Архитектура и структура компьютера

1. Архитектура и структура компьютера

2. Эволюция обработки информации на ЭВМ

Мультимедийные файлы
Обработка звука
Псевдографика
Обработка текстов
Только в числовой форме!
Автоматизация расчетов
Для кодирования информации – двоичный код: {0, 1}
2

3. 1. Понятие архитектуры и структуры компьютера.

Архитектура
определяет
принципы
действия, информационные связи и взаимное
соединение
основных
логических
узлов
компьютера: процессора, оперативного ЗУ,
внешних ЗУ и периферийных устройств.
Общность
архитектуры
разных
компьютеров обеспечивает их совместимость с
точки зрения пользователя.

4.

1. Классическая архитектура (архитектура
фон Неймана) — одно арифметико-логическое
устройство (АЛУ), через которое проходит поток
данных, и одно устройство управления (УУ),
через которое проходит поток команд —
программа.
Это однопроцессорный компьютер.
Все
функциональные блоки здесь связаны между
собой общей шиной, называемой также
системной магистралью.

5.

6.

2. Многопроцессорная архитектура. Наличие
в компьютере нескольких процессоров означает, что
параллельно может быть организовано много
потоков данных и много потоков команд.

7.

3.
Многомашинная
система.
вычислительная
Несколько
процессоров,
входящих
в
вычислительную систему, не имеют общей
оперативной памяти, а имеют каждый свою
(локальную).
Каждый
компьютер
в
многомашинной системе имеет классическую
архитектуру.

8.

9.

4.
Архитектура
с
параллельными
процессорами. Несколько АЛУ работают под
управлением одного УУ. Это означает, что
множество данных может обрабатываться по одной
программе — то есть по одному потоку команд.

10.

Структура компьютера — это совокупность
его функциональных элементов и связей между
ними.
Структура
компьютера
графически
представляется в виде структурных схем, с
помощью которых можно дать описание
компьютера на любом уровне детализации.

11.

12. Структура компьютера

• Структура компьютера – это некоторая модель,
устанавливающая состав, порядок и принципы
взаимодействия входящих в нее компонентов.
Минимальная конфигурация
персонального компьютера содержит элементы:
- системный блок;
- клавиатура;
- монитор;
- мышь.

13.

14. 2. Элементы конструкции ПК

Системный блок компьютера.
Центральной частью компьютера является
системный блок, с присоединенными к нему
клавиатурой, монитором и мышью.

15.

• В системном блоке располагаются все
основные устройства компьютера:
микропроцессор -- мозг компьютера, который
выполняет поступающие на его вход команды:
проводит вычисления и управляет работой
остальных устройств ПК;
оперативная память, предназначенная для
временного хранения программ и данных;

16.

контроллеры,
предназначенные
для
независимого от процессора управления
отдельными процессами в работе ПК;
накопители на гибких магнитных дисках,
используемые для чтения и записи на дискеты;
накопитель на жестком магнитном диске,
предназначенный для чтения и записи на
жесткий магнитный диск (винчестер);
дисководы
для
компакт-дисков,
обеспечивающие возможность чтения данных
с
компьютерных
компакт-дисков
и
проигрывания аудиокомпакт-дисков, а также
запись информации на компакт-диск;

17.

блок
питания,
преобразующий
электропитание сети в постоянный ток,
подаваемый на электронные схемы
компьютера;
счетчик
времени,
функционирует
независимо от того, включен компьютер
или нет;

18.

• Все компоненты ПК по их функциональному
отношению к работе с информацией можно
условно разделить на:
устройства обработки информации
(центральный процессор,
специализированные процессоры);
устройства хранения информации (жесткий
диск, CD-ROM/DVD-ROM, оперативная память,
др.);
устройства ввода информации (клавиатура,
мышь, микрофон, сканер и т.д.);
устройства вывода информации (монитор,
принтер, акустическая система и т.д.).

19.

• Материнская (системная) плата — важнейший
элемент ПК, к которому подключено все то, что
составляет сам компьютер. Она служит для
объединения и организации взаимодействия
других компонентов.
На материнской плате устанавливаются
разъемы для установки дополнительных
устройств — слоты расширения.
Все
дополнительные
устройства
взаимодействуют
с
процессором
и
оперативной памятью через системную
магистраль передачи данных — шину.

20.

21.

Архитектура современных персональных
компьютеров основана на магистральномодульном принципе.
Модульный принцип позволяет пользователю самому
комплектовать нужную ему конфигурацию
компьютера.
Модульная организация системы опирается на
магистральный (шинный) принцип обмена
информацией.
Все контроллеры (адаптеры) устройств
взаимодействуют с микропроцессором и оперативной
памятью через системную шину данных.

22. Устройства хранения информации

Внешние(периферийны)
устройства
магнитные диски
CD,DVD,BD
стримеры
жесткий диск(винчестер)
флэш-карта
Внутренние
устройства
оперативная память
кэш-память
CMOS-память
BIOS

23. Накопитель на гибких магнитных дисках (НГМД)

Бывают двух типов и обеспечивают хранение информации
на дискетах одного из двух форматов: 5,25' или 3,5‘
Дискеты формата 5,25' в настоящее время практически не
встречаются (максимальная емкость 1,2 Мб)
Для дискет формата 3,5' максимальная емкость составляет
2,88 Мб
Гибкие магнитные диски
помещаются
в
пластмассовый корпус. В
центре дискеты имеется
приспособление
для
захвата и обеспечения
вращения диска внутри
пластмассового корпуса.

24. Накопитель на жестких магнитных дисках(HDD)

Способны вместить многие мегабайты информации,
передаваемой с огромной скоростью
Прочный металлический корпус
полностью
герметичен
и
защищает дисковод от частичек
пыли.
Корпус
экранирует
накопитель
от
электромагнитных помех. Диск
представляет собой круглую
пластину с очень ровной
поверхностью
чаще
из
алюминия, реже - из
керамики или стекла, покрытую
тонким
ферромагнитным
слоем.

25. Твердотельные накопители SSD

Это компьютерное
энергонезависимое
немеханическое
запоминающее
устройство на основе
микросхем памяти,
альтернатива HDD.
Кроме микросхем
памяти, SSD содержит
управляющий
контроллер.

26. Стримеры

запоминающее устройство на
принципе
магнитной
записи
на
ленточном
носителе, с последовательным
доступом к данным, по
принципу
действия
аналогичен
бытовому магнитофону
Недостатки:
- большое время последовательного доступа к
данным при чтении
- емкость стримера достигает нескольких Гбайт

27. Flash-карта

Устройства, выполненные на одной микросхеме (кристалле) и не
имеющие подвижных частей, основаны на кристаллах
электрически перепрограммируемой флэш-памяти
Multimedia Card (MMC) и Secure Digital (SD)
SmartMedia
Memory Stick
CompactFlash (CF)
USB Flash Drive
PC Card (PCMCIA ATA)

28. устройства вывода информации

• Монитор предназначен для вывода на
экран текстовой и графической
информации.
диагональ экрана,
соотношение сторон,
разрешение ЖК-матрицы,
углы обзора,
частота обновления,
время отклика,
набор интерфейсов для
подключения к ПК
8. технология изготовления ЖКматрицы.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.

29.

• Размер матрицы монитора обычно указывают
в дюймах.
Современные производители предоставляют
широкий спектр дисплеев с диагональю от 14 до
55 дюймов.

30.

Разрешение экрана
Величина указывает на то, каким количеством
пикселей по горизонтали и вертикали обладает
матрица монитора. Чем выше качество матрицы,
тем больше будет пикселей, а это, в свою
очередь, влияет на качество изображения.
Частота обновления экрана монитора
Параметр указывает на количество
формируемых кадров в секунду при построении
картинки. Чем выше частота обновления экрана
монитора, тем более плавно передаются
движения

31. Типы матриц

• LCD (Liquid Crystal Display —
жидкокристаллический дисплей) — это
дисплей, изготовленный на основе жидких
кристаллов, которые меняют свое
расположение при подаче на них
напряжения.
• TN матрицы
• IPS матрицы
• AMOLED-экраны

32.

33.

• Интерфейсные разъемы
Недорогостоящие мониторы обычно
подключаются к ПК через D-Sub (VGA) разъем,
который считается устаревшим либо через DVI.
Интерфейс DVI бывает двух типов: DVI-D –
цифровой и DVI-I (аналоговый/цифровой).
Мониторы обладающие большой диагональю,
подключаются через HDMI-интерфейс.

34. Периферийные устройства

• принтеры — печатающие устройства для
вывода информации на бумажный
носитель.
Матричный
Струйный
Лазерный
• Акустическая система

35. Устройства ввода информации

• клавиатура — устройство для ручного ввода числовой,
текстовой и управляющей информации в ПК;
• графические планшеты (дигитайзеры) — для ручного
ввода графической информации, изображений путем
перемещения по планшету специального указателя
(пера); при перемещении пера автоматически
выполняется считывание координат его местоположения
и ввод этих координат в ПК;
• сканеры (читающие автоматы) — для автоматического
считывания с бумажных носителей и ввода в ПК
машинописных текстов, графиков, рисунков, чертежей;
• сенсорные экраны — для ввода отдельных элементов
изображения, программ или команд с полиэкрана
дисплея в ПК:
• цифровые фото/видеокамеры

36. Домашнее задание

• Понимать что такое архитектура и
структура компьютера
• Знать основные элементы компьютера
• Различать устройства обработки
информации, хранения информации, ввода
информации, вывода информации

37. Доклад

1. История развития компьютера
2. Перспективы развития вычислительной
техники
3. Современные процессоры Intel и AMD
4. Принцип работы жесткого диска HDD
5. Проекционные аппараты
6. IPS мониторы