Архитектура современных ПК

МИНИСТЕРСТВО  ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

КАЗАХСТАНСКО-АМЕРИКАНСКИЙ СВОБОДНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра «Педагогики и психологии»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

РЕФЕРАТ

 

на тему:

«Архитектура современных  ПК»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВЫПОЛНИЛА: 

 

 

 

ПРОВЕРИЛ: 

 

 

 

 

 

 

 

Усть-Каменогорск, 2012

Содержание

Введение……………………………………………………………………………...3

1. Компьютеры и их виды……………………………………………………….4
2. Понятие архитектуры компьютера…………………………………………..6
3. Классификация устройств……………………………………………………7

Внешняя  архитектура ПК……………………………………………………8

Внутренняя архитектура ПК………………………………………………..10

Заключение……………………………………………………………………...…..13

Приложение А………………………………………………………………………14

Приложение Б……………………………………………………………..………..15

Приложение В………………………………………………………...…………….16

 

Введение

 

Архитектура компьютера — логическая организация и структура аппаратных и программных ресурсов вычислительной системы. Архитектура заключает в себе требования к функциональности и принципы организации основных узлов ЭВМ.

В более подробное  описание, определяющее конкретную архитектуру, также входят: структурная схема ЭВМ, средства и способы доступа к элементам этой структурной схемы, организация памяти и способы её адресации, набор и формат машинных команд процессора, способы представления и форматы данных, правила обработки прерываний.

По перечисленным признакам  и их сочетаниям среди архитектур выделяют:

По разрядности интерфейсов  и машинных слов: 8-, 16-, 32-, 64-, 86-разрядные (ряд ЭВМ имеет и иные разрядности);

По особенностям набора регистров, формата команд и данных;

По количеству центральных процессоров: однопроцессорные, многопроцессорные, суперскалярные.

 

1. Компьютеры и их виды

 

Компьютер (англ. computer — «вычислитель») — электронная вычислительная машина (ЭВМ) — вычислительная машина, предназначенная для передачи, хранения и обработки информации.

Термин «компьютер»  и аббревиатура «ЭВМ», принятая в  СССР, являются синонимами. В настоящее  время словосочетание «электронная вычислительная машина» вытеснено  из бытового употребления. Аббревиатуру «ЭВМ» в основном используют как  правовой термин в юридических документах, а также в историческом смысле — для обозначения компьютерной техники 1940-80-х годов. Также «ЦВМ» - «цифровая вычислительная машина».

При помощи вычислений компьютер  способен обрабатывать информацию по определённому алгоритму. Любая задача для компьютера является последовательностью вычислений.

Персональный  компьютер (англ. personal computer), персональная ЭВМ— компьютер, предназначенный для личного использования, цена, размеры и возможности которого удовлетворяют запросам большого количества людей. Созданный как вычислительная машина, компьютер, тем не менее, всё чаще используется как инструмент доступа в компьютерные сети.

В употребление термин был  введён в конце 1970-х годов компанией Apple Computer для своего компьютера Apple II и впоследствии перенесён на компьютеры IBM PC.

В настоящее время  существует несколько видов персональных компьютеров, самые распространенные из них — так называемые IBM-совместимые  и серии Macintosh, или Мае. Компьютеры Мае имеют свое программное обеспечение и стандарты для устройств, поэтому несовместимы с IBM-компьютерами. В силу большого распространения IBM-совместимых компьютеров обычно именно их и имеют в виду, говоря о персональных компьютерах, а то и просто компьютерах. Персональные компьютеры подразделяются на стационарные и переносные (к примеру, ноутбуки). В отличие от стационарных, переносные компьютеры имеют встроенную аккумуляторную батарею для работы в автономном режиме. Теперь рассмотрим основные составные части персонального компьютера: системный блок; дисплей; клавиатура; мышь; колонки. Кроме того, могут быть другие, менее часто встречающиеся внешние устройства, такие как сканер, внешний модем, внешние жесткие диски и пр.

Устройства персонального  компьютера подразделяются на внутренние, находящиеся внутри системного блока, и внешние, подключаемые к системному блоку через информационные кабели (или передаваемые необходимые данные, например с помощью инфракрасного излучения).

Ноутбук (англ. notebook — блокнот, блокнотный ПК) — портативный персональный компьютер, в корпусе которого объединены типичные компоненты ПК, включая дисплей, клавиатуру и устройство указания (обычно сенсорная панель), а также аккумуляторные батареи. Ноутбуки отличаются небольшими размерами и весом, время автономной работы ноутбуков изменяется в пределах от 1 до 15 часов.

Компьютер, который может  работать со звуком, имеет колонки  для воспроизведения музыки. Как  правило, их две для обеспечения  стереозвучания. Кроме того, дополнительно  в комплект персонального компьютера могут быть включены другие внешние устройства — сканер, джойстик, внешний жесткий диск и др. Однако указанная комплектация является базовой, позволяющей выполнять стандартные наборы программ, называемых пакетами, как, например, Microsoft Office, и решать некоторые прикладные задачи, в частности мультимедиа — работу со звуком и изображением.

 

2. Понятие архитектуры компьютера

 

Термин персональный компьютер был введен фирмой IBM для  первых настольных компьютеров, предназначенных  для индивидуального использования, в начале 80-х годов. 

Под архитектурой ПК понимается его логическая организация, структура, ресурсы, т.е. средства вычислительной системы, которые могут быть выделены процессу обработки данных на определенный интервал времени. Архитектура современных ПК построена на магистрально-модульном принципе. Модульный принцип позволяет потребителю самому подобрать нужную ему конфигурацию компьютера и производить при необходимости его модернизацию. Модульная организация системы опирается на магистральный (шинный) принцип обмена информации. Магистраль или системная шина – это набор электронных линий, связывающих воедино по адресации памяти, передачи данных и служебных сигналов процессор, память и периферийные устройства.

Основной частью компьютера является системный блок, в котором имеются: блок питания; материнская плата, по которой осуществляется информационная связь между различными компонентами; процессор, т.е. главная микросхема, производящая операции по обработке данных и управлению устройствами; оперативная память, где находятся данные, с которыми работает процессор; жесткий диск, на котором хранятся данные пользователя; видеоплата, осуществляющая обработку видеоданных для дисплея; звуковая плата, обрабатывающая звуковые данные и выводящая их в виде звука с помощью колонок; накопители для CD-дисков и DVD-дисков; порты ввода/вывода, предназначенные для пересылки данных с/на внешние устройства.

 

3. Классификация устройств

 

Аппаратная часть компьютера состоит из внутренних устройств, расположенных  внутри системного блока, и внешних устройств.

1. К внешним  устройствам относятся:

1.1. устройства ввода  информации: 

• клавиатура, 
• мышь,
• сканер, 
• видеокамера, 
• фотокамера и другие; 

1.2. устройства вывода  информации: 

• монитор, 
• принтер, 
• звуковые колонки и пр. 

2. К внутренним устройствам относятся:

• материнская плата (системная плата), 
• центральный процессор, 
• оперативная память,
• блок питания, 
• жесткий диск, 
• накопитель для CD-дисков или накопитель для DVD-дисков, 
• звуковая плата,
• видеоплата;

3. Устройства ввода/вывода  информации:

• гибкие диски,
• жесткие диски,
• модемы.
 

4. Внешняя архитектура ПК

 

Внешняя архитектура  современного персонального компьютера представляет собой соединение монитора, клавиатуры, мыши и акустической системы к системному блоку.

Системный блок (сленг. системник, корпус) — функциональный элемент, защищающий внутренние компоненты ПК от внешнего воздействия и механических повреждений, поддерживающий необходимый температурный режим внутри системного блока, экранирующий создаваемые внутренними компонентами электромагнитное излучение и является основой для дальнейшего расширения системы. Системные блоки чаще всего изготавливаются из деталей на основе стали, алюминия и пластика, также иногда используются такие материалы, как древесина или органическое стекло.

В системном блоке расположены:

Материнская плата с  установленным на ней процессором, ОЗУ, картами расширения (видеоадаптер, звуковая карта).

Отсеки для накопителей  —жёстких дисков, дисководов CD-ROM и  др

Монитор, дисплей— универсальное устройство визуального отображения всех видов информации. Различают алфавитно-цифровые и графические мониторы, а также монохромные мониторы и мониторы цветного изображения — активно-матричные и пассивно-матричные ЖКМ.

По строению:

ЖК — жидкокристаллические мониторы (англ. liquid crystal display, LCD)

Плазменный — на основе плазменной панели

Проекционный — видеопроектор  и экран, размещённые отдельно или  объединённые в одном корпусе (как  вариант — через зеркало или  систему зеркал)

Клавиатура  компьютера— одно из основных устройств ввода информации от пользователя в компьютер. Стандартная компьютерная клавиатура имеет 101 или 102 клавиши. Клавиатуры, которые поставлялись вместе с предыдущими сериями — IBM PC и IBM PC/XT, — имели 86 клави. Расположение клавиш на клавиатуре подчиняется единой общепринятой схеме, спроектированной в расчёте на английский алфавит.

Манипулятор «мышь» (в обиходе просто «мышь» или «мышка») — одно из указательных устройств ввода, обеспечивающих интерфейс пользователя с компьютером.

Принтер (англ. printer — печатник) — устройство печати цифровой информации на твёрдый носитель, обычно на бумагу. Относится к терминальным устройствам компьютера.

Принтеры бывают струйные, лазерные, матричные, а по цвету печати — чёрно-белые (монохромные) и цветные.

Сканер (англ. scanner) — устройство, которое, анализируя какой-либо объект (обычно изображение, текст), создаёт цифровую копию изображения объекта. Процесс получения этой копии называется сканированием. В большинстве сканеров для преобразования изображения в цифровую форму применяются светочувствительные элементы на основе приборов с зарядовой связью.

Акустическая  система — устройство для воспроизведения звука.

Акустическая система  бывает однополосной (один широкополосный излучатель, например, динамическая головка) и многополосной (две и более головок, каждая из которых создаёт звуковое давление в своей частотной полосе). Акустическая система состоит из акустического оформления (например, «закрытый ящик» или «система с фазоинвертором» и др.) и вмонтированных в него излучающих головок (обычно динамических).

 

5. Внутренняя архитектура ПК

 

Внутренняя архитектура  современного персонального компьютера определяется схемой его чипсета, которую  можно найти на сайтах производителей — Intel и AMD.

Чипсет (англ. chip set)  — набор микросхем, спроектированных для совместной работы с целью выполнения набора каких-либо функций. Так, в компьютерах чипсет выполняет роль связующего компонента, обеспечивающего совместное функционирование подсистем памяти, ввода-вывода и других. Чипсеты встречаются и в других устройствах, например, в радиоблоках сотовых телефонов.

Раньше компьютер имел до 2-х сотен микросхем на материнской  плате. Современные компьютеры содержат две основные большие микросхемы чипсета:

контроллер-концентратор памяти или северный мост, который обеспечивает работу процессора с памятью и с видеоподсистемой. Северный мост  (системный контроллер), также известен как контроллер-концентратор— один из основных элементов чипсета компьютера, отвечающий за работу с процессором, памятью и видеоадаптером;

контроллер-концентратор ввода-вывода  или южный мост, обеспечивающий работу с внешними устройствами. Южный мост (функциональный контроллер), также известен как контроллер-концентратор ввода-вывода - это микросхема, которая реализует «медленные» взаимодействия на материнской плате между чипсетом материнской платы и её компонентами.