Установка и настройка структура персонального компьютера

Обновлено: 08.07.2024

Архитектура компьютера обычно определяется совокупностью ее свойств, существенных для пользователя. Основное внимание при этом уделяется структуре и функциональным возможностям машины, которые можно разделить на основные и дополнительные.

Основные функции определяют назначение ЭВМ: обработка и хранение информации, обмен информацией с внешними объектами. Дополнительные функции повышают эффективность выполнения основных функций: обеспечивают эффективные режимы ее работы, диалог с пользователем, высокую надежность и др. Названные функции ЭВМ реализуются с помощью ее компонентов: аппаратных и программных средств.

Структура компьютера- это некоторая модель, устанавливающая состав, порядок и принципы взаимодействия входящих в нее компонентов.

Персональный компьютер - это настольная или переносная ЭВМ, удовлетворяющая требованиям общедоступности и универсальности применения.

Достоинствами ПК являются:

· малая стоимость, находящаяся в пределах доступности для индивидуального покупателя;

· автономность эксплуатации без специальных требований к условиям окружающей среды;

· гибкость архитектуры, обеспечивающая ее адаптивность к разнообразным применениям в сфере управления, науки, образования, в быту;

· "дружественность" операционной системы и прочего программного обеспечения, обусловливающая возможность работы с ней пользователя без специальной профессиональной подготовки;

· высокая надежность работы (более 5 тыс. ч наработки на отказ).

Рассмотрим состав и назначение основных блоков ПК

Рис. 1 Структурная схема персонального компьютера

Микропроцессор (МП). Это центральный блок ПК, предназначенный для управления работой всех блоков машины и для выполнения арифметических и логических операции над информацией.

В состав микропроцессора входят:

· устройство управления(УУ) - формирует и подает во все блоки машины в нужные моменты времени определенные сигналы управления (управляющие импульсы), обусловленные спецификой выполняемой операции и результатами предыдущих операций; формирует адресаячеекпамяти, используемых выполняемой операцией, и передает эти адреса в соответствующие блоки ЭВМ; опорную последовательность импульсов устройство управления получает от генератора тактовых импульсов;

· арифметико-логическое устройство(АЛУ) - предназначено длявыполнения всех арифметических и логических операций над числовой и символьной информацией (в некоторых моделях ПК для ускорения выполнения операций к АЛУ подключается дополнительныйматематический сопроцессор);

· микропроцессорная память(МПП) - служит для кратковременного хранения, записи и выдачи информации, непосредственно используемой в вычислениях в ближайшие такты работы машины. МПП строится на регистрах и используется для обеспечения высокого быстродействия машины, ибо основная память (ОП) не всегда обеспечивает скорость записи, поиска и считывания информации, необходимую для эффективной работы быстродействующего микропроцессора. Регистры - быстродействующие ячейки памяти различной длины (в отличие от ячеек ОП, имеющих стандартную длину 1 байт и более низкое быстродействие);

Генератор тактовых импульсов. Он генерирует последовательность электрических импульсов; частота генерируемых импульсов определяет тактовую частоту машины. Промежуток времени между соседними импульсами определяет время одного такта работы машины или просто такт работы машины.

Частота генератора тактовых импульсов является одной из основных характеристик персонального компьютера и во многом определяет скорость его работы, ибо каждая операция в машине выполняется за определенное количество тактов.

Системная шина. Это основная интерфейсная система компьютера, обеспечивающая сопряжение и связь всех его устройств между собой.

Системная шина включает в себя:

· кодовую шину данных (КШД), содержащую провода и схемы сопряжения для параллельной передачи всех разрядов числового кода (машинного слова) операнда;

· кодовую шину адреса (КША), включающую провода и схемы сопряжения для параллельной передачи всех разрядов кода адреса ячейки основной памяти или порта ввода-вывода внешнего устройства;

· кодовую шину инструкций (КШИ), содержащую провода и схемы сопряжения для передачи инструкций (управляющих сигналов, импульсов) во все блоки машины;

· шину питания, имеющую провода и схемы сопряжения для подключения блоков ПК к системе энергопитания.

Системная шина обеспечивает три направления передачи информации:

1) между микропроцессором и основной памятью;

2) между микропроцессором и портами ввода-вывода внешних устройств;

3) между основной памятью и портами ввода-вывода внешних устройств (в режиме прямого доступа к памяти).

Все блоки, а точнее их порты ввода-вывода, через соответствующие унифицированные разъемы (стыки) подключаются к шине единообразно: непосредственно или через контроллеры (адаптеры). Управление системной шиной осуществляется микропроцессором либо непосредственно, либо, что чаще, через дополнительную микросхему - контроллер шины, формирующий основные сигналы управления. Обмен информацией между внешними устройствами и системной шиной выполняется с использованием ASCII-кодов.

Основная память (ОП). Она предназначена для хранения и оперативного обмена информацией с прочими блоками машины. ОП содержит два вида запоминающих устройств: постоянноезапоминающее устройство (ПЗУ) и оперативное запоминающее устройство (ОЗУ).

ПЗУ служит для хранения неизменяемой (постоянной) программной и справочной информации, позволяет оперативно только считывать хранящуюся в нем информацию (изменить информацию в ПЗУ нельзя).

ОЗУ предназначено для оперативной записи, хранения и считывания информации (программ и данных), непосредственно участвующей в информационно-вычислительном процессе, выполняемом ПК в текущий период времени. Главными достоинствами оперативной памяти являются ее высокое быстродействие и возможность обращения к каждой ячейке памяти отдельно (прямой адресный доступ к ячейке), В качестве недостатка ОЗУ следует отметить невозможность сохранения информации в ней после выключения питания машины (энергозависимость).

Внешняя память. Она относится к внешним устройствам ПК и используется для долговременного хранения любой информации, которая может когда-либо потребоваться для решения задач. В частности, во внешней памяти хранится все программное обеспечение компьютера. Внешняя память содержит разнообразные виды запоминающих устройств, но наиболее распространенными, имеющимися практически на любом компьютере, являются накопители на жестких (НЖМД) и гибких (НГМД) магнитных дисках.

Назначение этих накопителей - хранение больших объемов информации, запись и выдача хранимой информации по запросу в оперативное запоминающее устройство. Различаются НЖМД и НГМД лишь конструктивно, объемами хранимой информации и временем поиска, записи и считывания информации.

В качестве устройств внешней памяти используются также запоминающие устройства на кассетной магнитной ленте (стримеры), накопители на оптических дисках (CD-ROM - CompactDiskReadOnlyMemory - компакт-диск с памятью, только читаемой) и др.

Источник питания. Это блок, содержащий системы автономного и сетевого энергопитания ПК.

Таймер. Это внутримашинные электронные часы, обеспечивающие при необходимости автоматический съем текущего момента времени (год, месяц, часы, минуты, секунды и доли секунд). Таймер подключается к автономному источнику питания - аккумулятору и при отключении машины от сети продолжает работать.

Внешние устройства (ВУ). Это важнейшая составная часть любого вычислительного комплекса. Достаточно сказать, что по стоимости ВУ иногда составляют 50 - 80% всего ПК, От состава и характеристик ВУ во многом зависят возможность и эффективность применения ПК в системах управления и в народном хозяйстве в целом.

ВУ ПК обеспечивают взаимодействие машины с окружающей средой; пользователями, объектами управления и другими ЭВМ. ВУ весьма разнообразны и могут быть классифицированы по ряду признаков. Так, по назначению можно выделить следующие виды ВУ:

· внешние запоминающие устройства (ВЗУ) или внешняя память ПК;

· диалоговые средства пользователя;

· устройства ввода информации;

· устройства вывода информации;

· средства связи и телекоммуникации.

Диалоговые средства пользователя включают в свой состав видеомониторы (дисплеи), реже пультовые пишущие машинки (принтеры с клавиатурой) и устройства речевого ввода-вывода информации.

Видеомонитор (дисплей) - устройство для отображения вводимой и выводимой из ПК информации

Устройства речевого ввода-вывода относятся к быстроразвивающимся средствам мультимедиа. Устройства речевого ввода - это различные микрофонные акустические системы, "звуковые мыши", например, со сложным программным обеспечением, позволяющим распознавать произносимые человеком буквы и слова, идентифицировать их и закодировать.

Устройства речевого вывода - это различные синтезаторы звука, выполняющие преобразование цифровых кодов в буквы и слова, воспроизводимые через громкоговорители (динамики) или звуковые колонки, подсоединенные к компьютеру.

К устройствам ввода информации относятся:

· клавиатура - устройство для ручного ввода числовой, текстовой и управляющей информации в ПК

· графические планшеты (диджитайзеры) - для ручного ввода графической информации, изображений путем перемещения по планшету специального указателя (пера); при перемещении пера автоматически выполняются 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; в устройстве кодирования сканера в текстовом режиме считанные символы после сравнения с эталонными контурами специальными программами преобразуются в коды ASCII, а в графическом режиме считанные графики и чертежи преобразуются в последовательности двухмерных координат

· манипуляторы (устройства указания): джойстик - рычаг, мышь, трекбол - шар в оправе, световое перо и др. - для ввода графической информации на экран дисплея путем управления движением курсора по экрану с последующим кодированием координат курсора и вводом их в ПК;

· сенсорные экраны - для ввода отдельных элементов изображения, программ или команд с полиэкрана дисплея в ПК.

К устройствам вывода информации относятся:

· принтеры - печатающие устройства для регистрации информации на бумажный носитель

· графоостроители (плоттеры) - для вывода графической информации (графиков, чертежей, рисунков) из ПК на бумажный носитель; плоттеры бывают векторные с вычерчиванием изображения с помощью пера и растровые: термографические, электростатические, струйные и лазерные. По конструкции плоттеры подразделяются на планшетные и барабанные. Основные характеристики всех плоттеров примерно одинаковые: скорость вычерчивания - 100 - 1000 мм/с, у лучших моделей возможны цветное изображение и передача полутонов; наибольшая разрешающая способность и четкость изображения у лазерных плоттеров, но они самые дорогие.

Устройства связии телекоммуникации используются для связи с приборами и другими средствами автоматизации (согласователи интерфейсов, адаптеры, цифро-аналоговые и аналого-цифровые преобразователи и т.п.) и для подключения ПК к каналам связи, к другим ЭВМ и вычислительным сетям (сетевые интерфейсные платы, "стыки", мультиплексоры передачи данных, модемы).

В частности, показанный сетевой адаптер является внешним интерфейсом ПК и служит для подключения его к каналу связи для обмена информацией с другими ЭВМ, для работы в составе вычислительной сети. В глобальных сетях функции сетевого адаптера выполняет модулятор-демодулятор (модем, см. гл. 7).

Многие из названных выше устройств относятся к условно выделенной группе - средствам мультимедиа.

Средства мультимедиа(multimedia - многосредовость) - это комплекс аппаратных и программных средств, позволяющих человеку общаться с компьютером, используя самые разные, естественные для себя среды: звук, видео, графику, тексты, анимацию и др.

К средствам мультимедиа относятся устройства речевого ввода и вывода информации; широко распространенные уже сейчас сканеры (поскольку они позволяют автоматически вводить в компьютер печатные тексты и рисунки); высококачественные видео- (video-) и звуковые (sound-) платы, платы видеозахвата (videograbber), снимающие изображение с видеомагнитофона или видеокамеры и вводящие его в ПК; высококачественные акустические и видеовоспроизводящие системы с усилителями, звуковыми колонками, большими видеоэкранами. Но, пожалуй, еще с большим основанием к средствам мультимедиа относят внешние запоминающие устройства большой емкости на оптических дисках, часто используемые для записи звуковой и видеоинформации.

Стоимость компактных дисков (CD) при их массовом тиражировании невысокая, а учитывая их большую емкость (650 Мбайт, а новых типов - 1Гбайт и выше), высокие надежность и долговечность, стоимость хранения информации на CD для пользователя оказывается несравнимо меньшей, нежели на магнитных дисках. Это уже привело к тому, что большинство программных средств самого разного назначения поставляется на CD. На компакт-дисках за рубежом организуются обширные базы данных, целые библиотеки; на СD представлены словари, справочники, энциклопедии; обучающие и развивающие программы по общеобразовательным и специальным предметам.

CD широко используются, например, при изучении иностранных языков, правил дорожного движения, бухгалтерского учета, законодательства вообще и налогового законодательства в частности. И все это сопровождается текстами и рисунками, речевой информацией и мультипликацией, музыкой и видео. В чисто бытовом аспекте CD можно использовать для хранения аудио- и видеозаписей, т.е. использовать вместо плейерных аудиокассет и видеокассет. Следует упомянуть, конечно, и о большом количестве программ, компьютерных игр, хранимых на CD.

Таким образом, CD-ROM открывает доступ к огромным объемам разнообразной и по функциональному назначению, и по среде воспроизведения информации, записанной на компакт-дисках.

Дополнительные схемы.К системной шине и к МП ПК наряду с типовым внешними устройствами могут быть подключены и некоторые дополнительные платы с интегральными микросхемами, расширяющие и улучшающие функциональные возможности микропроцессора: математический сопроцессор, контроллер прямого доступа к памяти, сопроцессор ввода-вывода, контроллер прерываний и др.

Математический сопроцессор широко используется для ускоренного выполнения операций над двоичными числами с плавающей запятой, над двоично-кодированными десятичными числами, для вычисления некоторых трансцендентных, в том числе тригонометрических, функций. Математический сопроцессор имеет свою систему команд и работает параллельно (совмещенно во времени) с основным МП, но под управлением последнего. Ускорение операций происходит в десятки раз. Последние модели МП, начиная с МП 80486 DX, включают сопроцессор в свою структуру.

Контроллер прямого доступа к памяти освобождает МП от прямого управления накопителями на магнитных дисках, что существенно повышает эффективное быстродействие ПК. Без этого контроллера обмен данными между ВЗУ и ОЗУ осуществляется через регистр МП, а при его наличии данные непосредственно передаются между ВЗУ и ОЗУ, минуя МП.

Сопроцессор ввода-вывода за счет параллельной работы с МП значительно ускоряет выполнение процедур ввода-вывода при обслуживании нескольких внешних устройств (дисплей, принтер, НЖМД, НГМД и др.); освобождает МП от обработки процедур ввода-вывода, в том числе реализует и режим прямого доступа к памяти.

Важнейшую роль играет в ПК контроллер прерываний.

Прерывание - временный останов выполнения одной программы в целях оперативного выполнения другой, в данный момент более важной (приоритетной) программы.

Прерывания возникают при работе компьютера постоянно. Достаточно сказать, что все процедуры ввода-вывода информации выполняются по прерываниям, например, прерывания от таймера возникают и обслуживаются контроллером прерываний 18 раз в секунду (естественно, пользователь их не замечает).

Контроллер прерываний обслуживает процедуры прерывания, принимает запрос на прерывание от внешних устройств, определяет уровень приоритета этого запроса и выдает сигнал прерывания в МП. МП, получив этот сигнал, приостанавливает выполнение текущей программы и переходит к выполнению специальной программы обслуживания того прерывания, которое запросило внешнее устройство. После завершения программы обслуживания восстанавливается выполнение прерванной программы. Контроллер прерываний является программируемым.

Впервые нажимаете кнопку запуска только что собранного компьютера – наступает момент удовлетворения. Но прежде чем начать пользоваться компьютером, предстоит его настроить .

На самом деле проще, чем может показаться.

Операционная система

Первое и самое важное – наличие операционной системы , она является фундаментом функционирования компьютера. Приобретая компьютер в магазине, вы можете выбрать как укомплектованный вариант, так и собрать по каталогу устройство под себя. Это касается и выбора операционной системы, который зависит от того, какой бюджет вы закладываете. Так, операционная система, предназначенная для домашнего использования, например, Windows XP HOME EDITION обойдётся дешевле, чем Windows 10 Pro.

К установочному диску с операционной системой прилагается инструкция по установке. Если у вас возникнут какие-либо трудности, обратитесь к специалистам сервисного центра .

Настройка BIOS (базовая система ввода/вывода)

Основными функциями системы являются:

загрузка операционной системы;
поиск и диагностика оборудования;
предоставление интерфейса для настройки оборудования.

Проверка и установка драйверов

В диспетчере устройств отображены все подключённые драйвера . Если какие-то из перечня выделены восклицательным знаком , нужно установить их с дисков, которые обычно идут в комплекте, либо скачать с официального сайте производителя.

Без драйверов у вас не будет полноценно работать видеокарта или клавиатура, принтер или мышка. Они являются передатчиками информации для ОС, что делать с вновь подключенным устройством.

Установка антивируса

При первичной настройке защита от внешних атак и несанкционированного вторжения на ваше устройство является одним из ключевых моментов.

После установки антивируса не забудьте его активировать.

Установка дополнительных программ

Рекомендуем начать с пакета Microsoft Office. Как ни крути, он нужен всем. А также:

архиватор, чтобы без проблем просматривать архивы;
мультимедиа проигрыватель, так как встроенный воспроизводит не все типы файлов;
и то, что вам ещё необходимо.

Резервная точка восстановления Windows

Обычно она создаётся автоматически, но если этого не произошло, то настроить точку восстановления Windows вручную через меню Пуск, в строке Поиск – Создать. Выбираете Создание точки восстановления и далее по пунктам.

Компьютер настроен и готов к использованию.

Если вы по каким-либо причинам не хотите р азбираться в технических тонкостях и настраивать компьютер самостоятельно, мы не станем вас осуждать. Обратитесь сервисный центр , где специалисты выполнят всю необходимую работу.

Современные компьютеры массового применения – персональные компьютеры имеют достаточно сложную структуру, которая определяет взаимосвязь между аппаратными средствами в технической системе, называемой компьютером. В процессе эволюции аппаратных и программных средств изменялась и структура персонального компьютера, однако без изменений остались пока основные принципы его структурной организации, сформулированные выдающимся математиком, профессором Принстонского университета США Джоном фон Нейманом (1903–1957) и его коллегами в 1946 г.

Сущность этих принципов сводится к следующему:

• информация представляется (кодируется) и обрабатывается (выполняются вычислительные и логические операции) в двоичной системе счисления, информация разбивается на отдельные машинные слова, каждое из которых обрабатывается в компьютере как единое целое;

• машинные слова, представляющие данные (числа) и команды (определяют наименование задаваемых операций), различаются по способу использования, но не по способу кодирования;

• машинные слова размещаются и хранятся в ячейках памяти компьютера под своими номерами, называемыми адресами слов;

• последовательность команд (алгоритм) определяет наименование производимых операций и слова (операнды), над которыми производятся эти операции, при этом алгоритм, представленный в форме операторов машинных команд, называется программой;

• порядок выполнения команд однозначно задается программой.

1. Общая структура персонального компьютера

1.1. Основы архитектуры ЭВМ

Составные части, из которых состоит компьютер, называют модулями. Среди всех модулей выделяют основные модули, без которых работа компьютера невозможна, и остальные модули, которые используются для решения различных задач: ввода и вывода графической информации, подключения к компьютерной сети и т.д.

В основу построения большинства ЭВМ положены принципы, сформулированные в 1945 г. Джоном фон Нейманом:

1 . Принцип программного управления (программа состоит из набора команд, которые выполняются процессором автоматически друг за другом в заданной последовательности).

2 . Принцип однородности памяти (программы и данные хранятся в одной и той же памяти; над командами можно выполнять такие же действия, как и над данными).

3 . Принцип адресности (основная память структурно состоит из пронумерованных ячеек).

ЭВМ, построенные на этих принципах, имеют классическую архитектуру (рис.1).

Рис. 1. Классическая структура компьютера

где, АЛУ (арифметико-логическое устройство) – выполняет арифметические и логические операции над информацией, представленной в двоичном коде, т. е. обеспечивает выполнение процедур по обработке данных;

УУ (устройство управления) – организует процесс выполнения программ;

ЗУ (запоминающее устройство) – предназначено для размещения и хранения последовательности команд (программ) и данных;

УВВ (устройства ввода-вывода) – обеспечивают ввод и вывод данных из компьютера для установления прямой и обратной связи между пользователем и компьютером;

С помощью какого-либо устройства ввода в ЗУ вводится программа. УУ считывает содержимое ячейки памяти ЗУ, где находится первая команда, и организует ее выполнение. Эта команда может задавать выполнение арифметических и логических операций над данными с помощью АЛУ, чтение из памяти данных для выполнения этих операций, вывод данных на устройство вывода и т. д. Затем выполняется вторая команда, третья и т. д. УУ выполняет инструкции программы автоматически.

1.2. Структура ПК

Рис. 2. Общая структура ПК

Персональные компьютеры обычно состоят из следующих основных модулей, представленных на рисунке 3.

Системный блок Монитор Клавиатура мышь
Рис. 3. Основные модули ПК

Рис. 4. Компьютер в компактном исполнении (notebook)
В системном блоке находятся все основные узлы компьютера:

электронные схемы (процессор, контроллеры устройств и т.д.);

2. Характеристики основных модулей ПК

2.1. Материнская плата

Материнская (системная, главная) плата является центральной частью любого компьютера. На материнской плате размещаются в общем случае центральный процессор, сопроцессор, контроллеры, обеспечивающие связь центрального процессора с периферийными устройствами, оперативная память (RAM), кэш-память, элемент ROM-BIOS (базовой системы ввода/вывода), аккумуляторная батарея, кварцевый генератор тактовой частоты и слоты (разъемы) для подключения других устройств.

Рис. 6. Материнская плата

Общая производительность материнской платы определяется не только тактовой частотой , но и количеством ( разрядностью ) данных , обрабатываемых в единицу времени центральным процессором, а также разрядностью шины обмена данных между различными устройствами материнской платы.

По функциональному назначению шины делятся на:

По адресной шине происходит адресация ячеек памяти, в которые производится запись данных.

По шине управления или системной шине происходит передача управляющих сигналов между центральным процессором и периферией. На материнской плате системная шина заканчивается слотами для установки других устройств. Адресные шины и шины данных иногда занимают одни и те же физические проводники.

В настоящее время существует несколько стандартов шин: ISA (Industry Sland art Architecture), MCA (MicroChannel Architecture), EISA (Extended ISA), VESA (Video Electronics SlandarlAssollallon), PCI (Peripheral Component Interconnect), USB (Universal Serial BUS).

Архитектура материнских плат постоянно совершенствуется: увеличивается их функциональная насыщенность, повышается производительность. Стало стандартом наличие на материнской плате таких встроенных устройств, как двухканальный E-IDE-контроллер HDD (жёстких дисков), контроллер FDD (гибких (floppy) дисков), усовершенствованного параллельного (LPT) и последовательного (COM) портов, а также последовательного инфракрасного порта.

Порт – многоразрядный вход или выход в устройстве.

2.2. Процессор

В общем случае под процессором понимают устройство, производящее набор операций над данными, представленными в цифровой форме (двоичным кодом). Применительно к вычислительной технике под процессором понимают центральное процессорное устройство ( CPU ), обладающее способностью выбирать, декодировать и выполнять команды а также передавать и принимать информацию от других устройств. Проще говоря, процессор – это электронная схема, выполняющая обработку информации.

Производство современных персональных компьютеров начались тогда, когда процессор был выполнен в виде отдельной микросхемы.

Количество фирм, разрабатывающих и производящих процессоры для IBM-совместимых компьютеров, невелико. В настоящее время известны: Intel, Cyrix, AMD, NexGen, Texas Instrument.

Кроме процессоров, которые составляют основу IBM-совместимых персональных компьютеров, существует целый класс процессоров, составляющих параллельную платформу. Среди самых известных: персональные компьютеры американской фирмы Apple, для которых используются процессоры типа Power PC, имеющие принципиально другую архитектуру; ПК выпускаемые фирмой Motorola и др. Производительность персональных компьютеров на основе процессоров Power PC значительно выше, чем у IBM-совместимых, поэтому, несмотря на значительную разницу в цене, для серьезных профессиональных приложений им отдают предпочтение.

Производительность CPU характеризуется следующими основными параметрами:

внутренней и внешней разрядностью обрабатываемых данных;

памятью, к которой может адресоваться CPU.

С бурным развитием мультимедиа приложений перед разработчиками процессоров возникли проблемы увеличения скорости обработки огромных массивов данных, содержащих графическую, звуковую или видео информацию. В результате возникли дополнительно устанавливаемые специальные процессоры DSP.

2.3. Память

Центральный процессор имеет доступ к данным, находящимся в оперативной памяти (физическое устройство памяти называется ОЗУ- оперативное запоминающее устройство или RAM – Random Access Memory). Работа компьютера с пользовательскими программами начинается после того как данные будут считаны из внешней памяти в ОЗУ.

ОЗУ работает синхронно с центральным процессором и имеет малое время доступа. Оперативная память сохраняет данные только при включенном питании. Отключение питания приводит к необратимой потере данных, поэтому пользователю, работающему с большими массивами данных в течение длительного времени, рекомендуют периодически сохранять промежуточные результаты на внешнем носителе.

По способу реализации оперативная память делится на динамическую и статическую.

Основными характеристиками ОЗУ являются: количество ячеек памяти (адреса) и время доступа к информации, определяемое интервалом времени, в течение которого информация записывается в память или считывается из нее.

Основой ОЗУ являются микросхемы памяти ( chips ), которые объединяются в блоки (банки) различной конфигурации. При комплектации банков различными микросхемами необходимо следить, чтобы время доступа у них не различалось больше, чем на 10 нс.

Для нормального функционирования системы большое значение имеет согласование быстродействия центрального процессора и ОЗУ.

Рис.7. Оперативная память

Кэш-память предназначена для согласования скорости работы сравнительно медленных устройств, таких, например как динамическая память с быстрым микропроцессором. Использование кэш-памяти позволяет избежать циклов ожидания в его работе, которые снижают производительность всей системы.

С помощью кэш-памяти обычно делается попытка согласовать также работу внешних устройств, например, различных накопителей, и микропроцессора. Соответствующий контролер кэш-памяти должен заботиться о том, чтобы команды и данные, которые будут необходимы микропроцессору в определенный момент времени, именно к этому моменту оказывались в кэш-памяти.

2.4. Винчестер

Винчестеры или накопители на жестких дисках – это внешняя память большого объема, предназначенная для долговременного хранения информации, объединяющая в одном корпусе сам носитель информации и устройство записи/чтения. По сравнению с дисководами винчестеры обладают рядом очень ценных преимуществ: объем хранимых данных неизмеримо больше, время доступа у винчестера на порядок меньше. Единственный недостаток: они не предназначены для обмена информацией (это касается стационарных, т.е. встраиваемых в корпус компьютера винчестеров, в настоящее время существуют сменные винчестеры).

Физические размеры винчестеров стандартизированы параметром, который называют форм-фактором (form factor).

На рисунке 8 представлены различные жесткие диски:

Рис. 8. Винчестеры
2.5. Клавиатура

Рис. 9. Клавиатура

Она является основным устройством ввода информации в PC, несмотря на сильную конкуренцию со стороны мыши. Клавиатура преобразует механическое нажатие клавиши в так называемый скэн-код, который передается в контроллер клавиатуры на материнской плате.

Контроллер в свою очередь инициализирует аппаратное прерывание, которое обслуживается специальной программой, входящей в состав ROM-BIOS. При поступлении скэн-кода от клавиш сдвига ( / ) или переключателя (, ) изменение статуса клавиатуры записывается в ОЗУ. Во всех остальных случаях скэн-код трансформируется в ASCII-коды или расширенные коды, которые уже обрабатываются прикладной программой.

По конструктивному исполнению различают следующие виды клавиатуры: клавиатуры с пластмассовыми штырями, клавиатуры со щелчком, клавиатуры на микропереключателях или герконах, сенсорные клавиатуры. Клавиатуры различаются также количеством и расположением клавиш. Различают клавиатуры типа СГ, AT, MFII.

В настоящее время существуют некоторые другие виды клавиатур: эргономические клавиатуры, промышленные, со считывающим устройством штрихового кода, для слепых, инфракрасные (беспроводные) и т.п.

2.6. Монитор

Мониторы являются важнейшими устройствами отображения информации. В настоящее время существует большое разнообразие типов мониторов: Цифровые мониторы (TTL), Аналоговые мониторы, Жидкокристаллические дисплеи (LCD) (рис. 10).

Рис. 10. Мониторы

2.7. Манипуляторы

К данным устройствам можно отнести мышь, джойстик, трекбол. Данные устройства управляют курсором и представлены на рисунке 11.

Рис. 11. Устройства управления курсором

Заключение

Таким образом, в системном блоке стационарного персонального компьютера размещаются основные компоненты, обеспечивающие выполнение компьютерных программ на аппаратном уровне.

Внешние устройства (по отношению к системному блоку) по функциональному назначению можно представить в виде нескольких групп: устройства ввода и вывода информации, устройства, выполняющие одновременно функции ввода и вывода информации, внешние запоминающие устройства.

К устройствам ввода информации относятся клавиатура, координатные устройства ввода (манипуляторы типа мышь, трекбол, контактная или сенсорная панель, джойстик), сканер, цифровые камеры (видеокамеры и фотоаппараты), микрофон.

К устройствам вывода информации относятся монитор, печатающие устройства (ПУ, принтер и графопостроитель), звуковые колонки и наушники.

К устройствам, выполняющим функции ввода и вывода информации относятся сетевой адаптер, модем (модулятор – демодулятор), звуковая плата.

К внешним запоминающим устройствам относятся: внешние накопители на гибких и жестких магнитных дисках, внешние накопители на оптических и магнитооптических дисках, накопители на основе флэш-памяти и т. д.

Список использованной литературы

1. Губарев В.Г. Программное обеспечение и операционные системы ПК. М.: Феникс, 2012. 382 с.

2. Фигурнов В. Э. IBM PC для пользователя, 6-е издание, переработанное и дополненное. M.: Инфра-М, 2006. 432с.

3. Уинн Л. Рош. Библия по модернизации персонального компьютера. М.: Тивали-Стиль, 2005. 378 с.

4. Леонтьев В.П. Новейшая энциклопедия персонального компьютера 2003. М.: ОЛМА-ПРЕСС, 2009. 957 с.

5. Ибрагим К.Ф. Устройство и настройка ПК: Перевод с английского. М.: Бином, 2010. 368 с.

6. Столлингс У. Структурная организация и архитектура компьютерных систем. М.: Вильямс, 2012. 896 с.

7. Леонтьев Б.К. Upgrade: Пособие по модернизации компонентов персонального компьютера. М.: Майор, 2013. 624 с.

8. Шумилин В.К. Пособие по безопасной работе на персональных компьютерах. М.: НЦ ЭНАС, 2011. 28 с.

9. Еремин Е.А. Популярные лекции об устройстве компьютера. БХВ-Петербург, 2013. 272 с.

2 Цели Изучить основные сведения о персональном компьютере, его структуре, воспитание четкости и внимательности в работе.

3 Содержание лекции

3.1 Основные сведения о персональном компьютере.

3.2 Архитектура и структура персонального компьютера.

Персональный компьютер стал обязательным атрибутом в любом современном офисе. Это основная техническая база информационной технологии.

3.1 Основные сведения о персональном компьютере.

Персональный компьютер относится к классу микро—ЭВМ и предназначен он как для массового пользователя, так и для пользователей- профессионалов.

Персональные компьютеры доступны для работы и при этом не обязательно знать ни о конструкции машины, ни о программировании. Можно обходиться набором нужных программ, изготовленных программистами, фирмами-изготовителями.

Возможности профессионального персонального компьютера равны возможностям ЭВМ класса средней производительности.

Персональные компьютеры появились в конце 70-х годов и спрос на них возрастает с каждым годом.

Типичными персональными ЭВМ отечественного производства являлись различные модификации семейств «Искра», «Электроника». Зарубежные образцы персональных компьютеров, которые завоевали сегодня мировой рынок– это персональные компьютеры IBM PC , крупнейшей американской фирмы IBM .

Выпуск персональных компьютеров IBM PC был начат в августе 1981года. Компьютеры приобрели большую популярность у пользователей и заняли ведущее место на рынке.

Персональный компьютер (ПК) – это настольная или переносная микро-ЭВМ, удовлетворяющая требованиям общедоступности и универсальности применения.

Необходимо отметить следующие основные признаки, характеризующие персональные компьютеры:

Развитый человеко-машинный интерфейс, обеспечивающий простое и наглядное управление непрофессиональным пользователем;

Большое число готовых программных средств прикладного характера для всех областей применения, избавляющие пользователя от необходимости разрабатывать программы самостоятельно;

Малогабаритные накопители информации значительной емкости на сменных носителях, обеспечивающие взаимозаменяемость и эксплуатацию вновь приобретаемых средств;

Малые габариты и масса, позволяющие устанавливать персональный компьютер на любом рабочем месте, а также малое энергопотребление;

Эргономичность конструкции, привлекательность цвета и формы элементов конструкции персонального компьютера.

3.2 Архитектура и структура персонального компьютера.

Архитектура компьютера обычно определяется совокупностью свойств, существенных для пользователя. Основное внимание при этом уделяется структуре и функциональным возможностям машины.

Основные функции определяют назначение персонального компьютера: обработка и хранение информации, обмен информации с внешними объектами

Дополнительные функции повышают эффективность выполнения основных функций: обеспечивают эффективные режимы ее работы, диалог с пользователем, высокую надежность.

Названные функции персонального компьютера реализуются с помощью аппаратных и программных средств.

Структура компьютера – это некоторая модель, устанавливающая состав, порядок и принципы взаимодействия входящих в нее компонентов.

Обычно минимальная конфигурация персонального компьютера содержит элементы:

Из перечисленных частей компьютера «главным» является системный блок. В нем размещены все основные аппаратные компоненты компьютера: микропроцессор, оперативная память, счетчик времени, электронные схемы, управляющие элементами компьютера и обменом данными между памятью и другими устройствами (диском, монитором, принтером), накопители на гибких и жестких магнитных дисках.

С помощью клавиатуры вводятся алфавитно-цифровые данные и выполняется управление работой компьютера.

Монитор предназначен для вывода на экран текстовой и графической информации.

Любой персональный компьютер сегодня может работать с разным набором внешних устройств. Внешние устройства расширяют функциональные возможности компьютера.

Рассмотрим кратко внешние устройства, подключаемые к системному блоку персонального компьютера

Принтер – выводит на печать текстовую и графическую информацию.

Диджитайзер – для ручного ввода графической информации, изображений путем перемещения по планшету специального указателя (пера).

Плоттер – устройство для вывода данных в графической форме (рисунки и другая графическая информация)

Мышь – устройство, облегчающее ввод информации в компьютер.

Джойстик – манипулятор в виде укрепленной шарнире ножки с кнопкой, используемой для ручного управления курсором на экране. Используется в основном для компьютерных игр.

Сканер – устройство, способное воспринимать печатный, а иногда и рукописный текст непосредственно с листа.

Стример – для хранения данных на магнитной ленте.

Модем – устройство обмена информацией с другими компьютерами через телефонную сеть.

Факс-модем – устройство, сочетающее возможности модема и позволяющее получать и принимать факсы.

Рисунок 1 Структурная схема персонального компьютера

Заключение Итак, мы сегодня рассмотрели общие сведения о персональном компьютере и его структурную схему. На следующем занятии подробно рассмотрим назначение каждого элемента данной структуры.

Информатика / Под ред. проф. Макаровой Н.В. – М.: Финансы и статистика, 2012.

Астафьева Н. Е., Гаврилова С. А., Цветкова М. С. Информатика и ИКТ: Практикум для профессий и специальностей технического и социально-экономического профилей: учеб. пособие для студ. учреждений сред. проф. образования / под ред. М. С. Цветковой. — М., 2014

Малясова С. В., Демьяненко С. В. Информатика и ИКТ: Пособие для подготовки к ЕГЭ : учеб. пособие для студ. учреждений сред. проф. образования / под ред. М. С. Цветковой. — М., 2013.

Цветкова М. С., Великович Л. С. Информатика и ИКТ: учебник для студ. Учреждений сред. проф. образования. — М., 2014

Цветкова М. С., Хлобыстова И.Ю. Информатика и ИКТ: практикум для профессий и специальностей естественно-научного и гуманитарного профилей : учеб. пособие для студ. учреждений сред. проф. образования. — М., 2014.

Цветкова М. С. Информатика и ИКТ: электронный учеб.-метод. комплекс для студ. учреждений сред. проф. образования

сформировать у обучающихся прочные практические навыки по сборке и разборке системного блока ПК, подключению и настройке параметров функционирования периферийных устройств.

Развивающая: научить применять на практике теоретические знания по сборке системного блока, подключению периферийных устройств.

Воспитывающая: формировать у обучающихся стремление к постоянному развитию профессиональных способностей и мастерства

Материально - техническая база: Персональные компьютеры, мультимедийный видеопроектор, инструкционные карты.

ХОД УРОКА

ОРГАНИЗАЦИОННАЯ ЧАСТЬ (5 минут)

Отчет старосты группы о количестве присутствующих и отсутствующих обучающихся.

ВВОДНЫЙ ИНСТРУКТАЖ (40 минут)

Проверка знаний обучающихся: вопросы к обучающимся по материалу, изученному на уроках специальных дисциплин, связанному с материалом данного урока.

Итак, снимаем на системном блоке крышку и видим: (опишите основные составляющие системного блока и их назначение)

Весь материал - смотрите документ.

Содержимое разработки

Старший мастер ГБОУ НПО

«Профессиональное училище № 5»

Группа № 16 Специальность Мастер по обработке цифровой информации

Мастер Соловьева А.С.

Раздел 1 ПМ .01 Подготовка и настройка аппаратного обеспечения ПК

МДК 1 Технологии создания и обработки цифровой мультимедийной информации

Тема урока1. Подключение и настройка параметров функционирования ПК и периферийных устройств.

Обучающая: научить определять основные составляющие системного блока ПК, их месторасположение в системном блоке;

Материально-техническая база: Персональные компьютеры, мультимедийный видеопроектор, инструкционные карты.

ОРГАНИЗАЦИОННАЯ ЧАСТЬ (5 минут)

Отчет старосты группы о количестве присутствующих и отсутствующих обучающихся.

ВВОДНЫЙ ИНСТРУКТАЖ (40 минут)

3. Центральный Процессор

4. Корпусной вентилятор

5. Модули оперативной памяти

9-10. CD/DVD привод

11. Жесткий диск

12. Материнская плата

Здесь расположены все перечисленные части компьютера. Бывают различных размеров и форм-факторов. Чем корпус объемней и массивней, тем легче обеспечивать хорошее охлаждение и низкий уровень шума.

2. Блок питания

Один из важнейших компонентов системного блока, так как обеспечивает питание всех частей компьютера. Его мощность и качество влияет на состояние всех комплектующих. Некачественный блок питания может являться причиной нестабильной работы компьютера и даже причиной выгорания дорогостоящих деталей. Мощность выбирается в зависимости от целей и назначения компьютера. Например, для компьютера, используемого в офисах, достаточно будет 300 Вт, а для игровой машины может и 500 Вт не хватить.

3. Центральный процессор

(CPU). Комплектуется охлаждающим радиатором и вентилятором (кулером). Центральный процессор - это главное устройство обработки данных. Именно он выполняет действия, из последовательности которых состоят программы. Производительность компьютера во многом зависит от быстродействия центрального процессора, которое определяется тактовой частотой работы, разрядностью, архитектурой и количеством ядер. Сегодня на рынке лидируют два основных производителя: Intel и AMD.

4. Корпусной вентилятор.

(Кулер). Служит для охлаждения комплектующих компьютера. В некоторых случаях устанавливается два и более вентилятора.

5. Модули оперативной памяти.

Оперативная память (ОЗУ, RAM) - отличается высоким быстродействием и используется процессором непосредственно во время работы для кратковременного хранения информации. При выключении источника питания информация, хранящаяся в ОЗУ стирается.

Оперативной памяти никогда не бывает много, поэтому чем ее больше, тем лучше. Сегодня рекомендуется иметь от 2 до 4 Гигабайт оперативной памяти.

6. Видеокарта

(Видеоплата, видеоадаптер, videoadapter, videocard)- отвечает за обработку и вывод графической информации на монитор.

Видеоадаптер имеет свой собственный графический процессор, который обрабатывает 2D/3D графическую информацию. Это снижает вычислительную нагрузку на центральный процессор (CPU). Для офисных компьютеров подойдет практически любая видеоплата (даже встроенная в материнскую плату), а вот для игровых машин придется приобрести что-нибудь по серьезнее.

7-8. PCI-устройства

PCI-устройства могут включать в себя сетевые карты, TV-тюнеры, платы FireWire (IEEE-1394) и т.д.

9 - 10. CD/DVD привод

(CD/DVD-ROM). Осуществляет чтение и запись информации с дисков/на диски CD, DVD и др. Между собой отличаются скоростью чтения и скоростью записи.

11. Жесткий диск

(Винчестер, HDD, harddisk) - это устройство хранения информации на Вашем компьютере. При выключении питания данные не стираются. По сравнению с оперативной памятью скорость работы HDD намного ниже, а объем хранимой информации намного больше. Емкость жесткого диска измеряется в Гигабайтах или даже в Терабайтах. Естественно, что чем больше объем винчестера, тем больше Вы сможете хранить на своем компьютере документов, программ, игр, фильмов, музыки и т.д.

12. Материнская плата

(Материнка, мather-board) – основной компонент системного блока. Именно на материнку устанавливаются все комплектующие элементы, входящие в состав ПК.

От выбора материнской платы зависит, какой именно у Вас будет стоять процессор, оперативная память и т.д.

Устройства взаимодействия ПК с внешним по отношению к нему миром мы будем именовать «периферийные устройства» персонального компьютера (от слова «периферия», т.е. отдаленная территория в общем смысле этого слова).

В компьютерной терминологии термин «периферия» объединяет собой все устройства ПК, кроме процессора и оперативной памяти. Есть и другие термины для этих устройств, например, «устройства ввода-вывода данных», «дополнительные устройства» и др.

монитор, клавиатура, мышь, принтер, веб-камера, флешка, скайп

Периферийные устройства персонального компьютера – это клавиатура, манипулятор «мышь», монитор, принтер, жесткий диск, привод CD-/DVD- дисков, модем, сетевая карта (для подключения к сети Интернет), видеокамера, сканер и т.п. Несмотря на великое многообразие периферийных устройств ПК, все они взаимодействуют с процессором и оперативной памятью примерно одинаковым образом, о чем будет сказано далее.

Периферийные устройства персонального компьютера бывают внутренние и внешние. Внутренние устройства устанавливаются внутрь ПК (внутрь системного блока). Примеры внутренних периферийных устройств персонального компьютера – это жесткие диски, встроенный привод CD-/DVD- дисков и т.п.

Внешние устройства подключаются к портам ввода-вывода, при этом за взаимодействие этих устройств внутри ПК отвечают порты ввода-вывода. Примеры внешних периферийных устройств персонального компьютера – это принтеры, сканеры, внешние (подключаемые извне ПК) приводы CD-/DVD- дисков, камеры, манипулятор «мышь», клавиатура и т.п.

Каждое внутреннее устройство имеет контроллер (от английского слова controller – устройство управления). Для внешних устройств эту функцию выполняет контроллер порта, к которому это устройство подключено. Этот контроллер порта ввода-вывода автоматически перестраивается в режим работы с внешним устройством, подключаемым к этому порту. Об этом была написана статья «Разъемы ПК: часть 2».

Во всем остальном внутренние и внешние периферийные устройства персонального компьютера работают по одним и тем же принципам.

Контроллер периферийного устройства (и контроллер порта ввода-вывода) подключается к общей шине ПК. Соответственно, получается, что все периферийные устройства персонального компьютера подключены к общей шине компьютера через контроллеры. И к этой же общей шине подключаются процессор и оперативная память ПК.

Контроллер осуществляет постоянное взаимодействие с процессором и оперативной памятью ПК через общую шину ПК. Контроллер отвечает за получение информации от процессора и из оперативной памяти, и за передачу данных процессору или в оперативную память.

Данная схема связи с периферийным устройством позволяет быстродействующему процессору работать, не замедляя работы из-за относительной по сравнению с процессором медлительности периферийных устройств персонального компьютера. Контроллер периферийного устройства работает со скоростью процессора, не замедляя его работу. А задержки приема-передачи информации от периферийного устройства к процессору и наоборот компенсирует контроллер устройства, беря на себя соответствующие функции «притормаживания» приема-передачи данных.

Такой подход позволяет согласовать между собой высокопроизводительные устройства (процессор и память) с относительно медленными периферийными устройствами персонального компьютера.

Быстродействующие периферийные устройства, например, жесткие диски, могут работать с оперативной памятью в режиме прямого доступа. Это означает, что контроллеры этих устройств могут записывать/считывать данные из ячеек оперативной памяти, минуя обработку этих данных процессором. Подобный режим позволяет не перегружать процессор.

Некоторые периферийные устройства персонального компьютера могут иметь и собственную оперативную память, а также собственный специализированный процессор для автономной обработки данных. Это позволяет еще больше разгружать основной процессор и основную оперативную память. К таким устройствам относится, например, видеокарта, которая осуществляет вывод информации на экран монитора.

Некоторые видеокарты, например, игровые, которые предназначены для воспроизведения на экране монитора трехмерных картинок с быстро меняющимся пейзажем, кроме всего прочего могут иметь в своем составе специальный процессор, ускоряющий обработку данных.

Требования к конфигурации игровых компьютеров значительно выше, чем к офисным ПК, так как периферийные устройства игрового ПК должны «помогать» основному процессору компьютера в воспроизведении игровых ситуаций, строящихся на сложной трехмерной графике, разнообразном движении, звуковом сопровождении и т.п.

Благодаря периферийным устройствам компьютер становится доступным для работы пользователей. С появлением «дружественных» пользователям периферийных устройств компьютеры стали незаменимыми помощниками людей.

Демонстрация презентации «Дополнительные устройства ПК»

Закрепление материала вводного инструктажа, вопросы к обучающимся (Презентация «Контроль знаний»).

1. От каких характеристик компьютера зависит его производительность?

2. Информационный объем какого порядка имеют: гибкие диски, винчестеры, CD-ROM, DVD-ROM?

3. Какие устройства памяти являются встроенными, какие - сменными?

4. Какие устройства ввода/вывода являются обязательными для ПК, какие – дополнительными/периферийными?

5. основные правила подключения и настройки функционирования периферийных устройств ПК?

III ТЕКУЩИЕ УПРАЖНЕНИЯ ОБУЧАЮЩИХСЯ. ИНСТРУКТИРОВАНИЕ (4 часа 45 минут)

Деятельность обучающихся - выполнить практические задания по инструкционным картам:

Собрать системный блок из имеющихся комплектующих;

Определить ошибки в подключениях;

Указать возможные причины неисправностей;

Подключение к ПК принтера, сканера, звуковых колонок, цифрового фотоаппарата. Настройка параметров функционирования каждого.

Деятельность мастера – наблюдение, целевые обходы, индивидуальное инструктирование, приемка результатов работы, оценивание.

Читайте также: