Аппаратное обеспечение персональных компьютеров

Аппаратное обеспечение персональных компьютеров

Гимназия № 7

Реферат

на тему: Аппаратное обеспечение персональных компьютеров

Выполнила: Ученица 10 “Б” класса

Наумова Анна

Проверила: Петухова Г.Н.

Хабаровск 2002 г

ВСТУПЛЕНИЕ. 3

1. ВНУТРЕННИЕ УСТРОЙСТВА ПК. 4

1.1.Микропроцессор 4

1.2 Кэш память 4

1.3 Оперативная память 5

1.4 Контроллеры и адаптеры 5

1.5 Видеоадаптер 6

1.6 Жесткий диск 7

1.7 Внутренний динамик 7

1.8 Звуковая карта 7

1.9 Устройства CD 7

1.9.1 Устройство для чтения компакт-дисков (CD-ROM) 7

1.9.2 Устройство однократной записи CD-R 8

1.9.3 Устройство многократной записи CD-RW 8

1.10 Накопители на гибких дисках (дискетах, флоппи-дисках) 8

1.11 BIOS (Basic Input - Output System) 8

2 ВНЕШНИЕ УСТРОЙСТВА ПК. 8

2.1 Клавиатура 8

2.2 Мышь 9

2.3 Джойстик 9

2.4 Монитор 9

2.5 Принтер 9

2.6 Сканер 9

2.7. Плоттер 9

2.8 Дигитайзер 9

2.9. Модем 10

2.10 Источник бесперебойного питания (ИБП) 10

3. КРАТКАЯ ИСТОРИЯ КОМПЬЮТЕРНОЙ ТЕХНИКИ. 11

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. 14

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ. 16

ВСТУПЛЕНИЕ.

Слово «компьютер» означает «вычислитель». Потребность в автоматизации

обработки данных, в том числе вычислений, возникла очень давно.

В настоящее время индустрия производства компьютеров и программного

обеспечения является одной из наиболее важных сфер экономики развитых и

развивающихся стран. Причины стремительного роста индустрии персональных

компьютеров:

. невысокая стоимость;

. сравнительная выгодность для многих деловых применений;

. простота использования;

. возможность индивидуального взаимодействия с компьютеров без

посредников и ограничений;

. высокие возможности по переработке, хранению и выдаче информации;

. высокая надежность, простота ремонта и эксплуатации;

. возможность расширения и адаптации к особенностям применения

компьютеров;

. наличие программного обеспечения, охватывающего практически все

сферы человеческой деятельности, а также мощных систем для

разработки нового программного обеспечения.

Мощность компьютеров постоянно увеличивается, а область их применения

постоянно расширяется. Компьютеры могут объединяться в сети, что позволяет

миллионам людей легко обмениваться информацией с компьютерами, находящимися

в любой точке земного шара.

Так что же представляет собой это уникальное человеческое изобретение?

Первый признак, по которому разделяют компьютеры, - платформа. Можно

выделить две основные платформы ПК:

Платформа IBM – совместимых компьютеров включает в себя громадный

спектр самых различных компьютеров, от простеньких домашних персоналок до

сложных серверов. Именно с этим типом платформ обычно сталкивается

пользователь. Кстати, совершенно не обязательно, что лучшие IBM –

совместимые компьютеры изготовлены фирмой IBM – породивший этот стандарт

«голубой гигант» сегодня лишь один из великого множества производителей ПК.

Платформа Apple представлена довольно популярными на Западе

компьютерами Macintosh. Они используют своё, особое программное

обеспечение, да и «начинка» их существенно отличается от IBM. Но в России

большого распространения они не получили.

Обычно IBM-совместимые ПК состоят из трех частей (блоков):

. системного блока;

. монитора (дисплея);

. клавиатуры (устройства, позволяющего вводить символы в компьютер).

Компьютеры выпускаются и в портативном варианте – в «наколенном»

(лэптоп 4-12кг), или «блокнотном» (ноутбук 2-6кг), исполнении. Здесь

системный блок, монитор и клавиатура заключены в один корпус:

Если снять корпус системного блока и посмотреть внутрь, то можно

увидеть детали, соответствующее следующей схеме архитектуры ПК:

[pic]

Данная схема является примером внутренней «начинки» компьютера,

естественно, что при наличии или отсутствии тех или иных устройств схема

изменится. Однако есть устройства, которые в любом случае установлены на

современном персональном компьютере. О них-то и пойдёт дальнейший разговор.

1. ВНУТРЕННИЕ УСТРОЙСТВА ПК.

1.1.Микропроцессор

Самым главным элементом в компьютере, его «мозгом» является

микропроцессор – электронная схема, выполняющая все вычисления и обработку

информации. Скорость его работы во многом определяет быстродействие

компьютера. А началось всё с появлением скромной по своим возможностям

микросхемы Intel 4004 – первого микропроцессора, созданного в 1971г.

командой во главе с талантливым изобретателем, доктором Тедом Хоффом.

Изначально эта микросхема предназначалась для микрокалькуляторов и

была изготовлена по заказу японской фирмы. К счастью для всех нас, фирма

эта обанкротилась. С этого момента и началась эпоха персональных

компьютеров. Прошло несколько десятилетий. Ученые выявили закономерность,

назвав её «законом Мура»: ЕЖЕГОДНО МОЩНОСТЬ МИКРОПРОЦЕССОРОВ УДВАИВАЕТСЯ!

На первый взгляд процессор это просто выращенный по специальной

технологии кристалл кремния. Однако камешек этот содержит в себе множество

отдельных элементов – транзисторов, которые в совокупности и наделяют

компьютер способностью «думать». Процессор состоит из нескольких важных

деталей: собственно процессора – «вычислителя» и сопроцессора –

специального блока для операций с «плавающей точкой» (или запятой).

Применяется сопроцессор для особо точных и сложных расчётов, а также для

работы с рядом графических программ.

1.2 Кэш память

Кэш - память первого уровня – небольшая (несколько десятков килобайт)

сверхбыстрая память, предназначена для хранения промежуточных результатов.

Кэш-память второго уровня – память чуть медленнее, зато больше – от

128 до 512Кб. Она может быть интегрирована на самом кристалле процессора, а

может – отдельно, в виде дополнительного кристалла (как на процессорах

Pentium II).

В настоящее время в компьютерах используются процессоры,

разработанные фирмами Intel, AMD, Cyrix и IBM. Процессоры отличаются друг

от друга двумя характеристиками: типом (моделью) и тактовой частотой. Чем

выше тактовая частота, тем выше производительность и цена процессора.

Тактовая частота указывает, сколько элементарных операций (тактов)

выполняется за одну секунду. Тактовая частота измеряется в мегагерцах

(МГц). Современные процессоры фирмы Intel достигают тактовой частоты в 1900

МГц (Pentium 4). Фирма, составляющая наибольшую конкуренцию им AMD,

выпускает процессоры до 1400 МГц (AMD Thunderbird). В соответствие со

стандартом PC2000 – на домашние компьютеры рекомендуется ставить процессор

с тактовой частотой не ниже 500 МГц.

Следует заметить, что разные поколения процессоров выполняют одни и те

же операции (например, деление или умножение) за разное число тактов. Чем

выше поколение процессора, тем, как правило, меньше тактов требуется для

выполнения одних и тех же операций. Например, процессор Intel Pentium II

работает раза в два быстрее, чем процессор Intel CELERON с такой же

тактовой частотой. За 20-ю историю массового развития компьютерного рынка

сменилось семь поколений процессоров фирмы Intel: 8088, 286, 386, 486,

Pentium, Pentium II, Pentium III, Pentium 4. Кроме того, в каждом поколении

существует ещё и целая серия отличающихся друг от друга моделей. Например,

в поколении Pentium II их три: «обычный» Pentium II, «облегчённый вариант»

Celeron и сверхмощный Xeon, предназначенный для больших промышленных

компьютеров. Однако процессоры фирмы Intel очень дороги, здесь и всплывает

конкурент. При гораздо меньшей цене AMD предлагают микропроцессоры в

некоторых параметрах обходящие микропроцессоры Intel. Например, AMD K7

Thunderbird 1000 МГц стоит 2947руб, а процессор Intel Pentium III 1000 МГц

стоит 6318руб.!

1.3 Оперативная память

Оперативная память (RAM, ОЗУ) обеспечивает работу с программным

обеспечением. Из неё процессор и сопроцессор (устройство, помогающее

выполнять процессору сложные математические вычисления) берут программы и

исходные данные для обработки. Характеристика оперативной памяти – объём,

измеряемый в мегабайтах (Мб). Оперативная память выпускается в виде

микросхем, собранных в специальные модули: SIMM, DIMM или новейший модуль

RIMM. Каждый модуль может вмешать от 1 до 512 Мб. Лучшие модули памяти,

поступающие на наш рынок, украшены лейблом Kingstone, Micron, Samsung.

Конечно, «безымянные» модули собираются из таких же микросхем и стоят

намного дешевле, но переплата нескольких десятков долларов за фирму себя

окупает.

Чтобы компьютер работал, необходимо, чтобы в его оперативной памяти

находились программа и данные. А попадают они туда из различных устройств

компьютера. Таким образом, для компьютера необходим обмен информацией между

оперативной памятью и внешними устройствами. Такой обмен называется вводом-

выводом. Но этот обмен не происходит непосредственно: между любым внешним

устройством и оперативной памятью в компьютере имеются два промежуточных

звена:

1.4 Контроллеры и адаптеры

1) Для каждого внешнего устройства в компьютере имеется электронная

схема (контроллер или адаптер), которая им управляет. Некоторые контроллеры

(например, контроллер дисков) могут управлять сразу несколькими

устройствами.

2) Все контроллеры и адаптеры взаимодействуют с процессором и

оперативной памятью через системную магистраль передачи данных, называемой

шиной. Шина – системная плата, обеспечивающая ввод-вывод информации.

Характеристикой шины является скорость обмена.

Основные типы шин (расположены в порядке улучшения характеристик):

ISA, EISA, VESA, PCI, AGP. Разъёмы-«слоты» стандарта PCI. Родился он около

10 лет назад и сегодня является основным стандартом слотов для подключения

дополнительных устройств. Разъёмы PCI – обычно самые короткие, белого

цвета, разделенные своеобразной «перемычкой» на две неравные части. Ранее в

слот PCI устанавливалась и видео карта, теперь для этой цели служит разъем

AGP (Advanced Graphic Port). Это специальный, более быстрый с точки зрения

пропускной способности слот. Остальные слоты в новые компьютеры не

устанавливаются.

Для упрощения подключения устройств электронные схемы состоят из

нескольких модулей – электронных плат. На основной плате компьютера –

системной (материнской) – располагаются процессор, сопроцессор, оперативная

память и шина. Схемы, управляющие внешними устройствами компьютера

(контроллеры или адаптеры), находятся на отдельных платах вставляющихся в

унифицированные разъёмы (слоты) на материнской плате. «Гнездо» для

установки процессора: для каждого форм-фактора процессора существует свой

тип материнской платы, как правило, несовместимый с другими процессорами.

Так в гнездо для процессора Pentium III нельзя установить процессор AMD

K7. И наоборот.

Итак, сегодня на рынке существует три материнских платы, для установки

трёх разных классов процессоров:

. платы с разъёмом Slot 1 предназначены для процессоров фирмы Intel.

Тип разъёма – слот (длинное щелевидное гнездо).

. платы с разъёмом Socket-370 предназначены для установки новых

процессоров Celeron фирмы Intel (частота от 400 МГц). Тип разъёма –

квадратное гнездо.

. платы с разъёмом Super Socket 7 (Socket A) предназначены для

«альтернативных» процессоров фирм AMD, Cyrix, IBM и других. Тип

разъёма – квадратное гнездо.

Одним из контроллеров, которые присутствуют во всех компьютерах,

является контроллер портов ввода-вывода.

Типы портов:

. параллельные (LPT1-LPT4), к ним обычно присоединяют принтеры и

сканеры;

. последовательные асинхронные порты (COM1-COM4), к ним

подсоединяются мышь, модем и т. д.;

. игровой порт – для подключения джойстика;

. порт USB (USB 2) – недавняя разработка - порт с наивысшей скоростью

ввода-вывода, к нему подключаются новые модели принтеров, сканеров,

модемов, мониторов и т.д. Одним из его достоинств является

возможность подключения целой цепочки устройств. Например, через

один порт USB подключен принтер, через принтер подключен сканер и

т.д.

Некоторые устройства могут подключать и к параллельным, и к

последовательным портам, и к порту USB (USB 2). Самый быстрый обмен

осуществляется через порт USB 2, затем USB, параллельные же порты выполняют

ввод-вывод с большей скоростью, чем последовательные (за счет использования

большего числа проводов в кабеле).

1.5 Видеоадаптер

Видеоадаптер (видеоконтроллер, видеокарта) предназначен для работы в

графическом режиме. Главной задачей современной видеокарты является

поддержка объёмной, трёхмерной графики (3D). Никогда не помешает и

дополнительная возможность видеокарт – TV тюнер – приём телевизионного

сигнала. Главной характеристикой является объём памяти. Современные

графические приложения и игры требуют от видеокарты наличие как можно

большего количества памяти (желательно 16, 32, а ещё лучше 64 Мб). Однако

не все могут позволить купить себе даже 16 Мб видеокарту, поскольку цены на

них остаются ещё достаточно высокими.

1.6 Жесткий диск

Жесткий диск (винчестер, HDD) – предназначен для постоянного хранения

информации, используемой при работе компьютера: операционной системы,

документов, игр и т.д. Основными характеристиками жесткого диска являются

его емкость, измеряемая в гигабайтах (Гб), скорость чтения данных, среднее

время доступа, размер кэш-памяти. Для современного домашнего компьютера

необходим жесткий диск объёмом не менее 10 Гб. Информация хранится на одной

или нескольких круглых пластинках с магнитным слоем, над которыми летают

магнитные записывающие головки. Винчестеры подключаются к материнской плате

с помощью специальных шлейфов-кабелей, каждый из которых рассчитан на два

устройства.

1.7 Внутренний динамик

Внутренний динамик (PC Speaker) – устройство, предназначенное для

вывода системных звуковых сообщений. Например, в начале загрузки компьютера

происходит тестирование оборудования. Ниже приведена таблица звуковых

сигналов, возникающих при самотестировании компьютера.

|Протяжённость и |Значение сигналов |

|количество гудков | |

|1 короткий |Все блоки функционируют нормально |

|2 коротких |Ошибка связана с монитором |

|Нет гудков |Неисправность источника питания или системной |

| |платы |

|Непрерывный гудок |Неисправность источника питания или системной |

| |платы |

|Повторяющиеся короткие|Неисправность источника питания или системной |

|гудки |платы |

|1 длинный и 1 короткий|Неисправность системной платы |

|1 длинный и 2 коротких|Неисправность видеокарты |

|1 длинный и 3 коротких|Неисправность видеокарты |

Кроме того, внутренний динамик может использоваться некоторыми DOS

программами и играми.

1.8 Звуковая карта

Звуковая карта – устройство, необходимое для редактирования и вывода

звука, посредством звуковых колонок. Существуют 8, 16 и 20 разрядные

(битные) карты. Для домашнего компьютера хватает 16 битной звуковой карты,

поскольку 20 битные – профессиональные карты для программистов,

занимающихся музыкой на компьютере, да и стоит такая карта намного дороже

других.

1.9 Устройства CD

1.9.1 Устройство для чтения компакт-дисков (CD-ROM)

Устройство для чтения компакт-дисков (CD-ROM) предназначено для чтения

записей на компакт-дисках. Достоинства устройства – большая емкость дисков,

быстрый доступ, надежность, универсальность, низкая стоимость. Основное

понятие, характеризующее работу данного устройства – скорость. Самые первые

CD-ROM – 1-скоростные. Сейчас появились 52-скоростные CD-ROM. Что значит 52

скоростной привод? Это значит, что он читает данные в 52 раза быстрее

самого первого 1 скоростного (150 Кб/с) CD-ROM. Следовательно, 52 умножаем

на 150… 7800 килобайт в секунду! Главный недостаток стандартных дисководов

CD-ROM – не возможность записи информации. Для этого необходимы другие

устройства:

1.9.2 Устройство однократной записи CD-R

CD-R – дисковод с возможностью однократной записи информации на

специальный диск, в России их называют «болванками». Запись на эти диски

осуществляется благодаря наличию на них особого светочувствительного слоя,

выгорающего под воздействием высокотемпературного лазерного луча.

1.9.3 Устройство многократной записи CD-RW

CD-RW – дисковод с возможностью многократной записи информации. Это

устройство работает совершенно по другому принципу и совсем другими

дисками, чем CD-R.

В последнее время всё большее распространение получает DVD-ROM –

устройство, предназначенное для чтения дисков формата DVD.

Страницы: 1, 2