Технические средства реализации информационных процессов. Аппаратное обеспечение персонального компьютера.

 
 
 
 

Технические  средства реализации  информационных процессов. 
Аппаратное обеспечение персонального компьютера 
 
 

Вопрос 1. Классическая архитектура ЭВМ по фон Нейману 

Вопрос 2. Магистрально-модульный принцип построения компьютера 

Вопрос 3. Состав и назначение основных элементов персонального компьютера, их характеристики 

Вопрос 4. Классификация, сравнительные характеристики периферийных устройств. 

 
 
 
 

Вопрос 1. Классическая архитектура ЭВМ по фон Нейману 
 

• Для представления  данных должна быть использована  двоичная система счисления.
• Алгоритм представляется в виде последовательности команд, которые определяют смысл операции.
• Последовательное выполнение команд программы.
• Равноправие ячеек памяти, хранящих как команды программы, так и данные.

 
 
 
 

Рис. 1 Структура   ЭВМ  по  фон  Нейману 

АЛУ – арифметико-логическое  устройство

УУ – устройство  управления

ЗУ – запоминающее  устройство 
 

АЛУ 
 

УУ 
 

Внешние 

устройства 
 

ЗУ 

Центральный  процессор

 
 
 
 

Вопрос 2. Магистрально-модульный принцип построения компьютера 

К  внутренней части  ПК относятся:

• микропроцессор (МП) или комплекс процессоров;
• ОЗУ (оперативное запоминающее устройство);
• ПЗУ (постоянное запоминающее устройство);
• порты ввода-вывода;
• системная магистраль;
• системная плата

 
 
 
 
 
 

Внешняя  память 
 

Микропроцессор 

Внутренняя память 

АЛУ 
 

МПП 

УУ 

ОЗУ 

ПЗУ 

С и с т е м н а я   м а г и с т р а л ь 

Контроллер

НЖМД 

НЖМД 

НГМД 

Принтер 

Видеомонитор 

Канал

связи 

Контроллер

НГМД 

Видео-

контроллер 

Контроллер

принтера 

Сетевая

плата 

Рис. 2.   Магистрально-модульная  схема  компьютера

 
 
 
 

    Внешние устройства компьютера можно подразделить на устройства ввода и устройства вывода информации.  

   К устройствам ввода информации относятся: клавиатура, сканер, привод компакт-диска и др.  

  К устройствам вывода - дисплей, принтер, графопостроитель, индикаторная панель

 
 
 
 

    Внешние устройства компьютера можно подразделить на устройства ввода и устройства вывода информации.  

   К устройствам ввода информации относятся: клавиатура, сканер, привод компакт-диска и др.  

  К устройствам вывода - дисплей, принтер, графопостроитель, индикаторная панель

 
 
 
 

    Устройства внешней памяти : 

•  НЖМД,
• НГМД,
• CD-RW,
• DVD,
• Flash - память,
• а также модемы, являются как устройствами ввода, так и устройствами вывода информации.

 
 
 
 

Вопрос 3. Состав и назначение основных элементов персонального компьютера, их характеристики 

   В современном компьютере микропроцессор

выполнен  в виде БИС (большой интегральной схемы).

   Это центральный модуль ПК, выполняющий

следующие  функции: координирует работу составных 

частей ЭВМ, осуществляет непосредственную 

обработку  данных.

       В составе МП: устройство управления (УУ), арифметико-логическое устройство (АЛУ), микропроцессорная память  

 
 
 
 

Основными  характеристиками  МП являются: 
 

• система  команд;
• быстродействие;
• разрядность шины адреса;
• разрядность шины данных.

 
 
 
 

Система  команд определяет машинный язык процессора и насчитывает около двухсот команд

Каждая машинная  команда указывает операцию (сложение, вычитание,...), которую должен выполнить  компьютер, и объекты этой операции - операнды. В этом случае команда  состоит из двух частей: операционной (в ней указывают код операции)и  адресной (указывают адреса операндов  в оперативной памяти).

 
 
 
 

• Быстродействие процессора определяется тактовой частотой его работы и в конечном итоге выражается количеством операций, выполняемых процессором в одну секунду.

 

  Тактовая частота современных МП  находится в интервале от 1 до 4 Ггц (один гигагерц соответствует 109 тактов в секунду).

 
 
 
 

• Разрядность  шины адреса

  определяется количеством ее проводников , определяет размер адресного пространства внутренней памяти компьютера, т.е. максимально возможное количество адресуемых ячеек памяти.  

      В современных ПК достигает 36 бит, соответственно, адресное пространство возрастает до  2³⁶, т.е. около 64 Гбайт.

 
 
 
 

• Разрядность  шины данных также

  определяется количеством ее проводников и указывает количество бит данных, которые могут одновременно обрабатываться микропроцессором.

    Разрядность шины данных кратна восьми и составляет 8, 16, 32 или 64 бита.

 
 
 
 

Внутренняя  память ПК включает оперативное (ОЗУ) и постоянное (ПЗУ) запоминающие устройства 

• ОЗУ (или RAM - Random access memory) служит для записи, хранения и считывания оперативной, часто изменяющейся информации. Информация в ОЗУ хранится в ячейках, однотипных элементах емкостью в 8 бит, это минимальная часть оперативной памяти. Обращение к ячейкам происходит по адресам, представляющим собой номера ячеек.

 
 
 
 

    ПЗУ предназначено только для считывания информации. Информация в ПЗУ заносится на стадии его изготовления или последующего программирования и в процессе эксплуатации ЭВМ.

     В ПЗУ заносится часть операционной системы, содержащая базовую систему ввода-вывода (BIOS), программу тестирования компьютера при включении питания и загрузчик операционной системы в оперативную память . Емкость ПЗУ  составляет, как правило, 64 Кбайта.

 
 
 
 

    Порты ввода-вывода осуществляют взаимодействие процессора с контролерами внешних устройств. Основным функциональным элементом порта является регистр, состоящий из 8 или 16 триггеров и предназначенный для временного размещения данных, направляемых процессором во внешнее устройство (ВУ) или получаемых от ВУ.

 
 
 
 

    Системная магистраль содержит шину адреса, шину данных, шину управления, по которой МП выдает в устройства памяти и порты ввода - вывода сигналы, определяющие направление движения информации по шине данных: на прием или выдачу данных из процессора

 
 
 
 

Вопрос 4. Классификация, сравнительные характеристики периферийных устройств 

Для работы с  графической информацией и графическим  интерфейсом современных программ  используют координатные устройства ввода информации: манипуляторы (мышь, трекбол), сенсорные панели тачпад  
 
 

 
 
 
 

  Для работы с графической информацией используют  оптическое считывающее устройство - сканер. С его помощью в память компьютера вводятся графические образы текстов, чертежи, графики, фотоснимки и другие изображения.

• Сканеры бывают: монохромные, ( для работы с черно-белыми и полутоновыми изображениями); цветные – (позволяют работать как с черно-белыми изображениями, так и с цветными изображениями