Аппаративные средства персонального компьютера

Министерство  Образования и Науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию Российской Федерации

Санкт –  Петербургский Государственный  Университет Технологии и Дизайна 
 

Кафедра Прикладной Информатики 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Реферат по дисциплине Информатика

На тему: «Аппаративные средства ПК» 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Исполнитель: Решетняк Е.Е.

№0931273

ФЭМ

Группа 1-ЭЗ-3

Проверила: Добротун Н.В. 
 
 
 
 
 

Санкт –  Петербург

2009 г.

Содержание:

1. Введение

2.Основные компоненты  ПК

3. Устройства  ввода данных

4. Устройства вывода данных

5. Запоминающие  устройства

6.Основные компоненты  системного блока

7.Список используемой литературы. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1. Введение

 

Создание персонального  компьютера можно отнести к одному из самых значительных изобретений 20 века. ПК существенно изменил роль и значение вычислительной техники в жизни человека. Современные ЭВМ бывают самыми разными: от больших, занимающих целый зал, до маленьких, помещающихся на столе, в портфеле и даже в кармане. Сегодня самым массовым видом ЭВМ являются персональные компьютеры.  

Вот далеко не полный список использования компьютера: подготовка текстовых документов, графических  изображений, электронная почта, обучение, подготовка к изданию рекламных  листков, журналов, газет и книг, организация бухгалтерского учета и учета материальных ценностей, подготовка рекламных роликов и демонстрационных программ, математические расчеты, создание и исполнение музыкальных произведений, игры и развлечения. 

Но для нормальной работы необходимо чётко и ясно представлять, из чего компьютер состоит. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2. Основные  компоненты ПК

Процессор 

Процессор - устройство, предназначенное для обработки  информации и управления этим процессом. Представление о составе организации  процессора дает Рисунок 3. Его основу составляют регистры - быстродействующие устройства, предназначенные для хранения и обработки информации (команд и данных).

Процессор состоит  из арифметико-логического устройства (АЛУ), устройства управления (УУ) и нескольких ячеек внутренней памяти - регистров. В регистрах хранятся команды, данные и адреса. АЛУ выполняет числовые логические операции с данными соответствии с кодом команды, хранящемся в регистре команд (сложение, сравнение, простые логические операции - И, ИЛИ, НЕ, операции сдвига, арифметического, логического или циклического сложения и т.п.). УУ с помощью набора управляющих сигналов организует согласованную работу всех блоков процессора и управляет как передачей адресов, команд и данных в процессоре по внутренней шине, так и взаимодействием процессора с внешними устройствами.

Главными характеристиками процессора являются его быстродействие - число выполняемых операций в  единицу времени и разрядность - объем информации, которую процессор  обрабатывает за одну операцию. Быстродействие современных процессоров превышает 1ГГц (109 Герц). Под разрядностью процессора принято понимать количество двоичных разрядов в его регистрах. Разрядность наиболее распространенных современных моделей составляет 32. 

Память 

Необходимость разделения памяти на внутреннюю и внешнюю вызвано тем, что ЭВМ не может непрерывно работать в течение неопределённо длительного периода времени. Действительно, в случае необходимости устранения неисправности или профилактического обслуживания питание компьютера необходимо отключить. Следовательно, возникает проблема сохранения программ и данных, находящихся в памяти компьютера.

В современных  компьютерах различают два вида памяти: 

Внутренняя  память - электронная (полупроводниковая) память, которая размещается на системной плате или на платах расширения. 

Внешняя память - память, реализованная в виде устройств  с различными принципами хранения информации и обычно с подвижными носителями. В настоящее время сюда входят устройства магнитной (дисковой ленточной) памяти, оптической и магнитооптической памяти. Устройства внешней памяти могут размещаться как в системном блоке компьютера, так и в отдельных корпусах. 

Основным назначением  внутренней памяти является совместное хранение данных и программ их обработки  в процессе преобразования этих данных. Внешняя же память предназначена для длительного хранения информации, когда те или иные данные или программы не используются или же компьютер выключен. 

Внутренняя  память. Внутренняя память имеет в  своем составе несколько устройств. Основным является оперативное запоминающее устройство (ОЗУ). Соответствующий по смыслу английский термин, который часто встречается в технической литературе, - RAM (Random Access Memory), т.е. память с произвольным (случайным) доступом. Такой доступ подразумевает возможность получить данные из памяти по любым адресам в любом порядке. 

· ОЗУ имеет  непосредственную связь с процессором. В нем хранятся программные команды  и данные, участвующие в данное время в вычислениях. В него записываются результаты вычислений перед пересылкой их во внешнюю память устройства вывода. Основными особенностями ОЗУ являются: 

· возможность  считывать и записывать информацию из произвольного места памяти; 

· высокая  скорость работы, близкая к быстродействию микропроцессора; 

· необходимость специальных мер по сохранению информации из ОЗУ после завершения работы (энергозависимость). 

Другим важным устройством внутренней памяти компьютера является постоянное запоминающее устройство (ПЗУ). Техническое (английское) название этого устройства памяти - ROM (Read Only Memory), т.е. память только для чтения. Информация в это устройство записывается производителем, сохраняется неизменной и постоянно доступна компьютеру, в том числе сразу в момент включения. ПЗУ играет очень важную роль, потому что в нем записана программа начальной загрузки компьютера. Кроме того, в этой же самой микросхеме обычно хранятся минимальные программы работы с клавиатурой и другими устройствами, поэтому её часто называют BIOS - Basic Input Output System/ 

В современных  компьютерах быстродействие процессора ОЗУ может существенно отличаться. Поэтому, для повышения производительности системы в качестве буфера между АЛУ и ОЗУ используется сверхоперативное ЗУ (СЗУ) или кэш-память. Название «кэш» происходит от английского слова «cache», которое обозначает тайник. СЗУ невидимо для пользователя и данные, хранящиеся в нём, недоступны для прикладного программного обеспечения. 

Основная идея работы кэш-памяти заключается в  том, что извлеченные из ОЗУ данные или команды программы копируются в СЗУ; одновременно в специальный каталог адресов, который находится в той же самой памяти, запоминается, откуда информация была извлечена. Если данные потребуются повторно, то уже не надо будет терять время на обращение к ОЗУ их можно получить из кэш-памяти значительно быстрее.  

В настоящее  время кэш-память обычно реализуется  по двухуровневой системе. При этом первичный кэш (level 1- уровень 1) встроен  непосредственно внутрь процессора, а вторичный (level 2) устанавливается  на системной плате. Как и для ОЗУ, увеличение объёма КЭШа повышает эффективность работы компьютера. 

Внешняя память. Основное назначение внешней памяти компьютера заключается в длительном хранении информации (как программ, так и данных). Наличие внешней  памяти обеспечивает возможность неоднократного использования информации в течение длительного времени. Информация во внешней памяти хранится в двоичном представлении, что позволяет отрабатывать её без каких бы то ни было дополнительных преобразований. Поскольку скорость записи и считывание информации в устройствах внешней памяти намного ниже быстродействия центральных устройств, поскольку для их подключения к магистрали необходим контроллер. Как правило, в составе компьютера имеются несколько устройств внешней памяти. Для персонального компьютера это главным образом гибкие и жесткие магнитные диски, а также оптические диски. 

Накопители  на гибких магнитных дисках (НГМД). В  повседневной жизни гибкие магнитные  диски называют дискетами.

Специальное устройство, называемое дисководом, позволяет записывать на дискету и считывать с неё информацию. Дискета вставляется в специальное устройство, называемое накопителем на гибких дисках (НГМД, FDD -floppy disk drive), Диск вращается в пластиковом футляре, содержащим специальную прокладку для уменьшения трения. На тонкую пластиковую основу диска нанесён ферромагнитный порошок. Две магнитные головки (одна сверху, другая снизу), могут быть подведены к одной из 80 концентрических окружностей, на которые условно разбита поверхность диска. С их помощью можно либо считать информацию, либо записать её. Причем в качестве носителей информации и выступают микроскопические частички порошка, которые могут быть либо намагничены (соответствуют сигналу 1), либо не намагничены (соответствуют сигналу 0). 

На стандартную дискету обычно можно поместить до 1,44 Мбайт информации, хотя и появились устройства, позволяющие записать на неё несколько десятков мегабайт информации. 

Накопители  на жестких магнитных дисках (НЖМД). Принцип действия накопителя на жестких  магнитных дисках не отличается от принципа действия накопителя на гибких магнитных дисках. Жесткий магнитный диск со снятым кожухом и накопитель на жестких магнитных дисках (НЖМД, HDD - hard disk drive) изображены на Рисунок 5. На жестких магнитных дисках ферромагнитный порошок нанесенный на алюминиевую или на стеклянную основу 1. На одном вращающемся шпинделе 2 крепится целый пакет дисков (до трех), к каждой стороне которых подходит магнитная головка 3. Таким образом, при фиксированном положении позиционера 4 все головки описывают в несколько концентрических окружностей, составляющих один цилиндр. Позиционер представляет собой шаговой электродвигатель, имеющий несколько сот (или даже тысяч) фиксированных положений. Количество этих положений и определяет количество цилиндр на НЖМД. 

Накопители  на оптических дисках (CD-ROM). Дисководы  оптических дисков считывают информацию в 10-15 раз быстрее, чем гибкие, но все же медленнее, чем жесткие. Устройство накопителя на компакт-дисках (CD-ROM - Compact Disk - Read Only Memory) изображено на Рисунок 6. В направляющем лотке компакт-диск 2 подается внутрь устройства и крепится на вращающемся шпинделе 1 (закрыт прижимной крышкой). При вращении диск освещается лазерной головкой 3, луч которой либо отражается от поверхности (соответствует 1), либо рассеивается (соответствуют 0). Лазерная головка перемещается вдоль поверхности диска с помощью позиционера. Отраженный луч вырабатывается сигнал, передающийся в конечном итоге через оперативную память в центральный процессор для обработки. 

Поверхность компакт-диска представляет собой  одну спиральную дорожку, на которой  располагаются микроскопические впадины, рассеивающие попадающий на них лазерный луч. Набор нулей и единиц на диске  располагается по правилам, которые  называются форматом. Музыкальные компакт- диски - это один из форматов. Устройства характеризуются скоростью, с которой считывается информация с диска. Одинарная скорость соответствует скорости вращения музыкального диска и составляет 150 Кбит в секунду.  
 

Иерархия памяти. Все виды компьютерной памяти связаны между собой, образуя иерархическую структуру. 

Особого рассмотрения заслуживает взаимодействие ОЗУ  и внешней памяти. Дело в том, что  объем ОЗУ ограничен, а размер исполняемых файлов современных  прикладных программ достигает нескольких десятков мегабайт. Следует учесть, что одновременно могут выполняться несколько приложений, которые должны быть загружены в ОЗУ. К этому добавляется объем обрабатываемых данных, который также постоянно растет. Кроме того, для обеспечения работы компьютера в оперативной памяти должны находиться и файлы операционной системы.