Аппаратное обеспечение реализации информационных процессов

План.
1. Принцип устройства компьютера.
2. Основные блоки и качественные характеристики ПК.
3. Периферийные устройства.
4. Микропроцессор.
5. Оперативная память, кэш-память.
6. Мониторы.
1. Принцип устройства компьютера.
Как бы ни выглядел компьютер, каких бы ни был размеров, для чего бы его не использовали – для игр, создания документов или управления космическими полетами, главными его свойствами были, есть и будут ввод, обработка, хранение и вывод информации. Компьютер принимает данные, перерабатывает их, хранит результат и выдает его, следуя командам, поступающим от человека.
В Ы В О Д
В
В
О
Д
В системе, способной выполнять описанные функции, должно быть предусмотрено минимум два устройства: запоминающее – для хранения данных и преобразующее – то, что производит все вычисления, которое назовем центральным процессором . Кроме того, для ввода данных в компьютер и вывода результатов работы нужны специальные устройства ввода и вывода .
Согласно принципам, сформулированным в 1949 году американским математиком Джоном фон Нейманом, центральный процессор выполняет хранящиеся в памяти программы, оперирует данными, управляет всеми компонентами компьютера и состоит из устройства управления , воспринимающего команды программ и организующего их выполнение, и арифметико-логического устройства , предназначенного только для вычислений. Процессор должен быть напрямую связан с блоком памяти, где должны находиться команды или данные, готовые для обработки, т.е. промежуточные данные, находящиеся на пути от постоянного носителя к центральному процессору и обратно. Этот «буфер», хранящий оперативную информацию, называется оперативной памятью .
Однако объемов оперативной памяти зачастую оказывается недостаточно, поэтому для долговременного хранения данных понадобятся специальные носители , с которых процессор сможет считывать программы и данные и на которые будет записывать результаты по мере наполнения запоминающего устройства. Это значит, что носители данных тоже будут устройствами ввода-вывода: мы можем ввести текст с клавиатуры, затем сохранить его на носителе, а потом взять готовый текст с носителя.
Общая схема описанного устройства такова:

1. Основные блоки и качественные характеристики ПК.
Компьютеры – это универсальные электронные вычислительные машины (ЭВМ), используемые для накопления, обработки и передачи информации. Самое широкое распространение получили персональные компьютеры, предназначенные для индивидуальной работы.
Персональные компьютеры – это малогабаритные вычислительные машины, которые могут быть установлены на любом рабочем месте.
Структурная схема ПК.

Печатающее устройство
Видеомонитор (дисплей)
Канал
связи
Генератор тактовых импульсов

Минимальный состав персональных компьютеров:
1) системный блок
2) монитор (дисплей)
3) клавиатура
Системный блок является в компьютере главной составной частью. В нем располагаются все основные узлы компьютера:
- электронные схемы, управляющие работой компьютера (микропроцессор, оперативная память, контроллеры устройств и т.д.);
- блок питания, который преобразует электропитание сети в постоянный ток низкого напряжения, подаваемый на электронные схемы компьютера;
- накопители (или дисководы) для гибких магнитных дисков, используемые для чтения и записи на гибкие магнитные диски (дискеты);
- накопитель на жестком магнитном диске, предназначенный для чтения и записи на несъемный жесткий магнитный диск (винчестер);
- другие устройства.
Возможности компьютеров зависят от типа и быстродействия процессора, а также от объемов оперативной и долговременной памяти.
Микропроцессор – это устройство управления компьютером. Быстродействие компьютеров определяется числом операций, выполняемых процессором за одну секунду. Основной функцией процессоров является автоматическое управление работой ЭВМ с помощью программ, размещаемых в оперативной памяти.
В компьютерах первого поколения быстродействие процессоров составляло несколько тысяч операций в секунду; второго поколения – несколько десятков тысяч, а в машинах третьего поколения – несколько сотен тысяч операций в секунду.
Быстродействие персональных компьютеров четвертого поколения – несколько миллионов операций в секунду. В компьютерах следующих поколений быстродействие будет составлять десятки и даже сотни миллионов операций в секунду.
Устройство управления (УУ) – формирует и подает во все блоки машины в нужные моменты времени определенные сигналы управления (управляющие импульсы), обусловленные спецификой выполняемой операции и результатами предыдущих операций; формирует адреса ячеек памяти, используемых выполняемой операцией, и передает эти адреса в соответствующие блоки ЭВМ; опорную последовательность импульсов устройство управления получает от генератора тактовых импульсов.
Арифметико-логическое устройство (АЛУ) – предназначено для выполнения всех арифметических и логических операций над числовой и символьной информацией.
Микропроцессорная память (МПП) – служит для кратковременного хранения, записи и выдачи информации, непосредственно используемой в вычислениях в ближайшие такты работы машины. МПП строится на регистрах и используется для обеспечения высокого быстродействия машины.
Регистры – быстродействующие ячейки памяти различной длины.
Интерфейсная система микропроцессора – реализует сопряжение и связь с другими устройствами ПК.
Интерфейс – это совокупность средств сопряжения и связи устройств компьютера, обеспечивающая их эффективное взаимодействие.
Генератор тактовых импульсов – генерирует последовательность электрических импульсов; частота генерируемых импульсов определяет тактовую частоту машины. Промежуток времени между соседними импульсами определяет время одного такта работы машины или просто такт работы машины.
Системная шина – это основная интерфейсная система компьютера, обеспечивающая сопряжение и связь всех его устройств между собой. Обеспечивает 3 направления передачи информации:
1) между микропроцессором и основной памятью;
2) между микропроцессором и портами ввода-вывода внешних устройств;
3) между основной памятью и портами ввода-вывода внешних устройств (в режиме прямого доступа к памяти).
Таймер – внутримашинные электронные часы, обеспечивающие при необходимости автоматический съем текущего момента времени. Таймер подключается к автономному источнику питания – аккумулятору и при отключении машины от сети продолжает работать.
Монитор (дисплей) – это устройство отображения информации на электронном экране. Дисплеи в персональных компьютерах могут быть цветными и черно-белыми. Информация на мониторах обычно отображается как в телевизоре – на экране электронно-лучевой трубки.
Клавиатура содержит клавиши, как правило, латинского и русского алфавитов. Кроме того, на клавиатуре имеются цифры и другие специальные знаки. Нажимая на эти клавиши, можно вводить в компьютер самую разную информацию – числа, слова, фразы, а также команды управления компьютером.
Мышь – устройство, которое подсоединяется к персональному компьютеру электрическим шнуром и которое можно перемещать по столу.
Минимальной единицей информации считается бит. Бит – это величина, принимающая значение 0 или 1 . Любая другая информация может быть закодирована последовательностью из нулей и единиц. Именно в таком виде вся информация представляется в памяти ЭВМ.
Единицей памяти в современных ЭВМ считается байт. Байты – это 8-разрядные двоичные числа вида – 00000000, 00000001, …, 11111111. Один байт записывается в виде 8 двоичных знаков информации – нулей и единиц: 1 байт = 8 бит.
Для измерения памяти большого объема используются следующие единицы:
1 Кбайт = 1024 байт (1 килобайт);
1 Мбайт = 1024 Кбайт (1 мегабайт);
1 Гбайт = 1024 Мбайт (1 гигабайт).
Машины первого поколения имели оперативную память порядка нескольких килобайт, компьютеры второго поколения – десятки килобайт, а машины третьего поколения – сотни килобайт.
Скорость передачи информации по линиям связи оценивается в бодах и килободах. Скорость в один бод – это передача одного бита в секунду:
1 бод = 1бит/секунда
1Кбод = 1024 бод.

Внимание, отключите Adblock

Вы посетили наш сайт со включенным блокировщиком рекламы!
Ссылка для скачивания станет доступной сразу после отключения Adblock!

Скачать полную версию