Архитектура пкерсонального компьютера

Федеральное агентство  по образованию  

Омский  институт 

Российский  государственный торгово-экономический 

университет 
 
 
 
 

    Контрольная работа

    По  курсу «Информатика»

    По  теме «Архитектура персонального компьютера» 
 
 
 
 
 
 
 

Омск  – 2011 г. 

 

     Содержание 
 

      ВВЕДЕНИЕ

    1. Основные блоки IBM PC…………………………………………………5

    2. Дополнительные устройства…………………………………….………6

    3. Логическое устройство компьютера …………………………….....…..7

          3.1 "Составные" части…………………………………………….……….7

          3.2 Микропроцессор …………………………………………………..…..9

          3.3 Виды памяти……………………………………………….………….12

          3.4 Мониторы……………………...………………………..…………….14

          3.5 Клавиатура………………………………………….…………………15

    3.6 Модемы…………………………………………………..……….…….17

    3.7 Принтеры ………………………………………………..………….….18

    3.8 Аудиоустройства……………………………………..………………..20

    ЗАКЛЮЧЕНИЕ

    СПИСОК  ЛИТЕРАТУРЫ

    Приложение

 

     Введение 

    Компьютер (англ. computer — вычислитель) представляет собой программируемое электронное  устройство, способное обрабатывать данные и производить вычисления, а также выполнять другие задачи манипулирования символами. Существует два основных класса компьютеров:

    - цифровые компьютеры, обрабатывающие  данные в виде числовых двоичных  кодов; 

    - аналоговые компьютеры, обрабатывающие  непрерывно меняющиеся физические  величины (электрическое напряжение, время и т.д.), которые являются аналогами вычисляемых величин

    Поскольку в настоящее время подавляющее  большинство компьютеров являются цифровыми, далее будем рассматривать  только этот класс компьютеров и  слово "компьютер" употреблять  в значении "цифровой компьютер".  Основу компьютеров образует аппаратура (HardWare), построенная, в основном, с использованием электронных и электромеханических элементов и устройств. Принцип действия компьютеров состоит в выполнении программ (SoftWare) — заранее заданных, четко определённых последовательностей арифметических, логических и других операций. Любая компьютерная программа представляет собой последовательность отдельных команд. Команда — это описание операции, которую должен выполнить компьютер. Как правило, у команды есть свой код (условное обозначение), исходные данные (операнды) и результат. Например, у команды "сложить два числа" операндами являются слагаемые, а результатом — их сумма. А у команды "стоп" операндов нет, а результатом является прекращение работы программы.  Результат команды вырабатывается по точно определенным для данной команды правилам, заложенным в конструкцию компьютера.  Совокупность команд, выполняемых данным компьютером, называется системой команд этого компьютера. Компьютеры работают с очень высокой скоростью, составляющей миллионы - сотни миллионов операций в секунду. Персональные компьютеры, более чем какой-либо другой вид ЭВМ, способствуют переходу к новым компьютерным информационным технологиям, которым свойственны:

    - дружественный информационный, программный и технический интерфейс с пользователем;

    - выполнение информационных процессов  в режиме диалога с пользователем;

    - сквозная информационная поддержка  всех процессов на основе интегрированных  баз данных;

    - так называемая “безбумажная  технология”. 

    Компьютер - это многофункциональное электронное устройство для накопления, обработки и передачи информации

    Под архитектурой компьютера понимается его  логическая организация, структура  и ресурсы, т.е. средства вычислительной системы, которые могут быть выделены процессу обработки данных на определенный интервал времени

    В основу построения большинства ЭВМ  положены принципы, сформулированные в 1945 г. Джоном фон Нейманом:

    1. Принцип программного управления (программа состоит из набора  команд, которые выполняются процессором автоматически друг за другом в определённой последовательности)

    2. Принцип однородности памяти (программы  и данные хранятся в одной  и той же памяти; над командами  можно выполнять такие же действия, как и над данными) 

    3. Принцип адресности (основная память структурно состоит из нумерованных ячеек)

    ЭВМ, построенные на этих принципах, имеют  классическую архитектуру (архитектуру  фон Неймана)  

    Архитектура ПК определяет принцип действия, информационные связи и взаимное соединение основных логических узлов компьютера:

    - це нтрального процессора;

    - основной памяти;

    - внешней памяти;

    - периферийных устройств

    Основные  электронные компоненты, определяющие архитектуру процессора, размещаются  на основной плате компьютера, которая  называется системной или материнской (MotherBoard). А контроллеры и адаптеры дополнительных устройств, либо сами эти устройства, выполняются в виде плат расширения (DаughterBoard — дочерняя плата) и подключаются к шине с помощью разъёмов расширения , называемых также слотами расширения (англ. slot — щель, паз)

 

    1. Основные блоки IBM PC 

    Обычно  персональные компьютеры IBM PC состоят  из трёх частей (блоков):

1. системного блока;
2. клавиатуры, позволяющей вводить символы в компьютер;
3. монитора (или дисплея) - для изображения текстовой и графической информации.

    Компьютеры  выпускаются и в портативном  варианте - в "наколенном" (лэптор) или "блокнотом" (ноутбук) исполнении. Здесь системный блок, монитор и клавиатура заключены в один корпус: системный блок спрятан под клавиатурой, а монитор сделан как крышка к клавиатуре.

    Хотя  из этих частей компьютера системный  блок выглядит наименее эффектно, именно он является в компьютере "главным". В нем располагаются все основные узлы компьютера:

• электронные схемы, управляющие работой компьютера (микропроцессор, оперативная память, контроллеры устройства и т.д.);
• блок питания, преобразующий 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 жёстком магнитном диске, предназначенный для чтения и записи на несъёмный жёсткий магнитный диск (винчестер).

 

    2. Дополнительные устройства 

    К системному блоку компьютера IBM PC можно подключать различные устройства ввода-вывода информации, расширяя тем самым его функциональные возможности. Многие устройства подсоединяются через специальные гнезда (разъёмы), находящиеся обычно на задней стенке системного блока компьютера. Кроме монитора и клавиатуры, такими устройствами являются, например:

• принтер - для вывода на печать текстовой и графической информации;
• мышь - устройство, облегчающее ввод информации в компьютер;
• джойстик - манипулятор в виде укрепленной на шарнире ручки с кнопкой, употребляется в основном для компьютерных игр.
• плоттер - устройство, позволяющее представлять выводимые из компьютера данные в виде рисунка или графика на бумаге. Называют обычно графопостроителем, или плоттером.
• диджитайзер - координирующий преобразователь, который используется в основном для задач САПР. В состав диджитайзера помимо самого планшета входит специальный указатель с датчиком, напоминающий авиационный прицел второй мировой войны.

    Некоторые устройства могут вставляться внутрь системного блока компьютера:

• модем - для обмена информацией с другими компьютерами через телефонную сеть;
• факс-модем - сочетает возможность модема и телефакса;
• стример - для хранения данных на магнитной ленте.

    Некоторые устройства, например, многие разновидности  сканеров (приборов для ввода рисунков и текстов в компьютер), используют смешанный способ подключения: в системный блок компьютера вставляется только электронная плата (контроллер), управляющая работой устройства, а само устройство подсоединяется к этой плате кабелем. 
3. Логическое устройство компьютера 

    3.1. "Составные" части 

    1) МИКРОПРОЦЕССОР. Самым главным элементом в компьютере, его "мозгом", является микропроцессор - небольшая (в несколько сантиметров) электронная схема, выполняющая все вычисления и обработку информации. Микропроцессор умеет производить сотни различных операций и делает это со скоростью в несколько десятков или даже сотен миллионов операций в секунду. В компьютерах типа IBM PC используются микропроцессоры фирмы Intel, а также совместимые с ними микропроцессоры других фирм (AMD, Cyrix, IBM и др.).

    2) СОПРОЦЕССОР. В тех случаях, когда на компьютере приходится выполнять много математических вычислений (например, в инженерных расчетах), к основному микропроцессору добавляют математический сопроцессор. Он помогает основному микропроцессору выполнять математические операции над вещественными числами. Новейшие микропроцессоры фирмы Intel (80486 и Pentium) сами умеют выполнять операции над вещественными числами, так что для них сопроцессоры не требуются.

    3) ОПЕРАТИВНАЯ ПАМЯТЬ. Следующим очень важным элементом компьютера является оперативная память. Именно из неё процессор и сопроцессор берут программы и исходные данные для обработки, в неё они записывают полученные результаты. Название "оперативная" эта память получила потому, что она работает очень быстро, так что процессору не приходится ждать при чтении данных из памяти или записи в память. Однако содержащиеся в ней данные сохраняются только пока компьютер включен, при выключении компьютера содержимое оперативной памяти стирается (за исключениями, о которых говорится ниже).

    4) КОНТРОЛЛЕРЫ И ШИНА. Чтобы компьютер мог работать, необходимо, чтобы в его оперативной памяти находились программа и данные. А попадают они туда из различных устройств компьютера - клавиатуры, дисководов для магнитных дисков и т.д. Обычно эти устройства называют внешними, хотя некоторые из них могут находиться не снаружи компьютера, а встраиваться внутрь системного блока, как это описывалось выше. Результаты выполнения программ выводятся на внешние устройства - монитор, диски, принтер и т.д.

    Таким образом, для работы компьютера необходим  обмен информацией между оперативной памятью и внешними устройствами. Такой обмен называется вводом-выводом. Но этот обмен не происходит непосредственно: между любым внешним устройством и оперативной памятью в компьютере имеются целых два промежуточных звена:

    1.Для  каждого внешнего устройства  в компьютере имеется электронная  схема, которая им управляет.  Эта схема называется контроллером, или адаптером. Некоторые контроллеры (например, контроллер дисков) могут управлять сразу несколькими устройствами.

    2.Все  контроллеры и адаптеры взаимодействуют  с микропроцессором и оперативной памятью через системную магистраль передачи данных, которую в просторечии обычно называют шиной.

    5) ЭЛЕКТРОННЫЕ ПЛАТЫ. Для упрощения подключения устройств электронные схемы IBM PC состоят из нескольких модулей - электронных плат. На основной плате компьютера - системной, или материнской, плате - обычно располагаются основной микропроцессор, сопроцессор, оперативная память и шина. Схемы, управляющие внешними устройствами компьютера (контроллеры или адаптеры), находятся на отдельных платах, вставляющихся в унифицированные разъёмы (слоты) на материнской плате. Через эти разъёмы контроллеры устройств подключаются непосредственно к системной магистрали передачи данных в компьютере - шине. Таким образом, наличие свободных разъёмов шины обеспечивает возможность добавления к компьютеру новых устройств. Чтобы заменить одно устройство другим (например, устаревший адаптер монитора на новый), надо просто вынуть соответствующую плату из разъёма и вставить вместо неё другую. Несколько сложнее осуществляется замена самой материнской платы.