Архитектура персонального компьютера
учебно-методический материал по информатике и икт (7 класс) по теме

Архитектура персонального компьютера.

Под архитектурой компьютера понимают описание устройства и принципов работы, достаточное для пользователя.

Главный принцип современного компьютера – принцип открытой архитектуры: каждый новый блок должен быть совместим с ранее созданным.

Персональный компьютер - сравнительно недорогой универсальный микрокомпьютер, рассчитанный на одного пользователя.

Главным компонентом системного блока является системная (материнская) плата, обеспечивающая взаимосвязь основных компонентов ПК. На ней расположены процессор, внутренняя память, контроллеры внешних устройств, микропроцессорный комплект (чипсет), управляющий работой материнской платы и внутренних устройств, слоты – разъемы для подключения дополнительных устройств.

Процессор – основное устройство компьютера, обеспечивающее обработку информации и управление всеми остальными устройствами ПК.

Характеристики процессора:

1. Тактовая частота – количество тактов в сек. Такт – промежуток времени, в течение которого выполняется одна элементарная операция. Измеряется в мегагерцах. 1 МГц=1 млн.тактов в сек.
2. Разрядность – размер минимальной порции информации, которую процессор может получить или отправить за 1 такт.

Все основные блоки системного блока присоединены к системной шине (магистрали), которая обеспечивает взаимосвязь между процессором и остальными компонентами ПК.

Системная шина включает в себя 3 многоразрядные шины:

1. шина данных, по которой передаются данные между различными устройствами в любом направлении. Разрядность шины данных определяется разрядностью процессора
2. шина адреса, по которой передаются адреса ячеек оперативной памяти от процессора к оперативной памяти. Разрядность шины адреса определяет объем адресуемой памяти (адресного пространства) по формуле N=2i,N-объем адресного пространства, i- разрядность шины адреса.
3. шина управления, по которой передаются управляющие сигналы

Связь системного блока с устройствами ввода/вывода осуществляется через порты. Виды портов:

1. Параллельные – используются для подсоединения внешних устройств, которым необходимо передавать большие объемы данных на близкое расстояние (принтер, сканер): LPT1…LPT3 (LinePrinter – линия принтера)
2. Последовательные – для последовательной передачи небольших объемов данных на дальнее расстояние: COM1…COM4 (COMmunication port)
3. USB (Universal Serial Bus) – до 157 устройств можно подсоединить

Память компьютера

Виды:

1. внутренняя 
2. внешняя 

Внутренняя память

Виды:

1)       Оперативная память (ОЗУ ,RAM – random access memory – память с произвольным доступом) – быстрое запоминающее устройство небольшого объема, предназначенное только для временного хранения данных и программ. При выключении компьютера вся информация из ОЗУ стирается

Видеопамять (VRAM) – часть оперативной памяти, хранящая видеоинформацию, воспроизводимую на экране в данный момент времени.

2)       Постоянная память (ПЗУ, ROM – read only memory – память только для чтения) – энергонезависимая память, предназначенная для долговременного хранения данных и программ. Данные в ПЗУ никогда не будут изменены.

3)       Кэш – память (Cache – склад) – сверхоперативная память, очень быстрое запоминающее устройство небольшого объема, которое используется при обмене данными между процессором и ОЗУ . Делится на внутреннюю (размещена внутри процессора) и внешнюю (размещена на материнской плате.)

Внешняя память

Предназначена для длительного хранения данных и программ.

1)       Накопитель на жестких магнитных дисках – жесткий диск, винчестер (HDD - hard disk drive) – основное устройство для долговременного хранения данных и программ. Емкость постоянно увеличивается. Информация на жестком диске хранится в кластерах, каждый из которых включает в себя несколько секторов.

Форматирование диска – разбиение его на дорожки и сектора.

2)       Лазерные диски

CD-ROM – compact disk read only memory. V=650-750 Мбайт

DVD-ROM – digital video disk …– цифровой видеодиск. V=до 20 Гбайт.

CD-R (DVD-R) - … recordable – записываемый, CD-RW (DVD-RW) - …rewriteable - перезаписываемый

3)       Flash – память – позволяет хранить информацию в микросхемах. Емкость постоянно увеличивается.

Видеосистема компьютера.

1)       Видеоадаптер посылает в монитор сигналы управления яркостью лучей и синхросигналы строчной и кадровой разверток

2)       Монитор  - преобразует эти сигналы в зрительные образы

3)       Драйвера видеосистемы выполняют кодирование и декодирование сигналов, координатные преобразование, сжатие сигналов.

Монитор

1. Жидкокристаллические мониторы (LCD – Liquid crystal Display) – сделаны из веществ, находящихся в жидком состоянии, но при этом обладающих свойствами кристаллических тел. Жидкие кристаллы могут менять свою структуру  и светооптические вещества под воздействием электрического напряжения. Большинство ЖК мониторов используют тонкую пленку из жидких кристаллов, находящихся между двумя стеклянными пластинками. Заряды передаются через пассивную матрицу – сетку невидимых горизонтальных и вертикальных нитей, создавая на месте пересечения точку изображения.
2. Сенсорный экран.

Аудиоадаптер

SoundBlaster или звуковая плата – специальная электронная плата, которая позволяет записывать, воспроизводить и создавать звук. Содержит 2 преобразователя :

1)       аналогово-цифровой – преобразует непрерывные аналоговые звуковые сигналы (речь, музыку, шум) в цифровой двоичный код.

2)        Цифро-аналоговый – обратное преобразование

Видеоадаптер

- электронная плата, которая обрабатывает видеоданные (текст и графику) и управляет работой экрана.

Устройства обработки видеосигнала

Графический акселератор (ускоритель) – графический сопроцессор, увеличивающий эффективность видеосистемы. Освобождают процессор от больших объемов операций с видеоданными.

TV-тюнеры – видеоплаты, «превращающие» компьютер в телевизор