Информатика является одной из наиболее быстро и динамично разви-вающихся научных дисциплин
| Вид материала | Документы |
- Доклад внастоящее время индустрия туризма является одной из наиболее динамично развивающихся, 88.22kb.
- Тема: «Краткая история физики» Учитель физики моу «Каширская оош» Горчакова Елена Павловна, 362.97kb.
- Программа по специальности 030501. 65 Юриспруденция рассмотрена на заседании кафедры, 350.02kb.
- «Определение страхования и понятие страхового фонда», 265.12kb.
- На данный момент общепризнанным является тот факт, что наиболее значимой с позиции, 148.1kb.
- План: I. Информатика в наше время. Быстро развивающаяся наука информатика, 195.76kb.
- Постановление, 55.64kb.
- Ярославский план 10-15-20: 10 лет пути, 15 шагов и 20 предостережений Дорожная карта, 3685.92kb.
- Этика социальной работы профессиональная этика социального работника Этика, 1918.94kb.
- Литература, 544.15kb.
Тема 1.3Тема: “Аппаратная конфигурация персонального компьютера”.
Персональный компьютер – универсальная техническая система. Его аппаратную конфигурацию (т.е. состав оборудования) можно гибко изменять по мере необходимости.
Существует понятие базовой конфигурации, которую считают типовой. В настоящее время в базовой конфигурации персонального компьютера рас-сматривают четыре устройства:
– системный блок;
– монитор;
– клавиатуру;
– мышь.
Ещё несколько лет назад, до того, как получили широкое распростране-ние графические операционные системы, мышь не входила в состав базовой конфигурации.
Тема 1.4Тема: “Системный блок”.
Системный блок представляет собой основной узел персонального ком-пьютера, внутри которого установлены его наиболее важные компоненты.
Устройства, находящиеся внутри системного блока называются внут-ренними, а устройства, подключаемые к нему снаружи, называют внешними. Дополнительные внешние устройства (кроме входящих в состав базовой кон-фигурации монитора, клавиатуры и мыши) называют периферийными.
Следует отметить, что в некоторых устаревших классификациях все уст-ройства ПК делят на центральные (процессор, оперативная память) и перифе-рийные (все остальные).
По внешнему виду системные блоки различаются формой корпуса. Кор-пуса персональных компьютеров выпускают в горизонтальном (desktop) и вер-тикальном (tower) исполнении.
По габаритам различают полноразмерные (big tower), среднеразмерные (midi tower) и малоразмерные (mini tower) вертикальные корпуса. Среди гори-зонтальных корпусов выделяют плоские и особо плоские (slim). В настоящее время горизонтальные корпуса распространены гораздо меньше вертикальных.
Кроме формы для корпуса важен параметр, называемый форм-фактором. От него зависят требования к размещаемым устройствам. В на-стоящее время используются в основном корпуса двух форм-факторов – АТ
и АТХ.
Корпус представляет собой металлическую раму – шасси, на которую крепятся все внутренние устройства, снабженную лицевой панелью и закры-ваемую металлической крышкой, экранирующей электромагнитные волны.
В задней верхней части корпуса (для вертикального корпуса) располага-ется блок питания. В зависимости от форм-фактора корпуса (АТ или АТХ) блок питания может быть неуправляемым, либо управляемым. Мощность блока пи-тания также является одним из параметров корпуса. Для массовых моделей наиболее распространена мощность от 200 до 300 Вт.
Блок питания компьютера не содержит в себе силового трансформатора и является импульсным, т. е. выполнен на полевых транзисторах. С одной сто-роны такой блок питания гораздо легче и занимает меньше места, чем анало-гичный по мощности трансформаторный. На его вход зачастую может пода-ваться любое напряжение от 127 до 230 В переменного тока.
С другой стороны КПД такого блока питания меньше и при его работе выделяется много тепла. Для отвода тепла используется вытяжной вентилятор, прокачивающий воздух через блок питания, а заодно и через весь системный блок. Кроме того, импульсный блок питания очень чувствителен к резким пе-репадам напряжения и частоты питающего тока, что может привести к его вы-ходу из строя.
Поэтому компьютеры обычно включают в электрическую сеть через специальные сетевые фильтры, а зачастую – через источники бесперебойного питания (ИБП).
Тема 1.5Тема: “Внутренние устройства системного блока”.
Тема 1.6 Материнская плата и расположенные на ней устройства.
Материнская плата (Main Board) – основная плата персонального ком-пьютера. С другой стороны ее можно рассматривать как набор разъемов, позво-ляющих объединить в единое целое все внутренние устройства системного блока.
Форм-фактор материнской платы должен обязательно соответствовать форм-фактору корпуса.
В вертикальных корпусах материнская плата располагается вертикально вдоль правой стенки корпуса; в горизонтальных – горизонтально вдоль днища.
На материнской плате размещаются различные устройства и системы:
1) Процессор.
Процессор – основная микросхема компьютера, выполняющая боль-шинство математических и логических операций. Конструктивно он состоит из ячеек, называемых регистрами.
Данные в регистрах могут храниться и изменяться. Данные, попавшие в некоторые регистры, рассматриваются не как данные, а как команды, управ-ляющие обработкой данных в других регистрах. Среди регистров есть и такие, которые в зависимости от своего содержания способны модифицировать ис-полнение команд. Таким образом, управляя засылкой данных в разные регист-ры процессора, можно управлять обработкой данных. На этом основано испол-нение программ.
Во время работы процессор обслуживает данные, находящиеся в его ре-гистрах, в поле оперативной памяти, а также данные, находящиеся во внешних портах процессора. Часть данных он интерпретирует непосредственно как дан-ные, часть данных – как адресные данные, а часть – как команды. Совокупность всех возможных команд, которые может выполнять процессор над данными, образует систему команд процессора.
Различают процессоры с расширенной и сокращенной системой команд. Процессоры с расширенной системой команд или CISC-процессоры (Complex Instruction Set Computing) имеют широкий набор системных команд, сложную архитектуру, длинную формальную запись команды (в байтах) и высокую среднюю продолжительность исполнения одной команды, измеренную в тактах работы процессора. Так, например, система команд процессора Intel Pentium в настоящее время насчитывает более тысячи различных команд.
Процессоры с сокращенной системой команд или RISC-процессоры (Reduced Instruction Set Computing) имеют намного меньшее количество ко-манд, каждая из которых выполняется намного быстрее. Таким образом, про-граммы, состоящие из простейших команд, выполняются этими процессорами намного быстрее. Но сложные операции приходится заменять далеко не эффек-тивной последовательностью простейших команд сокращенного набора. К та-ким процессорам относятся процессоры фирмы AMD.
CISC-процессоры используют в универсальных вычислительных систе-мах; RISC-процессоры используют в основном в специализированных вычис-лительных системах или устройствах, ориентированных на выполнение едино-образных операций.
Если два процессора имеют одинаковую систему команд, то они полно-стью совместимы на программном уровне. Программа, написанная для одного процессора, может исполняться другим процессором. Процессоры, имеющие разные системы команд, как правило, несовместимы или ограниченно со-вместимы на программном уровне.
Группы процессоров, имеющих ограниченную совместимость, рассмат-ривают как семейства процессоров. Процессоры внутри семейства обладают совместимостью по принципу “сверху вниз”, – это пример неполной совмести-мости, когда каждый новый процессор понимает все команды своих предшест-венников, но не наоборот.
Основные параметры процессора.
a) Рабочее напряжение обеспечивается материнской платой. По мере развития процессоров происходит постепенное понижение рабочего напряже-ния, от 5 В в ранних моделях до 2,2 В и ниже. Понижение рабочего напряжения позволяет уменьшить расстояния между структурными элементами в кристалле процессора, не опасаясь электрического пробоя. Пропорционально квадрату напряжения уменьшается тепловыделение в процессоре, а это позволяет увели-чить его производительность без угрозы перегрева.
b) Разрядность процессора показывает, сколько бит данных он может принять и обработать в своих регистрах за один такт. Первые процессоры Intel были 16-разрядными; начиная с 386-го они имеют 32 – разрядную архитектуру.
c) Рабочая тактовая частота – число тактов процессора в секунду. Для первых процессоров Intel она составляла 4770 тыс. тактов в секунду
(4,77 МГц), а сейчас перевалила за 3 млрд. тактов в секунду (3 ГГц).
Тактовые сигналы процессор получает от материнской платы, которая, в отличие от процессора, представляет собой не кристалл кремния, а большой набор проводников и микросхем. По чисто физическим причинам материнская плата не может работать со столь высокими частотами, как процессор. В на-стоящее время собственная частота материнской платы обычно не превыша-ет 466 МГц. Для получения более высоких частот в процессоре происходит внутреннее умножение на коэффициент (множитель) 3; 3,5; 4; 4,5; 5; 5,5 и т. д. Этот параметр называют коэффициентом внутреннего умножения такто-вой частоты.
d) Размер кэш-памяти. Кэш-память – это буферная область внутри процессора. Иногда ее называют “сверхоперативной памятью”.
Обмен данными внутри процессора происходит в несколько раз быстрее, чем обмен с другими устройствами, например, с оперативной памятью. Кэш по-зволяет уменьшить количество обращений к оперативной памяти. Принимая блок данных из оперативной памяти, процессор одновременно заносит его в кэш – память. Когда процессору нужны данные, он сначала обращается в кэш-память, и только, если там нет нужных данных, происходит обращение в опера-тивную память. “Удачные” обращения в кэш-память называют попаданиями в кэш. Процент попаданий в кэш тем выше, чем больше объем кэш-памяти.
Кэш – память распределяют по нескольким уровням:
1 уровень – в том же кристалле, что и сам процессор;
2 уровень – на отдельном кристалле в одном узле с процессором;
3 уровень – на быстродействующих микросхемах на материнской плате вблизи процессора.