Архитектура ЭВМ

Современный персональный компьютер может быть настольным, портативным или карманным, при этом его устройство может быть отображено с помощью упрощенной функциональной схемы.
Эта схема была предложена в 1946 году одним из первых создателей ЭВМ американцем Джоном фон Нейманом

Процессор
Память
Устройства ввода-вывода
Классическая архитектура компьютера

Блок-схема, отражающая основные функциональные компоненты компьютерной системы в их взаимосвязи

Аппаратное обеспечение (hardware)
Компьютер
(системный блок)
Устройства ввода
информации
Коммуникационное
оборудование
Устройтва вывода
информации
корпус; блок електропитания;
материнская плата;
процессор;
память;
контроллеры;
порты;
адаптеры;
видеокарта;
звуковая карта;

Корпус
прямоуголный каркас для размещения основных основных узлов компьютера
Назад

Блок питания
Преобразовывает переменный ток сети на постоянный ток низкого напряжения.
Большинство блоков питания имеют вентилятор для отведения из системного блока излишка тепла, которое выделяется во время роботы электронных устройств.
Назад

Материнская плата
Центральный процессор;
Оперативная память;
Кеш-память;
Центральная магистраль;
Слоты;
Микросхема BIOS;
Микросхема CMOS;
Назад

Процессор
На материнской плате
Основное устройство ПК в виде микросхемы
Осуществляет арифметические и логические операции
Координирует работу всех устройств
Состоит из
АЛУ
Регистры
УУ
Арифметико-логическое устройство
Устройство управления
Для временного хранения информации

Процессор
Характеристики
Разрядность
Размер машинного слова – число бит, к которым процессор имеет одновременный доступ
8,16,32,64 бита
Чем больше разрядность – тем больше информации обрабатывает процессор
Быстродействие компьютера
Количество операций в единицу времени
2,2 – 3,73 Г Гц
Тактовая частота
Количество ядер
Назад
Размер кеш-памяти

Внутренняя память
ОЗУ
ПЗУ
На материнской плате
Постоянное запоминающее устройство
ROM
Программы запуска ПК и тестирования устройств (BIOS)
Информация о расположении ОС на диске
Энергонезависима
Управляет «датой/временем» (CMOS)
Временное хранение информации
RAM
Минимальная единица – бит
Сгруппированы по 8 бит = 1 байт
Каждая совокупность - имеет свой адрес
256 Мб и выше (512, 1024)
Очищается при выключении ПК

Внешняя память
Дискета
Карта памяти, flash-память
Жесткие магнитные диски
CD, DVD

Жесткие магнитные диски
представляют собой несколько тонких металлических дисков, очень быстро вращающихся на одной оси и заключенных в металлический корпус.
Назад

Дискеты
Внутри пластмассового корпуса дискеты размещается гибкий магнитный диск. Информация хранится на концентрических дорожках, на которых чередуются намагниченные (1) и ненамагниченные (0) участки.
Назад

Оптические дисководы и диски
Существует два типа оптических дисков:
CD - диски, на которые может быть записано до 700 Мбайт информации;
DVD - диски имеют значительно большую информационную емкость ( 4,7 Гбайт и более).
Назад

Применяются для долговременного хранения информации.
Не имеют движущихся частей, обеспечивают высокую сохранность данных.
Информационная емкость может достигать 1 Гбайта и выше.
Карты памяти, flash-память
Назад

Контроллеры
Назначение
Декодируют сигналы, поступающие от процессора и посылает его устройству – мы видим сообщения типа «Принтер готов к работе»
Связь между системной шиной и периферийными устройствами
Вставляются в разъемы материнской платы, к ним подсоединяются дополнительные устройства – принтеры, мыши, дисководы…
Назад

На большое расстояние маленький объем информации
Мышь, модем
2 штуки – COM1, COM2
Передача бит данных один за другим
Порты
На близкое расстояние
большой объем информации
Принтер, сканер
1 штука – LPT1
Передача 8 бит данных по 8 параллельным портам одновременно
Контакты (разъемы) на контроллерах. Находятся на тыльной стороне системного блока. Все внешние устройства подключаются через порты.
Последовательные
COM
Параллельные
LPT
Назад

Устройства ввода информации
Это устройства преобразования информации из формы, понятной человеку, в форму, понятную компьютеру.
Какие устройства ввода вы можете назвать?

Устройства ввода информации
Манипуляторы (джойстик, мышь, трекбол)
Клавиатура
Сенсорные устройства (световое перо, графический планшет)
Сканер
Устройства распознавания речи
Цифровые камеры
Звуковая карта и микрофон

Манипуляторы
(джойстик, мышь, трекбол)
Непосредственный ввод информации
Подсоединяются к порту COM1-COM2
Качество мыши – разрешающая способность – число точек на дюйм – dpi. Определяет, насколько точно курсор будет двигаться по экрану.
400-800-1600 dpi
Бывают:
механические, оптико-механические, оптические
2 и 3-кнопочные
проводные, беспроводные
Механическая
Радио- мышь
Оптическая
Трекбол

Манипуляторы
Джойстики предназначены для более удобного управления ходом компьютерных игр.
Геймпад
Руль с педалями
Назад
В портативных компьютерах используется сенсорная панель.

Сенсорные устройства (световое перо, графический планшет)
Световое перо - светочувствительный элемент на кончике пера, передающее информацию о направлении луча компьютеру. Для выбора пункта меню
Графический планшет – нажатие на поверхности специальным пером. Для рисования и ввода рукописного текста.
Назад

Устройства распознавания речи
С помощью обычного микрофона речь человека вводится в компьютер и преобразуется в цифровой код.
Назад

Для оптического ввода в компьютер фотографий, рисунков, слайдов, текстовых документов используется сканер.
Сканер
Планшетный сканер
Ручной сканер
Назад

Цифровые камеры
Позволяют получать видеоизображение и фотоснимки непосредственно в цифровом (компьютерном) формате.
Web-камеры используются для передачи «живого» видео по компьютерным сетям.
Назад

Клавиатура
- устройство для ввода числовой и текстовой информации.
Функциональные
(12 клавиш)
Windows-клавиши
(3 клавиши)
Управления курсором
(4 клавиши)
Редактирования и листания документа
(6 клавиш)
Цифровой блок
(17 клавиш)
Специальные (12 клавиш)
Алфавитно-цифровые (49 клавиш)
Назад

Звуковая карта и микрофон
Для ввода звуковой информации используется микрофон, который подключается ко входу звуковой карты.

Устройства вывода
Это устройства преобразования выходной информации из формы, понятной компьютеру, в форму, понятную человеку.
Какие устройства вывода вы можете назвать?

Устройства вывода информации
Монитор
Акустические колонки и наушники
Плоттер
Принтер

Монитор
Монитор на электронно-лучевой трубке
Плоские мониторы на жидких кристаллах.
Назад

Принтеры
Матричный принтер
Струйный принтер
Лазерный принтер
- предназначены для вывода на бумагу графической, текстовой и числовой информации.
Сублимированный принтер

Характеристики принтеров:
Разрешение – величина самых мелких деталей изображения, передаваемых при печати без искажений. Измеряется в dpi (dot per inch) – числе наносимых отдельных точек красителя на дюйм бумаги.
Количество цветов.
Быстродействие – количество знаков или страниц, распечатываемых за секунду или минуту. Измеряется в cps (character per second) – числе символов, печатаемых в секунду, или в ppm (pages per minute) – числе страниц, печатаемых в минуту.
Принтеры

Матричные (игольчатые) принтеры.
Принцип работы:
Как и печатная машинка, матричный принтер имеет печатающую головку, движущуюся в каретке вдоль листа бумаги.
Головка принтера содержит 1 или 2 вертикальных ряда управляемых электромагнитами игл или молоточков, которые вколачивают краситель с красящей ленты прямо в бумагу, формируя символ за символом.
Специальная защита не допускает попадания на бумагу лишнего красителя.
Головка имеет от 9 до 24 иголок.

Характеристики:
Разрешение -72 – 360 dpi
Количество цветов - Один цвет (правда, есть матричные принтеры с многоцветной красящей лентой)
Быстродействие - Маленькое (до 1500 строк в минуту)
Принтеры

Струйный
Принцип работы:
Печатающая головка движется относительно неподвижной бумаги, не касаясь её.
На печатающей головке струйного принтера вместо игл имеются специальные отверстия – сопла, через которые чернила разбрызгиваются на бумагу.
Капля красителя может выстреливаться из сопла либо за счёт пьезоэффекта, либо за счёт давления пузырьков пара, возникающего при нагревании чернил.
Различные модели принтеров имеют от 12 до 256 сопел. Размер каждого сопла существенно меньше диаметра иглы, что обеспечивает большую чёткость изображения.

Характеристики:
Разрешение - До 1440 dpi
Количество цветов - Один цвет (чёрный) или четыре цвета (модель печати CMYK)
Быстродействие - Печать в режиме нормального качества составляет 3-4 ppm. Цветная печать немного дольше.
Принтеры

Лазерные принтеры.
Принцип работы:
В лазерном принтере изображение строится на вращающемся барабане при помощи лазерного луча. Затем на барабан наносится тонер – красящая пыль, изображение переносится на бумагу и закрепляется нагретым роликом.
Характеристики:
Разрешение - 600 – 1200 dpi
Количество цветов - чаще одноцветная печать
Быстродействие - До 12 ppm

Скажите, а какие принтеры купили бы вы? Почему?
А что же на мировом рынке? Какие принтеры самые покупаемые?

Плоттер
предназначен для вывода на бумагу чертежей, крупноформатных графиков, рисунков.
Назад

Акустические колонки и наушники
используются для прослушивания звука.
Назад

Коммуникационное оборудование
Модем
Сетевая плата