'

Архитектура и функционирование персонального компьютера

Понравилась презентация – покажи это...





Слайд 0

Архитектура и функционирование персонального компьютера HardWare


Слайд 1

Системный блок Материнская плата Блок питания Память В системном блоке расположены: Назад


Слайд 2

Блок питания служит для преобразования переменного напряжения 220в осветительной сети в постоянные напряжения 5в и 12в. Постоянное напряжение в 5в необходимо для питания электронной начинки компьютера. Постоянное напряжение в 5в используется также для формирования электрического импульса, соответствующего логическому сигналу «1». Отсутствие такого импульса соответствует логическому сигналу «0». Напряжение в 12в приводит в движение электродвигатели дисководов и вентиляторов охлаждения.


Слайд 3

Общие принципы работы ЭВМ: Двоичное кодирование информации. Программное управление работой ЭВМ (идея Ч. Беббиджа) Хранимая программа (идея Дж. фон Неймана: программа, управляющая работой компьютера, во время исполнения храниться в ячейках оперативной памяти).


Слайд 4

Программная обработка данных на компьютере Программа – последовательность команд, которую выполняет компьютер в процессе обработки данных. Данные – информация, которая обрабатывается компьютером в двоичном компьютерном коде Dim a, b, c, x1, x2, d Private Sub Command1_Click() d = b ^ 2 - 4 * a * c If d >= 0 Then x1 = (– b + Sqr (d) ) / (2 * a) x2 = (– b – Sqr (d) ) / (2 * a) Print "x1 ="; x1 Print "x2 ="; x2 Else Print "Корней нет" End If End Sub Private Sub Text1_Change() a = Text1.Text End Sub Private Sub Text2_Change() b = Text2.Text End Sub Private Sub Text3_Change() c = Text3.Text End Sub Программа 3 Microsoft Visual Basic x2 – 12x + 35 = 0 x1 = 5 x2 = 7 00010110


Слайд 5

Функциональная схема компьютера     Оперативная память (ОЗУ/RAM)) Процессор МАТЕРИНСКАЯ ПЛАТА Магистраль Долговременная память Устройства ввода Устройства вывода Устройства передачи ПЗУ (ROM) - Контроллер (адаптер) – электронная схема для подключения внешнего устройства к системной плате


Слайд 6

Магистраль – набор кабелей и электрических линий на системной плате, связывающих друг с другом все устройства компьютера


Слайд 7

Системная плата Разъемы для оперативной памяти Разъем для процессора Разъем для подключения питания Слоты расширения Разъемы для подключения дисководов Назад Дальше


Слайд 8

Процессор. Функции и состав Процессор (processor – продвижение, Central Processing Unit, CPU ) - центральное устройство компьютера. Назначение процессора (функции): Обработка информации Управление устройствами компьютера Микропроцессор (МП) - сверхбольшая интегральная схема (СБИС) реализованная в едином полупроводниковом кристалле (кремния или германия) площадью менее 0.1 см2 или нескольких путем применения сложной микроэлектронной технологии. Степень интеграции определяется размером кристалла и количеством транзисторов в нем. Пример: INTEL i80486 DX - 1,2 млн. транзисторов INTEL Pro- 5,5 млн. транзисторов (Pro - профессиональная версия чего-либо)


Слайд 9


Слайд 10

Характеристики некоторых моделей микропроцессоров, отражающих основные этапы развития этой отрасли


Слайд 11

Характеристики микропроцессора МП при обработке информации выполняет операции: Арифметические ( сложение, вычитание, умножение , деление) Логические Этих операций достаточно, чтобы выполнить любое преобразование информации Основная характеристика МП – производительность, определяемая количеством элементарных операций за 1 секунду. Минимальная по времени исполнения операция (элементарная) для определения производительности МП – сложение. Основные характеристики МП: Тактовая частота. Разрядность процессора.


Слайд 12

Темп работы компьютера задается генератором тактовых импульсов (метроном). Такт – интервал времени между началами тактовых импульсов Последовательность импульсов генератора тактовой частоты:


Слайд 13


Слайд 14


Слайд 15

Основная память находится на системной плате и включает в себя: Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) или ROM (Read Only Memory - память только для чтения) - быстрая, энергонезависимая память, предназначенная только для чтения. Информация заносится в нее только один раз (обычно в заводских условиях) и сохраняется постоянно. В ПЗУ хранится информация, присутствие которой постоянно необходимо в компьютере: a) тестовые программы, проверяющие при каждом включении ЭВМ правильность включения его блоков. б) программы драйверы основных устройств (клавиатуры, монитора, дисков) в) программу начальной загрузки ЭВМ (информация о том, где на диске расположена ОС).


Слайд 16

2. Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) или RAM (Random Access Memory - память с произвольным доступом) - быстрая полупроводниковая, энергозависимая память для временного хранения программ и данных, чтения и записи информации. Оперативная память – совокупность пронумерованных ячеек, разбитых на разряды, для хранения в каждом их них бита информации. 0 1 2 3 4 5 6 0 2 4 6


Слайд 17

Оперативная память изготавливается в виде модулей памяти емкостью 128, 256, 512 Мбайт, 1 Гбайт Объем оперативной памяти Iоп =Iяч ·N, где Iяч – количество информации, хранящейся в одной ячейке, N количество ячеек. Например, N=268 435 456, Iяч=8 битов=1 байту, тогда Iоп =Iяч ·N=1 байт· 268 435 456=362 144 кб=256 Мбайт Планки памяти вставляются в специальные разъемы (слоты) на материнской плате и напрямую соединены с магистралью


Слайд 18

Долговременная (внешняя) память Дисковод (накопитель) – устройство для записи/считывания информации


Слайд 19

1. Гибкий магнитный диск (ГМД, Floppy Disk) Принцип записи информации – магнитный. Емкость – 1,44 Мбайта Диаметр диска – 3,5 дюйма (1 дюйм – 2, 54 см.) Скорость вращения диска - 360 оборотов/мин. Скорость передачи данных - 50 Кбайт/с. Форматирование диска – создание структуры диска (разметка поверхности диска на дорожки и секторы)


Слайд 20

Жесткий магнитный диск (Винчестер, Hard Disk, HD) Характеристики: Принцип записи/считывания - магнитный Скорость вращения - до 7200 об/мин. В современных винчестерах магнитные головки как бы «летят» на расстоянии долей микрона (меньше толщины человеческого волоса) от поверхности вращающихся дисков. За счет малого расстояния между диском и головкой достигается большая плотность записи (количество дорожек на каждом диске может достигать нескольких тысяч, а количество секторов на дорожке — нескольких десятков). Информационная емкость 20 - 800 Гбайт и более. Скорость записи/считывания - 133 Мбайт/с.


Слайд 21

3. Оптические диски Принцип чтения/записи информации - оптический. Информационная емкость: CD (Compact Disk) - 700 Мбайт. DVD (Digital Versatile Disk - цифровой универсальный диск) содержит более тонкие дорожки, да и дорожек стало больше - емкость увеличилась до 17 Гбайт Скорость чтения/записи информации напрямую зависит от скорости вращения диска и может достигать 5 Мбайт/с. Диаметр – 5,25/3,5 дюйма CD-ROM и DVD-ROM дисках хранится информация, которая была записана при их изготовлении путем штамповки. Такие диски имеют белый цвет и не могут быть перезаписаны (ROM - только чтение). CD-R и DVD-R диски — записываемые один раз (имеют желтоватый цвет), CD-RW и DVD-RW диски — перезаписываемые многократно (имеют темный зеленоватый цвет). Привод CD-дисков 52-х скоростной обеспечивает скорость вращения диска в 52 раза больше односкоростного CD (150 Кбайт/с).


Слайд 22

4. Flash-память позволяет записывать и хранить данные в микросхемах. Характеристики: Высокую сохранность данных. Компактность. Информационная емкость 128 Мбайт - 4 Гбайт и более. Flash-карта вставляется в универсальный USB-порт компьютера. Flash-память вытесняет традиционные накопители информации, такие как, дискета, компакт-диск, а со временем возможно и винчестер. Flash-карты также успешно используются в цифровых камерах для накопления видео и звуковой информации.


Слайд 23

4. Стример – устройство для резервного копирования информации с жесткого диска на магнитную ленту


Слайд 24

Основные характеристики носителей информации НГМД, НГМЖ - накопители (дисководы) для записи/считывания информации с дисков: Гибких, Жестких, компакт-дисков


Слайд 25

Клавиатура Мышь Микрофон Джойстик Устройства ввода – «переводят» информацию с языка человека на язык компьютера Световое перо Сканер Тачпад (сенсорная панель) Трекбол Цифровые камеры Координатные устройства ввода: Графический планшет


Слайд 26

Клавиатура – это устройство для ввода информации в компьютер


Слайд 27

КЛАВИАТУРА Функциональные клавиши Алфавитно-цифровые клавиши Управляющие клавиши (Специальные) Клавиши управления курсором Цифровые клавиши Клавиши редактирования


Слайд 28

F 1 F 2 F3 F 4 F 5 F 6 F 7 F 8 F 9 F10 F 11 F12 F 6 Функциональные клавиши Вызов справки Выполняют действия, предусмотренные программистом в определенной программе (например, F1 – помощь, справка; F10 –выход и т.д.)


Слайд 29

Алфавитно-цифровые клавиши ? , / . > . Ю < , Б M Ь N Т C С V М B И X Ч Z Я “ ‘ Э J О K Л L Д : ; Ж H Р G П F А D В S Ы A Ф } ] Ъ U Г I Ш O Щ P З { [ Х Q Й E У R Е T Е Y Н W Ц # № 3 @ « 2 ! 1 ~ ` Ё ( 9 * 8 & ? 7 ^ : 6 % 5 + = _ - ) 0 | \


Слайд 30

Клавиши управления курсора ?,?,?,? - переводят курсор на одну позицию в заданном направлении; Home/End – быстрый перевод курсора в Начало/Конец строки; Page Up/Page Down – перевод курсора на Начало/Конец экрана; Ctrl+End – перевод курсора в конец текста; Ctrl+ Home – перевод курсора в начало текста; Ctrl+Enter – перевод курсора на новую страницу текста; Tab – клавиша табуляции, перевод курсора на определенное количество позиций (число позиций задается в настройках программы).


Слайд 31

Клавиши редактирования Backspace(BS) – удаление символа слева от позиции курсора; Delete – удаление символа справа от позиции курсора; Insert – Вставка/замена символов (вставка выполняется автоматически, замена - при нажатии на клавишу).


Слайд 32

Управляющие клавиши Esc Ctrl Alt Shift CapsLock NumLock (Специальные) Enter (?) – клавиша ввода набранной команды или текста, перевода курсора на новую строку экрана. Esc – отказ, выход из текущего состояния программы. Shift –ввод прописных букв при нажатой клавише Дополнительные символы, отличные от букв и цифр (!, «,:>.,? и тд) пробиваются при нажатой клавише Shift, в соответствии с выбранным языком. Alt, Ctrl, Shift в комбинации с другими клавишами выполняют определенные действия, предусмотренные программистом в конкретной программе. Например, Ctrl+Shift или Alt+Shift (левый) – переключение языка Рус/Лат, Alt+Ctrl+Delete – перезагрузка компьютера, Alt+F4 – закрытие окна Windows Ctrl+Break – выход из программ MS-DOS). Caps Lock – Вкл/выкл режима постоянного ввода прописных символов. Num Lock вкл./выкл. режим ввода цифр, имеет индикатор на панели индикации


Слайд 33

Цифровые клавиши Num Lock вкл./выкл. режим ввода цифр, имеет индикатор на панели индикации


Слайд 34

Основная характеристика устройств ввода – разрешающая способность, измеряется в dpi (dot per inch – точек на дюйм) Для координатных устройств ввода разрешающая способность составляет 500 dpi. Это значит, что при перемещении мыши на 1 дюйм (1 дюйм =2,54 см) указатель мыши перемещается на 500 точек. Разрешающая способность сканеров и цифровых камер может достигать >2400 dpi (на 1 дюйме полученного изображения может уместиться 2400 точек различного цвета). Для подключения устройств ввода могут использоваться Порты: PS/2, COM, USB


Слайд 35

Сканер осуществляет оптический ввод изображений, представленных в виде фотографий, рисунков, слайдов, текстовых документов и их преобразование в цифровую форму. Сканируемое изображение освещается светом трех цветов — красным, синим, зеленным. Отраженный от изображения свет попадает на линейную матрицу фотоэлементов, которая движется, считывая изображение и преобразует его в двоичный код. Теперь исходное изображение можно записать в графический файл. Разрешающая способность сканеров составляет 600, 1200 dpi и выше. Разрешение в 600 dpi означает, что при прохождении одного дюйма изображения сканируется 600 точек (1 дюйм = 2,54 см). Важной характеристикой сканера является его цветопередача, которая может составлять 36, 42, 48 бит и более. Для подключения сканеров, графических планшетов обычно используются порты: USB


Слайд 36

Цифровой фотоаппарат позволяет получать фотоснимки непосредственно в цифровом (компьютерном) формате. Такой фотоаппарат может хранить в своей памяти сотни изображений высокого качества. После подключения к компьютеру полученные при съемке изображения переписывают на любой постоянный носитель информации (дискета, винчестер, лазерный диск). При необходимости фотоизображение можно перенести на бумагу с помощью принтера. Цифровая видеокамера предназначена для записи движущегося изображения в цифровом формате, как в автономном режиме, так и подключенной во время видеосъемки к компьютеру. Во втором случае обеспечивается постоянная запись видеоизображения на жесткий диск или его трансляция по компьютерным сетям. Для передачи высококачественного цифрового видеоизображения с цифровых камер используется специальный разъем DV


Слайд 37

Микрофон позволяет вводить аналоговый звуковой сигнал в компьютер. Затем звуковая информация из аналогового вида преобразуется в цифровой (компьютерный) формат. Микрофон подключается ко входу звуковой карты, которая обеспечивает 16-битное двоичное кодирование звука. В данном случае звуковая карта является устройством ввода информации в компьютер. Звуковая карта устанавливается в один из слотов расширения на системной (материнской) плате.


Слайд 38

Мышь: Механическая ; Оптическая; Трекбол (шар вращается рукой) Координатные устройства ввода (манипуляторы): Порты: PS/2, COM, USB


Слайд 39

Джойстик («палочка радости») — это игровой манипулятор созданный для более удобного управления ходом компьютерных игр. Как правило он представляет собой рукоятку с кнопками. Джойстик подключается к специальному игровому порту на звуковой плате. В результате эволюции джойстика возник более сложный манипулятор — руль с педалями.


Слайд 40

Графический планшет (дигитайзер) – для рисования и ввода рукописного текста. С помощью специальной ручки и мыши на графическом планшете можно рисовать, чертить схемы, добавлять подписи к электронным документам. Сенсорная панель (тачпад) используется вместо мыши в портативных компьютерах. Перемещение пальца по ее поверхности преобразуется в перемещение курсора на экране монитора, нажатие на поверхность сенсорной панели эквивалентно нажатию кнопки мыши.


Слайд 41

Световое перо служит для ввода графической информации в компьютер при рисовании или письме. При движении светового пера по поверхности графического планшета вырабатываются цифровые штрих-коды, несущие информацию в компьютер о следе, который остается на этой поверхности. Точно такой же по форме след появляется на экране дисплея. Основной характеристикой светового пера является его точность ввода графической информации, которая может составлять, например, +/-0,5, +/-0,25 мм и выше. В настоящее время созданы специальные дисплеи, на поверхности которых можно непосредственно писать световым пером.


Слайд 42

Монитор Принтер Назад Устройства вывода – «переводят» информацию с двоичного языка компьютера в формы, доступные для человеческого восприятия. Звуковая карта Видеокарта Звуковые колонки Проектор


Слайд 43

Монитор на электронно-лучевой трубке Монитор на жидко-кристаллической панели Назад Характеристики монитора: Разрешающая способность монитора – количество точек, из которых складывается изображение: 640 х 480, 800 х 600, 1024 х 768, 1280 х 1024, 1600 х 1200 точек и т.д. С увеличением разрешения растет четкость изображения, так как монитор будет способен прорисовать более мелкие детали. Частота обновления экрана может составлять 60, 75, 85, 100, 120, 140, 150, 160 Гц и т.д. Для того что бы изображение было достаточно стабильным достаточно частоты смены экрана в 85 Гц. Если частота вывода изображения равна, например, 100 Гц, то это значит, что картинка на экране монитора меняется 100 раз за одну секунду. Если установить большее значение частоты обновления экрана, то автоматически уменьшается его разрешение — число точек по горизонтали и вертикали. размер экрана по диагонали — 14, 15, 17, 21 дюймов и т.д. Монитор


Слайд 44

Рассмотрим формирование изображения на примере графического режима с разрешением 800 х 600 точек и глубиной цвета 8 бит. В видеопамяти хранится битовая карта изображения — двоичный код каждой точки, определяющей ее цвет. В данном случае количество возможных цветов составляет 28 = 256. Три луча (красный, синий, зеленый) синхронно пробегают экран построчно. Интенсивность каждого луча меняется при движении по строке в соответствии с двоичным кодом данной точки. В каждой из 600 строк высвечивается по 800 точек, всего 480 000 точек. Принцип вывода информации на экран монитора состоит в следующем: в видеопамяти компьютера содержится битовая карта изображения (двоичный код для цвета каждой точки экрана) и периодически происходит считывание содержимого видеопамяти и отображение его на экран. Монитор подключается к видеокарте, которая вставляется в один из слотов расширения материнской (системной) платы. На видеокарте размещена микросхема видеопамяти (> 256 Мбайта)


Слайд 45

Монитор на электронно-лучевой трубке Изображение на экране создается пучком электронов, испускаемых электронной пушкой. Этот электронный луч (пучок электронов) разгоняется высоким электрическим напряжением и падает на внутреннюю поверхность экрана, покрытую составом люминофора. Люминофор светится при попадании на него электронного луча. Система управления лучом заставляет пробегать его по строкам весь экран и менять его интенсивность, а следовательно и яркость свечения люминофора. Таким образом луч построчно рисует изображение на экране. В цветном мониторе цвет формируется из трех основных составляющих: красный, синий и зеленый. Внутри электронно-лучевой трубки находятся три электронных пушки, создающие три луча с разной скоростью потока электронов. На экране равномерно распределены очень мелкие точки люминофора трех цветов. Люминофор данного цвета реагирует на электроны определенной скорости. Цветное изображение формируется за счет смешивания трех базовых цветов. При смешении красного и зеленого цветов образуется желтый, красного и синего — пурпурный, синего и зеленого — голубой. Если смешать три базовых цвета при полной яркости, то получится белый. Сочетания базовых цветов различной яркости дают множество других цветов и оттенков.


Слайд 46

Монитор на основе жидко-кристаллической панели Главная деталь современного жидко-кристаллического монитора — TFT-панель. В основе ее работы лежит принцип изменения прозрачности жидких кристаллов под воздействием электрического тока. Молекулы жидких кристаллов под воздействием электричества могут изменять свою ориентацию в пространстве и вследствие этого изменять яркость проходящего сквозь них светового луча. Для подсветки панели с ее обратной стороны устанавливается специальная яркая лампа. При смене электрического поля частицы перестраиваются по-новому, что требует некоторого времени. Поэтому при выборе ЖК-монитора важен такой параметр, как время отклика пиксела матрицы: чем оно меньше, тем быстрее перестраиваются частицы. Время отклика может составлять 10, 20, 30 мс. Для создания точечного дисплея изготовляют матрицу из миниатюрных прозрачных ячеек, заполненных жидким кристаллом. Она помещается между двумя электродами, один из которых — цельная пластина, а другой состоит из множества миниатюрных контактов, соответствующих отдельным ячейкам. В современных мониторах подача электрического сигнала на индивидуальные электроды происходит через так называемые тонкопленочные транзисторы (TFT). Цветное изображение получается в результате использования трех фильтров, которые выделяют из излучения источника белого света три основные компоненты — красный, синий, зеленый. Комбинация трех основных цветов для каждой точки или пиксела экрана дает возможность воспроизвести любой цвет.


Слайд 47

Проектор позволяет вывести на большой экран содержимое экрана монитора. Используется для демонстрации работы программ, презентаций, слайдов, видеофильмов многочисленной аудитории. Размер изображения по диагонали может составлять 300 дюймов (7,62 метра) и более. Сегодня проектор становится незаменимым в процессе обучения.


Слайд 48

Принтер – устройство вывода на бумагу Лазерный: черно-белый и цветной, высокая скорость печати и качество (в картридже - тонер (порошок), активизируется лучом лазера) Струйный: цветной, средняя скорость печати, высокое качество (в картридже - флаконы с чернилами, которые разбрызгиваются из сопел) Матричный: черно-белый, низкая скорость печати и качество (печатающая головка с электромагнитными иглами ударяет по красящей ленте, прижимает ее к бумаге) Картридж - коробка с красящим веществом.


Слайд 49

Основная характеристика принтера -разрешающая способность ( количество точек изображения на линии длиной 1 дюйм), которая может составлять, например, 600 х 600 dpi и выше. В струйных и лазерных >2400 dpi. Для подключения принтеров используются порты: LPT (старые), USB (более скоростной)


Слайд 50

Плоттер (графопостроитель) - выводит на бумагу чертежи


Слайд 51

Акустические колонки, наушники служат для вывода звука из компьютера и подключаются к выходу звуковой карты. Их наличие является обязательным для мультимедийного компьютера. Звуковая карта устанавливается в один из слотов расширения на системной (материнской) плате. Обычно звуковая карта имеет также дополнительную возможность синтезировать звук (в памяти звуковой карты хранятся звуки 128-и различных музыкальных инструментов) и воспроизводить одновременно 32 и более инструмента. По этой причине звуковая карта имеет еще и другое название – музыкальная карта.


Слайд 52

Устройства передачи Модем - устройство для подключения компьютера к телефонной сети Сетевая карта - специальная плата для подключения компьютера в сеть


Слайд 53

Устройства ввода Сетевые устройства Шина данных 8, 16, 32, 64 бита Шина управления Постоянная память Устройства вывода Магистрально-модульный принцип работы компьютера Шина адреса 16, 20, 24, 32, 36 битов Магистраль Процессор Временная память


×

HTML:





Ссылка: