Презентация Структура и аппаратные средства современного персонального компьютера (10 класс)

структура и аППаратные средства современного Персонального комПьютера структурная организация персонального компьютераУчитель информатикиЗырянова Л. Н. Введение Современные компьютеры массового применения — пк имеют достаточно сложную структуру, которая определяет взаимосвязь между аппаратными средствами в технической системе, называемой компьютером. В процессе эволюции аппаратных и программных средств изменялась и структура пк, однако без изменений остались пока основные принципы его структурной организации, сформулированные выдающимся математиком, профессором Принстонского университета США Джоном фон Нейманом (1903–1957) и его коллегами в 1946 г. Принципы Джона фон Нейманаинформация представляется (кодируется) и обрабатывается (выполняются вычислительные и логические операции) в двоичной системе счисления, информация разбивается на отдельные машинные слова, каждое из которых обрабатывается в компьютере как единое целое; машинные слова, представляющие данные (числа) и команды (определяют наименование задаваемых операций), различаются по способу использования, но не по способу кодирования; Принципы Джона фон Нейманамашинные слова размещаются и хранятся в ячейках памяти компьютера под своими номерами, называемыми адресами слов; последовательность команд (алгоритм) определяет наименование производимых операций и слова (операнды), над которыми производятся эти операции, при этом алгоритм, представленный в форме операторов машинных команд, называется программой; порядок выполнения команд однозначно задается программой. Принципы Джона фон НейманаКомпьютерное представление информации в двоичной системе счисления (двоичном коде) упрощает и повышает надежность аппаратных средств компьютера, поскольку реализовать технические устройства с двумя устойчивыми состояниями, равными логической единице и нулю, гораздо проще, чем при использовании других систем счисления. Принципы Джона фон НейманаВ соответствии с данными принципами Дж. фон Нейманом и его коллегами была реализована структура компьютера, которая в настоящее время носит название классической Принципы Джона фон НейманаВ состав компьютера, приведенного на рисунке входят следующие структурные элементы и связи:АЛУ (арифметико-логическое устройство) — выполняет арифметические и логические операции над информацией, представленной в двоичном коде, т.е. обеспечивает выполнение процедур по обработке данных;УУ (устройство управления) — организует процесс выполнения программ; Принципы Джона фон НейманаЗУ (запоминающее устройство) — предназначено для размещения и хранения последовательности команд (программ) и данных;УВВ (устройства ввода-вывода) — обеспечивают ввод и вывод данных из компьютера для установления прямой и обратной связи между пользователем и компьютером;внутренние связи предназначены для обмена информацией между устройствами компьютера, они реализуются с помощью линий связей (электрических проводников), тонкими стрелками показаны линии, по которым передаются команды, а толстыми — данные. Работа ПКС помощью какого-либо устройства ввода в ЗУ вводится программа. УУ считывает содержимое ячейки памяти ЗУ, где находится первая команда, и организует ее выполнение. Эта команда может задавать выполнение арифметических и логических операций над данными с помощью АЛУ, чтение из памяти данных для выполнения этих операций, вывод данных на устройство вывода и т.д. Затем выполняется вторая команда, третья и т.д. УУ выполняет инструкции программы автоматически. Основные отличия структуры ПКОсновные отличия (особенности) современных персональных компьютеров от классической структуры компьютера:1) АЛУ и УУ объединены в единое устройство, называемое микропроцессором (МП, центральный процессор, реализованный на СБИС), кроме того, в состав МП входит ряд других устройств, предназначенных для хранения, записи, считывания и обмена информацией; Основные отличия структуры ПК2) применение специализированных устройств — контроллеров, которым передается часть функций МП, связанная с обменом информации и управлением работой устройств для ввода и вывода (внешних устройств) информации, такая децентрализация позволяет повысить эффективность работы компьютера в целом за счет сокращения времени простоя МП; Основные отличия структуры ПК3) вместо отдельных линий связи между устройствами используется системная магистраль с соответствующими устройствами сопряжения. Наличие системной магистрали в персональном компьютере позволяет осуществить обмен информацией между устройствами компьютера, уменьшить число линий связи, подключить различные дополнительные устройства через соответствующие разъемные соединения и т.д. Структура ПК фирмы IBM Структура ПК фирмы IBMМП — микропроцессор; ПП — постоянная память; ОП — оперативная память; ВК — видеоконтроллер; ПИ — последовательный интерфейс; И — интерфейсы других внешних устройств; К — контроллер; ЗК — звуковой контроллер; ИП — параллельный интерфейс; СА — сетевой адаптер; НГМД — накопитель на гибких магнитных дисках; НЖМД — накопитель на жестких магнитных дисках; НОД — накопитель на оптических дисках; НМЛ — накопитель на магнитной ленте; ПУ — печатающее устройство ; БП — блок питания и УО — устройства охлаждения. Основные компоненты системного блокамикропроцессор (МП), системная магистраль, устройства постоянной (ПП) и оперативной памяти (ОП), видеоконтроллер (ВК), звуковой контроллер (ЗК), контроллеры (К), устройства последователь-ного (ПИ), параллельного (ИП) и интерфейса (И) других внешних устройств, накопители на гибких (НГМД), жестких (НЖМД) и оптических дисках (НОД), накопитель на магни-тной ленте (НМЛ), сетевой адаптер (СА), модем (встроенный), блок питанияустройства охлажде-ния (УО). Указанные устройства устанавливаются в корпус системного блока на соответствующие посадочные места, конструктивные размеры которого стандартизированы и имеет форм-фактор AT и ATX [4]. Кроме того, корпус системного блока имеет обычно один из двух вариантов исполнения: настольный горизонтального типа (desktop) и настольный вертикального типа (tower). Соответственно вариант вертикального исполнения может иметь несколько модификаций: MiniTower, MidiTower, BigTower, SuperBigTower и File-Server [4]. Отличаются они друг от друга числом отсеков для установки устройств формата 3,5 и 5 дюймов. В корпусе системного блока размещаются также блок питания и устройства охлаждения. Блок питания обеспечивает электропитание всех устройств системного блока и ряда внешних устройств и подключается к промышленной сети переменного тока напряжением 220 В и частотой 50 Гц. В переносных персональных компьютерах электропитание обеспечивается за счет выносного блока питания, подключаемого к сети или к аккумуляторам, который обеспечивает автономную работу в течение 1,5–4 часов. В системном блоке размещены и устройства охлаждения, поскольку отдельные компоненты могут сильно нагреваться: блок питания, микропроцессор, видеоконтроллер (видеоадаптер) и т.д. В качестве охлаждающих устройств используются в основном радиаторы и вентиляторы (кулеры). Таким образом, в системном блоке стационарного персонального компьютера размещаются основные компоненты, обеспечивающие выполнение компьютерных программ на аппаратном уровне. Внешние устройства (по отношению к системному блоку) по функциональному назначению можно представить в виде нескольких групп: устройства ввода и вывода информации, устройства, выполняющие одновременно функции ввода и вывода информации, внешние запоминающие устройства. К устройствам ввода информации относятся клавиатура, координатные устройства ввода (манипуляторы типа мышь, трекбол, контактная или сенсорная панель, джойстик), сканер, цифровые камеры (видеокамеры и фотоаппараты), микрофон.К устройствам вывода информации относятся монитор, печатающие устройства (ПУ, принтер и графопостроитель), звуковые колонки и наушники. К устройствам, выполняющим функции ввода и вывода информации относятся сетевой адаптер, модем (модулятор — демодулятор), звуковая плата.К внешним запоминающим устройствам относятся: внешние накопители на гибких и жестких магнитных дисках, внешние накопители на оптических и магнитооптических дисках, накопители на основе флэш-памяти и т.д.