установлен внутри системного блока) и внешний (располагается рядом с системным блоком и соединяется с ним при помощи кабеля. DVB-карта и спутниковая антенна служат для так называемого «асинхронного» подключения компьютера к сети Интернет. При наличии DVB- карты и спутниковой антенны для соединения с Интернетом используется два канала связи: для передачи данных от пользователя используется модем, а для приема – спутниковый канал, скорость потока данных в котором в несколько раз превышает модемную.