Аппаратное обеспечение ПК

Федеральное агентство по образованию  Российской Федерации

Алтайский Государственный  Университет

Факультет Социологии

Кафедра математических методов в социальных науках

Аппаратное  обеспечение ПК

(контрольная работа  по информатике)

Барнаул 2009

 

Содержание

 

 

Введение

За последние  несколько лет компьютер становится всё в большей степени неотъемлемой частью практически каждого человека. Использование персонального компьютера не только существенно облегчает интеллектуальный труд и помогает решать сложнейшие задачи всех уровней жизнедеятельности человека, но и способствует развитию информационных технологий науки и техники, коренным образом изменяя наше сознание.

В век компьютеров, глобальных сетей и телекоммуникаций, каждый человек, столкнувшись с этим миром, постепенно, с большим трудом, становится квалифицированным пользователем, применяя накопленные знания в решении каждодневных вопросов и проблем.

Смена поколений  компьютеров происходит так стремительно, что не только рядовые пользователи, но и специалисты с трудом успевают отслеживать компьютерные новинки. В этом, в первую очередь, виновата открытая архитектура персонального компьютера. Кроме электронных компонентов для современного персонального компьютера также производится множество других дополнительных устройств – от довольно сложных и ответственных, таких как кулеры процессоров, до элементарных наклеек и лампочек для украшения.

 

Аппаратное обеспечение  ПК

Персональным  компьютером (ПК) называют электронную  вычислительную машину (ЭВМ), рассчитанную на одного пользователя и управляемую одним человеком.

Современные ПК характеризуются:

• небольшими размерами,
• возможностью для пользователя работать с ПК лично, без посредничества профессионального программиста,
• малым потреблением электрической энергии,
• удобством и комфортностью общения пользователя и ПК.

ЭВМ выполняют две основные функции:

• обработка и хранение информации
• обмен информацией с внешними объектами.

Выполнение  этих функций осуществляется с помощью  двух компонентов ЭВМ: программного обеспечения и аппаратного обеспечения.

В своей работе я рассмотрю аппаратное обеспечение.

Под аппаратным обеспечением понимают обычно все узлы, модули и блоки, составляющие компьютер. В современных компьютерах используется так называемая «открытая архитектура», т.е. состав аппаратного обеспечения компьютера можно изменить, поменяв один из модулей, или расширить, вставив дополнительный модуль.

Аппаратное  обеспечение современных ПК включает в себя следующее:

• системный блок,
• устройства ввода информации в ПК (например, клавиатура и мышь),
• устройства вывода информации из ПК (например, монитор).

Системный блок, клавиатура, и монитор вместе составляют персональный компьютер в минимальной конфигурации, т.е. позволяют работать с информацией на компьютере.

Корпуса системных  блоков бывают нескольких типов: вертикальный (tower), горизонтальный (desktop), моноблок (системный блок и монитор в одном корпусе). Существуют переносные компьютеры типа Notebook (ноутбук), предназначенные для работы от автономной батареи, КПК (карманные персональные компьютеры).

Внутри системного блока располагаются:

• источник питания,
• материнская (системная) плата,
• процессор,
• внутренняя память,
• жесткий диск,
• накопитель гибких дисков.

В системном  блоке современных ПК почти всегда присутствуют также:

• накопитель CD–ROM,
• звуковая карта,
• сетевая карта.

Далее в своей  работе я рассмотрю подробнее  все составляющие ПК.

Внутренние устройства компьютера.

Микропроцессор

Микропроцессор – это «мозг» любого компьютера. Скорость его работы во многом определяет быстродействие компьютера. А началось всё с появлением скромной по своим возможностям микросхемы Intel 4004 – первого микропроцессора, созданного в 1971г. командой во главе с изобретателем, доктором Тедом Хоффом.

Изначально  эта микросхема предназначалась  для микрокалькуляторов и была изготовлена по заказу японской фирмы. С этого момента началась эпоха персональных компьютеров. Прошло несколько десятилетий. Ученые выявили закономерность, назвав её «законом Мура»: ежегодно мощность микропроцессоров удваивается.

Микропроцессор производит все вычисления (арифметические и логические операции), взаимодействует с памятью и осуществляет управление всеми компонентами ПК. Таким образом, процессор включает в себя следующие части:

• арифметико-логическое устройство (АЛУ),
• устройство управления (УУ),
• внутренние регистры – ячейки памяти внутри кристалла процессора, предназначенные для хранения промежуточной информации.

Важнейшими  характеристиками микропроцессора, определяющими его производительность (количество операций в единицу времени) являются: тактовая частота, разрядность, объем адресуемой памяти.

Тактовая частота  определяет скорость выполнения операций в микропроцессоре. При повышении тактовой частоты увеличивается производительность микропроцессора.

Разрядность обрабатываемых данных – количество бит информации, одновременно вводимой в микропроцессор и выводимой из него. Чем больше разрядность, тем больше информации может обработать микропроцессор в единицу времени.

Объем адресуемой памяти (адресное пространство) – максимальное число ячеек основной памяти, которое может быть непосредственно адресовано микропроцессором.

Внутренняя память

Внутренняя  память – это память, расположенная  на материнской плате. Внутреннюю память составляют два устройства: ОЗУ и  ПЗУ.

ОЗУ (оперативное  запоминающее устройство) предназначено для хранения текущих программ и текущей информации, т.е. программ и информации, с которыми в данный момент работает пользователь. В англоязычной литературе ОЗУ называют RAM (random access memory – память случайного доступа).

Основными характеристиками ОЗУ являются: объем и время доступа.

Объем ОЗУ (единица измерения – Мбайт) – это общее количество ячеек памяти на всех кристаллах ОЗУ. В каждой ячейке может храниться либо «1» либо «0». Ячейки в кристаллах памяти объединены в блоки по 8 ячеек, и в каждый такой блок таким образом можно записать байт информации. От объема ОЗУ во многом зависит скорость работы компьютера: чем больше объем ОЗУ, тем быстрее работает компьютер.

Время доступа  – время, за которое процессор  может прочитать содержимое ячейки ОЗУ или записать в нее информацию. Чем меньше время доступа, тем быстрее общается процессор с ОЗУ и тем быстрее работает компьютер.

ОЗУ является энергозависимой  памятью, т.е. при отключении питания  оно стирает всю записанную в него информацию.

Чтобы компьютер  работал, необходимо, чтобы в его  оперативной памяти находились программа  и данные. А попадают они туда из различных устройств компьютера. Таким образом, для 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 два промежуточных звена.

ПЗУ (постоянное запоминающее устройство) – хранит программу первоначальной загрузки компьютера, информацию о системной плате и расположенных на ней устройствах, информацию о подключенных устройствах внешней памяти, текущее время др.

Эта память является энергонезависимой, т.е. при отключении питания информация в ПЗУ не стирается. Информация в ПЗУ записывается один раз и затем уже не изменяется, хотя в современных компьютерах часть ПЗУ – так называемая flash-память, может быть перезаписана. При этом пользователь лишь запускает специальную программу, периодически поставляемую производителями материнских плат, и содержимое flash-памяти обновляется. Flash–память как и все ПЗУ энергонезависима, т.к. она потребляет очень мало энергии и питается от отдельной батареи независимо от того, включен или выключен компьютер. Кроме того, содержимое еще одной части ПЗУ (CMOS-памяти), содержащей данные о конфигурации компьютера, настройках, текущем времени и др., может быть изменено пользователем вручную. Питается CMOS-память обычно от той же батареи, что и flash-память.

Внешняя память

Внешняя (периферийная) память – это память, расположенная вне материнской платы. На устройствах внешней памяти хранятся тексты программ, документы и другая информация. Эту память часто называют долговременной. Если необходимо работать с какой-то программой, то она сначала копируется с устройств внешней памяти в оперативную память и затем запускается. Наиболее часто внешняя память ПК представлена накопителями на гибких магнитных дисках и накопителями на жестких дисках.

Накопители на гибких дисках (дискетах)

Накопители  на гибких дисках (дискетах, флоппи-дисках) позволяют переносить документы  с одного компьютера на другой, хранить  информацию. Основным недостатком накопителя служит его малая емкость (всего 1,44 Мб) и ненадежность хранения информации. На компьютерах последних лет выпуска устанавливаются дисководы для дискет размером 3,5 дюйма (89мм).

Раньше использовались накопители размером 5,25 дюймов. Они, не смотря на свои размеры, обладают меньшей  емкостью и менее надежны и  долговечны. Оба типа дискет обладают защитой от записи (перемычка на защитном корпусе дискеты). В последнее время стали появляться альтернативные устройства: внешние дисководы, с дисками емкостью до 1,5 Гб и намного большей скоростью чтения, нежели дисковод флоппи-дисков.

Материнская плата, шина и периферийные устройства

Если заглянуть  внутрь системного блока, то первое, что  бросится в глаза — это большая  плата с множеством микросхем  и подключенных к ней с помощью  разъемов плат и блоков меньших размеров. Эту плату называют системной (материнской).

На материнской  плате располагаются: процессор, ПЗУ, ОЗУ, видеоадаптер (формирует сигнал для монитора), адаптер жесткого диска (управляет работой жесткого диска), адаптер гибкого диска (управляет  работой гибкого диска).

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

Схемы, управляющие  внешними устройствами компьютера (контроллеры или адаптеры), находятся на отдельных платах, вставляющихся в унифицированные разъёмы (слоты) на материнской плате. «Гнездо» для установки процессора: для каждого форм-фактора процессора существует свой тип материнской платы, как правило, несовместимый с другими процессорами. Так в гнездо для процессора Pentium III нельзя установить процессор AMD K7. И наоборот.

Все контроллеры  и адаптеры взаимодействуют с  процессором и оперативной памятью  через системную магистраль передачи данных, называемой шиной. Шина – системная плата, обеспечивающая ввод-вывод информации. Характеристикой шины является скорость обмена.

Периферийными называют все устройства компьютера, расположенные вне материнской  платы. Часть устройств хоть и  расположены вне материнской  платы, но также как и материнская плата находятся в системном блоке: винчестер, дисководы, CD–ROM, звуковая карта, сетевая карта и некоторые др.

Видеоадаптер

Видеоадаптер (видеоконтроллер, видеокарта) предназначен для работы в графическом режиме. Главной  задачей современной видеокарты является поддержка объёмной, трёхмерной графики (3D). Существует и дополнительная возможность видеокарт – TV тюнер – приём телевизионного сигнала. Главной характеристикой является объём памяти. Современные графические приложения и игры требуют от видеокарты наличие как можно большего количества памяти.

Жесткий диск

Жесткий диск (винчестер, HDD) – предназначен для постоянного хранения информации, используемой при работе компьютера: операционной системы, документов, игр и т.д. Основными характеристиками жесткого диска являются его емкость, измеряемая в гигабайтах (Гб), скорость чтения данных, среднее время доступа, размер кэш-памяти. Для домашнего компьютера необходим жесткий диск объёмом не менее 10 Гб. Однако необходимый объем зависит от тех задач, для решения которых приобретается компьютер. Информация хранится на одной или нескольких круглых пластинках с магнитным слоем, над которыми летают магнитные записывающие головки. Винчестеры подключаются к материнской плате с помощью специальных шлейфов-кабелей, каждый из которых рассчитан на два устройства.