/ Информатика, 1 семестр, 1 курс
Логическая и физическая структура компьютера
Физическая структура
Мы рассмотрим физическое устройство компьютера на примере самой распространенной компьютерной системы — персонального компьютера. Персональным компьютером ПК называют сравнительно недорогой универсальный микрокомпьютер, рассчитанный на одного пользователя. Принцип открытой архитектуры заключается в следующем: Регламентируются и стандартизируются только описание принципа действия компьютера и его конфигурация определенная совокупность аппаратных средств и соединений между ними. Таким образом, компьютер можно собирать из отдельных узлов и деталей, разработанных и изготовленных независимыми фирмами-изготовителями. Компьютер легко расширяется и модернизируется за счёт наличия внутренних расширительных гнёзд, в которые пользователь может вставлять разнообразные устройства, удовлетворяющие заданному стандарту, и тем самым устанавливать конфигурацию своей машины в соответствии со своими личными предпочтениями. Упрощённая блок-схема, отражающая основные функциональные компоненты компьютерной системы в их взаимосвязи, изображена на рисунке Позднее мы познакомимся с этими устройствами. Общая структура персонального компьютера с подсоединенными периферийными устройствами. Современный персональный компьютер состоит из нескольких основных блоков или узлов:. В системном блоке находится вся электронная начинка компьютера: В процессорах DX и PENTIUM сопроцессор уже внедрен в основной процессор и дополнительной установки не требуется. Среди дисковых накопителей можно выделить: Монитор - устройство для вывода на экран текстовой и графической информации. В настоящее время используются 2 основных вида мониторов для ПК: Мониторы бывают алфавитно-цифровые и графические, монохромные и цветного изображения. Современные компьютеры комплектуются, как правило, цветными графическими мониторами. Основной элемент дисплея — электронно-лучевая трубка. Её передняя, обращенная к зрителю часть с внутренней стороны покрыта люминофором — специальным веществом, способным излучать свет при попадании на него быстрых электронов. Люминофор наносится в виде наборов точек трёх основных цветов — красного , зелёного и синего. Эти цвета называют основными, потому что их сочетаниями в различных пропорциях можно представить любой цвет спектра. Наборы точек люминофора располагаются по треугольным триадам. Триада образует пиксел — точку, из которых формируется изображение англ. Расстояние между центрами пикселов называется точечным шагом монитора. Это расстояние существенно влияет на чёткость изображения. Чем меньше шаг, тем выше чёткость. Обычно в цветных мониторах шаг составляет 0,28 мм. При таком шаге глаз человека воспринимает точки триады как одну точку "сложного" цвета. На противоположной стороне трубки расположены три по количеству основных цветов электронные пушки. Все три пушки "нацелены" на один и тот же пиксел, но каждая из них излучает поток электронов в сторону "своей" точки люминофора. Чтобы электроны беспрепятственно достигали экрана, из трубки откачивается воздух, а между пушками и экраном создаётся высокое электрическое напряжение, ускоряющее электроны. Перед экраном на пути электронов ставится маска — тонкая металлическая пластина с большим количеством отверстий, расположенных напротив точек люминофора. Маска обеспечивает попадание электронных лучей только в точки люминофора соответствующего цвета. Величиной электронного тока пушек и, следовательно, яркостью свечения пикселов, управляет сигнал, поступающий с видеоадаптера. Ход электронного пучка по экрану. На ту часть колбы, где расположены электронные пушки, надевается отклоняющая система монитора, которая заставляет электронный пучок пробегать поочерёдно все пикселы строчку за строчкой от верхней до нижней, затем возвращаться в начало верхней строки и т. Количество отображённых строк в секунду называется строчной частотой развертки. А частота, с которой меняются кадры изображения, называется кадровой частотой развёртки. Последняя не должна быть ниже 60 Гц, иначе изображение будет мерцать. Наряду с традиционными ЭЛТ-мониторами все шире используются плоские жидкокристаллические ЖК мониторы. Жидкие кристаллы — это особое состояние некоторых органических веществ, в котором они обладают текучестью и свойством образовывать пространственные структуры, подобные кристаллическим. Жидкие кристаллы могут изменять свою структуру и светооптические свойства под действием электрического напряжения. Меняя с помощью электрического поля ориентацию групп кристаллов и используя введённые в жидкокристаллический раствор вещества, способные излучать свет под воздействием электрического поля, можно создать высококачественные изображения, передающие более 15 миллионов цветовых оттенков. Большинство ЖК-мониторов использует тонкую плёнку из жидких кристаллов, помещённую между двумя стеклянными пластинами. Заряды передаются через так называемую пассивную матрицу — сетку невидимых нитей, горизонтальных и вертикальных, создавая в месте пересечения нитей точку изображения несколько размытого из-за того, что заряды проникают в соседние области жидкости. Активные матрицы вместо нитей используют прозрачный экран из транзисторов и обеспечивают яркое, практически не имеющее искажений изображение. Панель при этом разделена на х независимых ячеек, каждая из которых состоит из четырех частей для трёх основных цветов и одна резервная. Таким образом, экран имеет почти 1,25 млн точек, каждая из которых управляется собственным транзистором. По компактности такие мониторы не знают себе равных. Они занимают в 2 — 3 раза меньше места, чем мониторы с ЭЛТ и во столько же раз легче; потребляют гораздо меньше электроэнергии и не излучают электромагнитных волн, воздействующих на здоровье людей. Тем не менее, существуют и другие технологии, которые создают и развивают разные производители, и некоторые из этих технологий носят название PDP Plasma Display Panels , или просто "plasma" плазменные мониторы , и FED Field Emission Display совмещающая в себе технологии LCD и CRT-мониторов. Клавиатура служит для ввода информации в компьютер и подачи управляющих сигналов. Она содержит стандартный набор алфавитно-цифровых клавиш и некоторые дополнительные клавиши — управляющие и функциональные, клавиши управления курсором, а также малую цифровую клавиатуру. Курсор — светящийся символ на экране монитора, указывающий позицию , на которой будет отображаться следующий вводимый с клавиатуры знак. Такая клавиатура имеет 12 функциональных клавиш , расположенных вдоль верхнего края. Нажатие функциональной клавиши приводит к посылке в компьютер не одного символа, а целой совокупности символов. Функциональные клавиши могут программироваться пользователем. Например, во многих программах для получения помощи подсказки задействована клавиша F1 , а для выхода из программы — клавиша F Управляющие клавиши имеют следующее назначение: Enter — клавиша ввода ; Esc Escape — выход клавиша для отмены каких-либо действий, выхода из программы, из меню и т. Scroll Lock - включает режим скролирования прокрутки документов. Pause Break - включает режим паузы при выполнении какого-то процесса. WIN или - предназначена для открытия и закрытия Главного меню Windows. Используется также в комбинации с другими клавишами. Menu или - вывод на экран контекстного меню Windows. Длинная нижняя клавиша без названия — предназначена для ввода пробелов. Клавиши , , и служат для перемещения курсора вверх, вниз, влево и вправо на одну позицию или строку. Малая цифровая клавиатура используется в двух режимах — ввода чисел и управления курсором. Переключение этих режимов осуществляется клавишей Num Lock. Клавиатура содержит встроенный микроконтроллер местное устройство управления , который выполняет следующие функции: Клавиатура имеет встроенный буфер — промежуточную память малого размера, куда помещаются введённые символы. В случае переполнения буфера нажатие клавиши будет сопровождаться звуковым сигналом — это означает, что символ не введён отвергнут. Работу клавиатуры поддерживают специальные программы , "зашитые" в BIOS, а также драйвер клавиатуры , который обеспечивает возможность ввода русских букв, управление скоростью работы клавиатуры и др. Принципиальным моментом, определяющим выполнение клавиатурой основных функций, является тип кнопочного механизма. Вообще-то существует множество вариантов и разновидностей, но сегодня общепринятым считается деление на три основные группы: Мембранные — самые технологичные в производстве и потому самые дешевые. Замыкание контактов осуществляется при соприкосновении двух пленок с напыленными на них токопроводящими площадками. Давление на пленки происходит при нажатии кнопки, в качестве возвращающего элемента, в которой используется упругий резиновый колпачок. Чтобы пленки не касались друг друга самопроизвольно, между ними прокладывается еще один слой с отверстиями в месте контактов на мембранах. Поскольку контакты расположены на внутренней стороне пленок, мембранные клавиатуры конструктивно хорошо защищены от попадающих внутрь жидкостей, например пролитого чая. Среди недостатков таких устройств можно назвать сравнительно низкий ресурс до 20 млн нажатий и ослабление со временем упругости возвращающего колпачка. Последнего недостатка лишены иногда встречающиеся мембранные клавиатуры с пружинными толкателями. Полумеханические — более дорогие и, как считается, более надежные. Контакты в этом типе клавиатур представляют собой пару токопроводящих, как бы переплетенных между собой дорожек на печатной плате. Иногда для повышения надежности эти дорожки делают позолоченными. Резиновый колпачок, обеспечивающий обратный ход кнопки, одновременно является и замыкающим элементом, так как его торец покрыт токопроводящим веществом. Преимуществами полумеханических клавиатур являются более надежная контактная группа и долговечность до млн. Механические — считаются самыми надежными. Поскольку механические клавиатуры дороги и сложны в изготовлении, сегодня они практически вытеснены полумеханическими и мембранными моделями. Некоторые механические модели содержат в конструкции дополнительную защиту от пролитых жидкостей. В некоторых механических клавиатурах предусмотрен так называемый клик — ощутимый щелчок где-то на половине хода кнопки. Это позволяет четко ощутить срабатывания кнопок, что нравится некоторым пользователям, но значительно повышает шумность работы. В первых моделях персональных компьютеров клавиатура имела прямоугольную форму. Большинство производителей до сих пор выпускают продукты классической компоновки. Клавиатура Genius с подставкой и дополнительными кнопками. Поэтому стали разрабатываться "удобные" клавиатуры, где первооткрывателем стала компания Microsoft. Они разделены на две части, расположенные под углом друг к другу, что позволяет ликвидировать столь нежелательный изгиб кистей в плоскости стола. Выпуклость буквенной части клавиатуры позволяет избавиться от неестественного выворачивания кистей рук, а встроенная подставка позволяет избежать травмирования лучезапястного сустава. Некоторые производители пошли еще дальше, сконструировав клавиатуры, части которых могут размещаться под произвольным углом. Для этого их просто разделили на две половинки, сопряженные шарниром. Изогнутая клавиатура Microsoft Natural Keyboard Elite. Также существует класс так называемых мультимедийных клавиатур. Мультимедийными сейчас принято называть клавиатуры, содержащие кнопки, управления проигрывателем музыкальных компакт-дисков, управления питанием, дополнительные программируемые клавиши и др. Большое распространение сейчас также получили беспроводные клавиатуры Как следует из названия, беспроводные клавиатуры передают в компьютер информацию не по кабелю, а по радиоволнам или с помощью инфракрасного излучения. Помимо очевидных преимуществ беспроводные клавиатуры обладают и недостатками, к которым относится например, необходимость использования автономного источника питания. Манипуляторы — это специальные устройства, которые используются для удобного управления курсором. Мышь имеет вид небольшой коробки, полностью умещающейся на ладони. Мышь связана с компьютером кабелем через специальный блок — адаптер , и её движения преобразуются в соответствующие перемещения курсора по экрану дисплея. В верхней части устройства расположены управляющие кнопки обычно их три , позволяющие задавать начало и конец движения, осуществлять выбор меню и т. Трекбол — небольшая коробка с шариком, встроенным в верхнюю часть корпуса. Пользователь рукой вращает шарик и перемещает, соответственно, курсор. В отличие от мыши, трекбол не требует свободного пространства около компьютера, его можно встроить в корпус машины. Чаще всего его используют как замену мыши, особенно для работы с графикой. Джойстик — обычно это стержень-ручка, отклонение которой от вертикального положения приводит к передвижению курсора в соответствующем направлении по экрану монитора. Часто применяется в компьютерных играх. В некоторых моделях в джойстик монтируется датчик давления. В этом случае, чем сильнее пользователь нажимает на ручку, тем быстрее движется курсор по экрану дисплея. Дигитайзер Графический планшет — устройство для преобразования готовых изображений чертежей, карт в цифровую форму. Представляет собой плоскую панель — планшет , располагаемую на столе, и специальный инструмент — перо , с помощью которого указывается позиция на планшете. При перемещении пера по планшету фиксируются его координаты в близко расположенных точках, которые затем преобразуются в компьютере в требуемые единицы измерения. Основные характеристики мониторов Параметры LCD monitor CRT monitor Размер рабочей области экрана в основном применяется 14,15,17,20,21дюйм номинальный размер диагонали экрана равен видимому видимый размер всегда меньше номинального размера. Разрешение Часто используется на , на , на Одно разрешение с фиксированным размером пикселей. Оптимально можно использовать только в этом разрешении; в зависимости от поддерживаемых функций расширения или компрессии можно использовать более высокое или более низкое разрешение, но они не оптимальны. При всех поддерживаемых разрешениях монитор можно использовать оптимальным образом. Ограничение накладывается только приемлемостью частоты регенерации. Размер зерна экрана 0. Только при частотах свыше 75 Гц отсутствует явно заметное мерцание. Точность отображения цвета Поддерживается 16, цветов,High Color bit ,True Color bit и имитируется требуемая цветовая температура. Поддерживается 16, цветов,High Color bit ,True Color bit и при этом на рынке имеется масса устройств калибровки цвета, что является несомненным плюсом. Формирование изображения Изображение формируется пикселями, число которых зависят только от конкретного разрешения LCD-панели. Шаг пикселей зависит только от размера самих пикселей, но не от расстояния между ними. Каждый пиксель формируется индивидуально, что обеспечивает великолепную фокусировку, ясность и четкость. Изображение получается более целостным и гладким. Пиксели формируются группой точек триады или полосок. Шаг точки или линии зависит от расстояния между точками или линиями одного цвета. В результате, четкость и ясность изображения сильно зависит от размера шага точки или шага линии и от качества CRT. Угол обзора В настоящее время стандартным является угол обзора o и выше; с дальнейшим развитием технологий следует ожидать увеличения угла обзора. Отличный обзор под любым углом. Энергопотребление и излучения Практически никаких опасных электромагнитных излучений нет. Всегда присутствует электромагнитное излучение, однако его уровень зависит от того, соответствует ли CRT d какому-либо стандарту безопасности. Потребление энергии в рабочем состоянии на уровне 80 Вт. Интерфейс монитора Цифровой интерфейс, однако большинство LCD-мониторов имеют встроенный аналоговый интерфейс для подключения к наиболее распространенным аналоговым выходам видеоадаптеров. Вес монитора кг. Сфера применения Стандартный дисплей для мобильных систем. В последнее время начинает завоевывать место и в качестве монитора для настольных компьютеров. Идеально подходит в качестве дисплея для компьютеров, то есть для работы в интернет, с текстовыми процессорами и т. Стандартный монитор для настольных компьютеров. Крайне редко используются в мобильном виде. Идеально подходит для отображения видео и анимации. Соединительные кабели шлейфы 3. Сетевая плата Сетевой контроллер 5. Модуль плата ОЗУ типа DIMM 7. Флоппи-дисковод Накопитель на гибких магнитных дисках Процессор с вентилятором Винчестер Накопитель на жестких магнитных дисках CD-ROM Накопитель на оптических дисках. Подавляющее большинство мониторов сконструированы на базе электронно-лучевой трубки ЭЛТ , и принцип их работы аналогичен принципу работы телевизора. Одно разрешение с фиксированным размером пикселей. Поддерживается 16, цветов,High Color bit ,True Color bit и имитируется требуемая цветовая температура. Изображение формируется пикселями, число которых зависят только от конкретного разрешения LCD-панели. В настоящее время стандартным является угол обзора o и выше; с дальнейшим развитием технологий следует ожидать увеличения угла обзора. Практически никаких опасных электромагнитных излучений нет. Цифровой интерфейс, однако большинство LCD-мониторов имеют встроенный аналоговый интерфейс для подключения к наиболее распространенным аналоговым выходам видеоадаптеров. Стандартный дисплей для мобильных систем. Простота и низкая функциональность с лихвой компенсируются надежностью при условии регулярных гигиенических процедур. Надо лишь вскрыть серую, вынуть шарик, протереть его и ролики спиртом, собрать обратно. Иногда можно нащупать дополнительные кнопки на боках — одну, реже две и т. Самый современный и быстрый порт. С горячим подключением, автоматической установкой, стандартно большая частота опроса порта. Весьма надежный вид общения, не требует визуального контакта, слабо чувствителен к помехам. Работает только при условии прямой видимости на расстоянии не более 2 метров, чувствителен к помехам в виде света. У них снизу имеется шарик, при движении он вращает ролики, на них стоят зубчатые колесики, положение последних определяют опто-пары. Имеют снизу микрокамеру, она снимает положение мышки порядка раз в секунду , ее данные анализируются процессором не ЦП, а встроенным в мышь. Остальные виды характеризуются смешением: Также к игровым манипуляторам относятся рули, штурвалы, шлемы, геймпады.
Память в персональном компьютере делится на внутреннюю, расположенную на системной плате и внешнюю. Регистровая КЭШ - память - высокоскоростная память, являющаяся буфером между оперативной памятью и микропроцессором, позволяющая увеличивать скорость выполнения операций. Создавать ее целесообразно в персональном компьютере с тактовой частотой задающего генератора 40 МГц и более. Регистры КЭШ - памяти недоступны для пользователя, отсюда и название КЭШ Cache , в переводе с английского означает "тайник". КЭШ - память "с обратной записью" - результаты операций прежде, чем записать их в ОП, фиксируются в КЭШ -памяти, а затем контроллер КЭШ - памяти самостоятельно перезаписывает эти данные в ОП;. КЭШ - память "со сквозной записью" - результаты операций одновременно, параллельно записываются и в КЭШ - память, и в ОП. Микропроцессоры начиная от МП имеют свою в с т р о е н н у ю КЭШ - память или КЭШ - память 1-го уровня , чем, в частности, и обуславливается их высокая производительность. Микропроцессоры Pentium и Pentium Pro имеют КЭШ - память отдельно для данных и отдельно для команд, причем если у Pentium емкость этой памяти небольшая - по 8 Кбайт, то у Pentium Pro она достигает - Кбайт. Следует иметь в виду, что для всех МП может использоваться д о п о л н и т е л ь н а я КЭШ - память КЭШ -память 2-го уровня , размещаемая на материнской плате вне МП, емкость которой может достигать нескольких мегабайтов. Наиболее распространенным типом памяти в настоящее время является DDR SDRAM Double Data Rate. Модули с таким типом памяти имеют контакта и размещаются в соответствующем разъеме на материнской плате. Оперативная память обычно обозначается в прайс-листах таким образом: SDRAM Synchronous Dynamic Random Access Memory: Это значит, что время ожидания готовых данных невелико. Но данный тип памяти вытесняется конкурентными типами DDR и DDR2. DDR SDRAM Double Data Rate SDRAM: Это значит, что пропускная способность модуля памяти значительно увеличивается. Соответственно, пропускная способность больше. Кроме этого, этот тип памяти отличается значительно более низким энергопотреблением и тепловыделением. RIMM RDRAM, Rambus DRAM: Недостаток — существенные задержки при работе модуля и высокая цена. Модули памяти бывают двух типов: В статической оперативной памяти Static Random Access Memory используются триггеры, которые работают на высокой скорости, так как триггеры, используемые в ней, собраны на основе вентилей вентиль — базовый элемент цифровой схемы , а, как известно, время задержки этих самых вентилей крайне мало. Такие минусы данного типа ОЗУ не позволяют использовать её в настольных компьютерах, а потому роль SRAM сводиться к работе в узкоспециализированных системах. Динамическая оперативная память Dynamic Random Access Memory — это упрощённый тип микросхемы, где для хранения одного разряда используется только один конденсатор и транзистор реже, два. При таком конструктивном подходе удается значительно снизить стоимость модуля. Для устранения такого недостатка, используется регенерация, которая возобновляет все заряды в транзисторах. Такая процедура занимает довольно много времени, что ещё больше замедляет работу всей системы. На данный момент широко используются именно модули памяти DRAM. FAQ Обратная связь Вопросы и предложения. Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Московский государственный технологический университет "Станкин". Интерфейсы WiFi, WiMax, стандарт Основная память пк, физическая структура, Назначение и классификация кэш-памяти. Внутренняя память в свою очередь можно разделить на КЭШ - память и основную память. По принципу записи результатов различают два типа КЭШ -памяти: КЭШ - память "с обратной записью" - результаты операций прежде, чем записать их в ОП, фиксируются в КЭШ -памяти, а затем контроллер КЭШ - памяти самостоятельно перезаписывает эти данные в ОП; КЭШ - память "со сквозной записью" - результаты операций одновременно, параллельно записываются и в КЭШ - память, и в ОП. Основные типы модулей озу, основные типы оперативной памяти, их различия Наиболее распространенным типом памяти в настоящее время является DDR SDRAM Double Data Rate. Существует четыре типа оперативной памяти: Типы оперативного запоминающего устройства ОЗУ.
Стимулирование творчества активными методами обучения реферат
Acer a500 root права android 4.0 3
Кодирование в кандалакше от алкоголя
Каталог траверс для вл 10 кв чертежи
Excel найти совпадающие значения