В презентации даются понятия "компьютер", "архитектура компьютера", схематично показана обобщенная архитектура современного компьютера, даны понятия "шина", рассмотрены виды шин, приведены примеры; понятия "порт", "интерфейс" и его виды, "процессор", "материнская плата" и другие внутренние устройства ПК.
Далее рассматриваются основные типы современных ЭВМ: суперЭВМ, кластеры, серверы, ПК, встраиваемые ЭВМ, профессиональные рабочие станции, сетевые рабочие станции, КПК, портативные компьютеры, смартфоны, коммуникаторы и терминалы.
Более подробно в презентации останавливаются на базовых устройствах персональных компьютеров, даны понятия и приведены наглядные примеры в виде картинок
Благовещенский филиал Финуниверситета
Архитектура и основные
характеристики ПК.
Устройства вводавывода
информации
Авторсоставитель:
Ермихина М.А.,
преподаватель
информационных дисциплин
Благовещенск, 2017
Понятие «компьютер»
• Компьютер (computer, букв. —
«вычислитель»), или электронная
вычислительная машина (ЭВМ) —
комплекс технических и программных
средств, основанный на использовании
электроники и предназначенный для
автоматической или
автоматизированной обработки данных
в процессе решения вычислительных и
информационных задач.
МЕГАЭНЦИКЛОПЕДИЯ КИРИЛЛА И МЕФОДИЯ
Архитектура ЭВМ
• Совокупность основных устройств и
блоков ЭВМ, а также структура основных
управляющих и информационных связей
между ними, обеспечивающая
выполнение заданных функций.
• Архитектура компьютера обычно
определяется совокупностью ее свойств,
существенных для пользователя
Обобщенная архитектура
современного компьютера
Понятия и определения
• Шина — группа проводников, связывающая
различные устройства. Внешние шины, например PCI
или USB, представляют собой проводники печатной
платы, к которым припаяны разъемы. Внутренние
шины соединяют устройства в пределах одной платы
или даже внутри микросхемы.
• Шины бывают параллельными (данные переносятся
по словам, распределенные между несколькими
проводниками) и последовательными (данные
переносятся побитово).
• Большинство компьютеров имеет как внутренние,
так и внешние шины. Внутренняя шина подключает
все внутренние компоненты компьютера к
материнской плате (и, следовательно, к процессору
и памяти). Такой тип шин также называют локальной
шиной, поскольку она служит для подключения
локальных устройств. Внешняя шина подключает
внешнюю периферию к материнской плате.
Параллельные
•
•
•
•
•
Проприетарная ASUS Media Bus, использовалась на некоторых материнских платах ASUS
с Socket 7 и представляла собой шину ISA в специфическом разьеме, размещенном в одну
линию с разьемом шины PCI.
•
CAMAC для измерительных систем (instrumentation systems)
•
Extended ISA или EISA
•
Industry Standard Architecture или ISA
•
Low Pin Count или LPC
• MicroChannel или MCA
• MBus
• Multibus для промышленных систем
•
•
•
•
•
•
NuBus или IEEE 1196
OPTi local bus, использовалась для ранних материнских плат для Intel 80486
Peripheral Component Interconnect или PCI, также PCIX
S100 bus или IEEE 696, использовалась в Altair и похожих микрокомпьютерах
SBus или IEEE 1496
VESA Local Bus или VLB или VLbus, использовалась в основном на материнских платах
для 80486 процессоров и была подключена непосредственно к выводам микропроцессора.
Однако встречалась и реализация этой шины в сочетании с ЦПУ IBM BL3 (аналог i386SX)
и ранними Pentium
VMEbus, VERSAmodule Eurocard bus
STD Bus для 8ми и 16ти битных микропроцессорных систем
Unibus
QBus
Последовательные
I²C
• 1Wire
• HyperTransport
•
• PCI Express или PCIe
• Serial Peripheral Interface Bus или шина SPI
• USB, Universal Serial Bus, чаще используется как
• FireWire, i.Link, IEEE 1394, чаще используется как
внешняя
внешняя
• Direct Media Interface (DMI)
•
• SATA/SAS
Intel QuickPath Interconnect или просто QuickPath (QPI)
Примеры внешних
компьютерных шин
• Advanced Technology Attachment или ATA (также известна, как
PATA, IDE, EIDE, ATAPI) — шина для подключения дисковой и
ленточной периферии.
• SATA, Serial ATA — современный вариант ATA
• USB, Universal Serial Bus, используется для множества внешних
устройств
• HIPPI HIgh Performance Parallel Interface
•
IEEE488, GPIB (GeneralPurpose Instrumentation Bus), HPIB,
(HewlettPackard Instrumentation Bus)
• PC card, ранее известная как PCMCIA, часто используется в
ноутбуках и других портативных компьютерах, но теряет своё
значение с появлением USB и встраиванием сетевых карт и
модемов
• SCSI, Small Computer System Interface, шина для подключения
дисковых и ленточных накопителей
• Serial Attached SCSI, SAS — современный вариант SCSI
Примеры универсальных
компьютерных шин
• Futurebus
• InfiniBand
• QuickRing
• SCI
Виды шин
Адресная
Шина данных
Командная
используемая центральным процессором
или устройствами, способными инициировать
сеансы DMA,для указания физического адреса
слова ОЗУ (или начала блока слов), к которому
устройство может обратиться для проведения
операции чтенияили записи
часть системной шины,
предназначенная
для передачи данных
между компонентами
компьютера
компьютерная шина, по которой
передаются сигналы,
определяющие характер
обмена информацией по магистрали.
• Порт — разъем, предназначенный для
подсоединения какоголибо устройства.
• Процессор — устройство, выполненное в виде
микросхемы, обрабатывающее цифровые сигналы.
Двоичные цифровые сигналы воспринимаются
процессором как команды. То, как именно процессор
преобразует поступающие в него данные, зависит от
получаемых им команд.
Понятия и определения
• Интерфейс — универсальное понятие,
обозначающее способ взаимодействия чеголибо
с чемлибо.
• Аппаратный интерфейс назначение
соединяющих устройства проводников или
контактов и характеристику передающихся по
этим проводам сигналов.
• Программный интерфейс — это стандарт,
описывающий, как различные программы
обмениваются информацией.
• Пользовательский интерфейс — те элементы,
посредством которых человек общается с
программой.
Системная (материнская) плата
• Предназначена для размещения или
подключения всех остальных устройств
компьютера – служит своеобразной
платформой, на базе которой строится
конфигурация всей системы
• Тип и характеристики различных
элементов и устройств материнской
платы определяется типом и
архитектурой центрального процессора
На материнской плате располагаются
наборы больших однокристальных электронных микросхем – чипов
(центральный процессор, чипсет, интегрированные контроллеры устройств
и их интерфейсы
микросхемы памяти и разъемы их плат
микросхемы электронной логики
разъемы системной шины
(стандартов ISA, EISA, VESA, PCI, AGPи пр.
простые радиоэлементы (транзисторы, конденсаторы,
сопротивления и т.д.)сло
слоты для подключения плат расширения
разъемы портов вводавывода
Микропроцессор
• Центральный процессор
(CentralProcessor Unit, CPU) — «мозг»
компьютера. В этой мощной микросхеме
обрабатываются команды и данные. Вся
информация обязательно проходит
через процессор.
• Процессор рассеивает мощность
несколько десятков ватт и снабжен
системой охлаждения.
Оперативная память
• Оперативная память (Random Access Memory,
RAM) предназначена для временного хранения
данных в процессе работы компьютера.
• Вся информация накапливается в оперативной
памяти и уже оттуда поступает в процессор и
другие устройства.
• Данные в оперативной памяти присутствуют
только до тех пор, пока на нее подается
напряжение питания и работает тактовый
генератор.
Видеокарта
• Видеоадаптер, или видеокарта, служит
для вывода информации, получаемой
от центрального процессора, на
монитор. Видеокарта подключается к
шине AGP, или PCIE х16. Современный
видеоадаптер устроен как «компьютер
в компьютере» и обладает
собственным процессором и
оперативной памятью.
Звуковая карта
• Звуковая карта превращает цифровой
образ звука в электрические
колебания, которые затем выводятся
на колонки или наушники. Процессор
звуковой карты может выполнять и
обратную операцию — оцифровку
звуковых колебаний, то есть
преобразование аналогового сигнала в
цифровой код.
Дисководы и приводы
• Приводы и дисководы предназначены для
записи, хранения и воспроизведения
информации. В основе их работы лежит
запись информации в виде дорожек на
вращающиеся диски. Информация,
записанная на эти носители, сохраняется
после выключения компьютера. Винчестеры
и дисководы используют принцип магнитной
записи, а в приводах компактдисков и DVD
применяется оптическая запись.
Блок питания
• Блок питания преобразует переменное
напряжение электросети в постоянные
напряжения, требующиеся для питания
всех компонентов компьютера. Это
устройство выполняет чисто
электрические функции и в обработке
информации не участвует.
Жесткий диск
• Основная часть программного обеспечения компьютера
находится на винчестере.
• Современные винчестеры способны хранить десятки и сотни
гигабайт информации.
Основные типы
современных ЭВМ
• СуперЭВМ и большие ЭВМ (мейнфрейм) –
уникальная сверхпроизводительная система
используемая для решения сложнейших задач,
требующих гигантский объемов вычислений.
• Кластер это группа вычислительных машин
(часто ПК), которые связаны между собою и
функционируют как один узел обработки
информации.
• Сервер – компьютер, предоставляющий свои
ресурсы другим пользователям.
• Персональный компьютер (ПК) – компьютер,
предназначенный для работы в условиях
предприятия или дома, настройка, обслуживание и
установка программного обеспечения выполняется
самим пользователем.
• Встраиваемая ЭВМ – микроЭВМ,
предназначенная в системах управления и
контроля.
Основные типы
современных ЭВМ
•
•
•
•
•
•
•
Профессиональная рабочая станция – специализированный компьютер,
ориентированный на профессиональную деятельность в определенной области, оснащен
дополнительным оборудование и специализированным программным обеспечением.
Сетевая рабочая станция (сетевой ПК) ПК который предназначен для
функционирования в вычислительной сети, обычно настройка, техническая поддержка и
установка программного на такой компьютер осуществляется централизованно.
Портативный компьютер (ноутбук) – ПК, обладающий мощностью персонального
компьютера, способный в течение определенного времени работать без подключения к
электрической сети.
Карманный компьютер (КПК) – компьютер, обладающий малыми размерами (не больше
записной книжки) и способный функционировать автономно в течение длительного
промежутка времени.
Смартфон – телефон с функциями компьютера.
Коммуникатор – КПК со встроенным GSM/GPRS модулем, позволяющим совершать
телефонные звонки и выходить в сеть Internet.
Терминал – устройство, которое не предназначено для работы в автономном режиме,
выполняющие операции по вводу и передаче команд пользователя более мощному
компьютеру и выдаче пользователю результата.
Базовые устройства
компьютера
• Системный блок
• Монитор
• Клавиатура
• Манипулятор
Системный блок
Системный блок (system unit) — основная часть персонального
компьютера, включающая:
•
• корпус системного блока, предохраняющийся его электронные
устройства от механических повреждений;
электронные устройства, управляющие работой персонального
компьютера, в том числе системная (материнская) плата,
центральный процессор, оперативная память, различные
платы расширения;
• блок питания, преобразующий переменное напряжение сети в
постоянное требуемой низкой величины и подающий его на
электронные схемы и другие узлы персонального компьютера;
устройства внешней памяти, предназначенные для записи и
чтения программ и данных и состоящие, как правило, из одного
или нескольких накопителей на жестком магнитном диске, на
гибких магнитных и оптических дисках.
•
Корпус системного блока
исполняется в следующих вариантах
1. горизонтальном (настольном) (Desktop), в том числе в его
уменьшенных (minifootprint, slimline), а также малогабаритных
вариантах (ultraslimline и babyAT case).
2. вертикальном (башенном) (tower), в том числе:
• большая башня (big tower, full tower), пригодном для установки на
полу,
• средняя башня (miditower),
• малая башня (minitower),
• микробашня (microtower).
3. все в одном (allinone) — настольном с объединением в одном
корпусе системного блока и монитора;
4. портативном (portable computer) или переносном, включающем
целый ряд различных вариантов, в том числе наколенный
(Laptop) и блокнотный (ноутбук). В этих случаях корпус
системного блока объединяет также монитор, клавиатуру,
трекбол, а в некоторых моделях и дисковод CDROM (PDA, PDE,
Электронный органайзер, Электронная книга, Карманный
персональный компьютер).
Системный блок типа «Десктоп»
Системный блок типа
«Башня»
Устройства вводавывода
информации
К устройствам вводавывода относятся: клавиатура, мышь, монитор,
принтер, сканер, модем, сетевая карта и т.д. Любое устройство управляется
контроллером.
Контроллер – блок ЭВМ предназначенный для управления внешними
устройствами или группой внешних устройств.
Архитектура и основные характеристики ПК.ppt
