• 

  1 слайд

  Общие принципы
  организации и работы компьютеров
  Автор Смирнова Тамара Викторовна
  

• 

  2 слайд

  Содержание :
  Что такое компьютер?
  Как устроен компьютер?
  На каких принципах построены компьютеры?
  Что такое команда?
  Как выполняется команда?
  Что такое архитектура и структура компьютера?
  Что такое центральный процессор?
  Как устроена память?
  Какие устройства образуют внутреннюю память?
  Какие устройства образуют внешнюю память?
  Что такое аудиоадаптер?
  Что такое видеоадаптер и графический акселератор?
  Что такое клавиатура?
  Что такое видеосистема компьютера?
  Что такое принтер, плоттер, сканер?
  Что такое модем и факс-модем?
  Что такое манипуляторы?
  Какие основные блоки входят в состав компьютера?
  Что собой представляет системная плата?
  Как устроен компьютер?
  

• 

  3 слайд

  Компьютер - представляет собой программируемое электронное устройство, способное обрабатывать данные и производить вычисления, а также выполнять другие задачи манипулирования символами
  Основные классы компьютеров:
  
  • цифровые компьютеры, обрабатывающие данные в виде двоичных кодов;
  • аналоговые компьютеры, обрабатывающие непрерывно меняющиеся физические
  величины (электрическое напряжение, время и т.д.), которые являются аналогами вычисляемых величин.
  

• 

  4 слайд

  Главные устройства:
  
  • память (запоминающее устройство, ЗУ), состоящую из перенумерованных ячеек;
  • процессор, включающий в себя устройство управления (УУ) и арифметико-логическое устройство (АЛУ);
  • устройство ввода;
  • устройство вывода.
  В составе процессора имеется ряд специализированных дополнительных ячеек памяти, называемых регистрами.
  

• 

  5 слайд

  Функции памяти:
  
  • приём информации из других устройств;
  • запоминание информации;
  • выдача информации по запросу в другие устройства машины.
  Функции процессора:
  
  • обработка данных по заданной программе путем выполнения арифметических и логических операций;
  • программное управление работой устройств компьютера.
  

• 

  6 слайд

  Функции регистра:
  
  кратковременное хранение числа
  команды
  Типы регистра:
  • сумматор — регистр АЛУ, участвующий в выполнении каждой операции;
  • счетчик команд — регистр УУ, содержимое которого соответствует адресу
  очередной выполняемой команды;
  • регистр команд — регистр УУ для хранения кода команды на период времени, необходимый для ее выполнения.
  

• 

  7 слайд

  Джон фон Нейман, 1945 г.
  1. Принцип программного управления : программа состоит из набора команд, которые выполняются процессором автоматически друг за другом в определенной последовательности.
  2. Принцип однородности памяти : программы и данные хранятся в одной и той же памяти. Поэтому компьютер не различает, что хранится в данной ячейке памяти — число, текст или команда.
  3. Принцип адресности : структурно основная память состоит из перенумерованных ячеек; процессору в произвольный момент времени доступна любая ячейка.
  

• 

  8 слайд

  Команда — это описание элементарной операции, которую должен выполнить компьютер.
  Команда содержит информацию:
  
  • код выполняемой операции;
  • указания по определению операндов (или их адресов);
  • указания по размещению получаемого результата.
  Команды бывают:
  
  • одноадресные;
  • двухадресные;
  • трехадресные;
  • переменноадресные.
  Команды хранятся в ячейках памяти в двоичном коде
  

• 

  9 слайд

  Выполнение команды можно проследить по схеме:
  

• 

  10 слайд

  Архитектурой компьютера называется его описание на некотором общем уровне, включающее описание пользовательских возможностей программирования, системы команд, системы адресации, организации памяти.
  Структура компьютера — это совокупность его функциональных элементов и связей между ними. Элементами могут быть самые различные устройства — от основных
  логических узлов компьютера до простейших схем.
  

• 

  11 слайд

  Центральный процессор — это основной рабочий
  компонент компьютера, который выполняет арифметические и логические операции, заданные программой, управляет вычислительным процессом и координирует работу всех
  устройств компьютера.
  Центральный процессор содержит:
  • арифметико-логическое устройство;
  • шины данных и шины адресов;
  • регистры;
  • счетчики команд;
  • кэш — очень быструю память малого объема (от 8 до 512 Кбайт);
  • математический сопроцессор чисел с плавающей точкой.
  Микропроцессор Pentium 4
  

• 

  12 слайд

  Память компьютера построена из двоичных запоминающих элементов — битов, объединенных в группы по 8 битов, которые называются байтами. Номер байта называется его адресом.
  Разбиение памяти на слова для четырех байтовых компьютеров представлено в таблице:
  Различают два основных вида памяти — внутреннюю и внешнюю.
  

• 

  13 слайд

  В состав внутренней памяти входят:
  
  оперативная память
  кэш-память
  специальная память
  Важнейшая микросхема постоянной или Flash-памяти — модуль BIOS.
  Интегральные схемы BIOS и CMOS
  

• 

  14 слайд

  Оперативная память — это быстрое запоминающее устройство не очень большого объёма, непосредственно связанное с процессором и предназначенное для записи, считывания и хранения выполняемых программ и данных, обрабатываемых этими программами.
  Микросхемы памяти RIMM (сверху) и DIMM (снизу)
  

• 

  15 слайд

  Кэш или сверхоперативная память — очень быстрое ЗУ небольшого объёма, которое используется при обмене данными между микропроцессором и оперативной памятью для компенсации разницы в скорости обработки информации процессором и несколько менее быстродействующей оперативной памятью.
  Кэш-памятью управляет специальное устройство — контроллер, который, анализируя выполняемую программу, пытается предвидеть, какие данные и команды вероятнее всего понадобятся в ближайшее время процессору, и откачивает их в кэш-память.
  

• 

  16 слайд

  Постоянная память
  (энергонезависимая память, используется для хранения данных, которые никогда не потребуют изменения.)
  специальная память
  Видеопамять
  (разновидность оперативного ЗУ, в котором хранятся закодированные изображения)
  Перепрограммируемая постоянная память (энергонезависимая память, допускающая многократную перезапись своего содержимого с дискеты.)
  CMOS RAM — это память с невысоким быстродействием и минимальным
  энергопотреблением от батарейки.
  

• 

  17 слайд

  В состав внешней памяти компьютера входят:
  
  • накопители на жёстких магнитных дисках
  • накопители на гибких магнитных дисках
  • накопители на компакт-дисках
  • накопители на магнито-оптических компакт-дисках
  • накопители на магнитной ленте (стримеры)
  Внешняя память (ВЗУ) предназначена для длительного хранения программ и данных, и целостность её содержимого не зависит от того, включен или выключен компьютер.
  

• 

  18 слайд

  Жёсткий магнитный диск — это наиболее массовое запоминающее устройство большой ёмкости, в котором носителями информации являются круглые алюминиевые пластины — платтеры, обе поверхности которых покрыты слоем магнитного материала. Используется для постоянного хранения информации — программ и данных.
  Винчестерский накопитель со снятой крышкой корпуса
  

• 

  19 слайд

  Гибкий диск — носитель небольшого объема информации,
  представляющий собой гибкий пластиковый диск в защитной оболочке. Используется для переноса данных с одного компьютера на другой и для распространения программного обеспечения.
  Устройство дискеты
  

• 

  20 слайд

  Информация на диске представляется в виде последовательности впадин и выступов, расположенных на спиральной дорожке, выходящей из области вблизи оси диска. Для сравнения — на поверхности жесткого диска на дюйме по радиусу помещается лишь несколько сотен дорожек. Емкость CD достигает 780Мбайт.
  Накопитель CD-ROM
  

• 

  21 слайд

  Записывающий накопитель CD-R
  Накопитель на магнито-оптических компакт-дисках СD-MO
  Записывающий накопитель CD-R
  Накопитель WARM
  Записывающие оптические и магнитооптические накопители
  Накопитель CD-MO
  

• 

  22 слайд

  Стример — устройство для резервного копирования больших объёмов информации. В качестве носителя здесь применяются кассеты с магнитной лентой ёмкостью 1 — 2 Гбайта и больше.
  Накопитель на сменных дисках
  

• 

  23 слайд

  Аудиоадаптер - это специальная электронная плата,
  которая позволяет записывать звук, воспроизводить его и создавать программными средствами с помощью микрофона, наушников, динамиков, встроенного синтезатора и другого оборудования.
  Аудиоадаптер содержит:
  
  • аналого-цифровой, который преобразует непрерывные звуковые сигналы (речь, музыку, шум) в цифровой двоичный код и записывает его на магнитный носитель;
  
  • цифро-аналоговый, выполняющий обратное преобразование сохранённого в
  цифровом виде звука в аналоговый сигнал, который затем воспроизводится с
  помощью акустической системы, синтезатора звука или наушников.
  

• 

  24 слайд

  Видеоадаптер — это электронная плата, которая обрабатывает видеоданные (текст и графику) и управляет работой дисплея.
  Устройства компьютерной обработки видеосигналов
  Графические акселераторы
  Фрейм-грабберы
  TV-тюнеры
  

• 

  25 слайд

  Клавиатура компьютера — устройство для ввода информации в компьютер и подачи управляющих сигналов.
  Клавиатура компьютера
  

• 

  26 слайд

  Видеосистема компьютера состоит:
  
  • монитор
  • видеоадаптер (посылает в монитор сигналы управления яркостью лучей и синхросигналы строчной и кадровой развёрток)
  • программное обеспечение (обрабатывают видеоизображения — выполняют кодирование и декодирование сигналов, координатные преобразования, сжатие изображений)
  

• 

  27 слайд

  Принтер — печатающее устройство. Осуществляет вывод из компьютера закодированной информации в виде печатных копий текста или графики.
  Матричные принтеры
  Лазерные принтеры
  Струйные принтеры
  

• 

  28 слайд

  Плоттер — устройство, которое чертит графики, рисунки или диаграммы под управлением компьютера.
  Роликовый плоттер
  Сканер — устройство для ввода в компьютер графических изображений.
  Планшетный сканер
  

• 

  29 слайд

  Модем — устройство для передачи компьютерных данных на большие расстояния по телефонным линиям связи.
  Схема реализации модемной связи
  Внешний модем
  

• 

  30 слайд

  Факс — это устройство факсимильной передачи изображения по телефонной сети.
  

• 

  31 слайд

  Манипуляторы — это специальные устройства, которые используются для управления курсором.
  Мышь
  Джойстик
  Трекбол
  Дигитайзер
  

• 

  32 слайд

  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.
  

• 

  33 слайд

  Монитор — устройство визуального отображения информации (в виде текста, таблиц, рисунков, чертежей и др.).
  Разновидность мониторов:
  
  Монитор на базе электронно-лучевой трубки
  Жидкокристаллические мониторы
  Сенсорный экран
  Жидкокри-сталлический монитор
  Сенсорный экран
  Схема электронно-лучевой трубки
  

• 

  34 слайд

  Интерфейс — это средство сопряжения двух устройств, в котором все физические и логические параметры согласуются между собой.
  Для согласования интерфейсов периферийные устройства подключаются к шине не напрямую, а через свои контроллеры (адаптеры) и порты примерно по такой схеме:
  

• 

  35 слайд

  Контроллеры и адаптеры представляют собой наборы электронных цепей, которыми снабжаются устройства компьютера с целью совместимости их интерфейсов.
  Порты устройств представляют собой некие электронные схемы, содержащие один или несколько регистров ввода-вывода и позволяющие подключать периферийные устройства компьютера к внешним шинам микропроцессора.
  Порт
  Последовательный порт обменивается данными с процессором побайтно, а с внешними
  устройствами — побитно.
  Параллельный порт получает и посылает данные побайтно.
  

• 

  36 слайд

  Современный персональный компьютер состоит из нескольких основных конструктивных компонент:
  • системного блока;
  • монитора;
  • клавиатуры;
  • манипуляторов.
  В системном блоке размещаются:
  • блок питания;
  • накопитель на жёстких магнитных дисках;
  • накопитель на гибких магнитных дисках;
  • системная плата;
  • платы расширения;
  • накопитель CD-ROM;
  

• 

  37 слайд

  1 — Системная плата.
  2 — Разъём дополнительного второго процессора.
  3 — Центральный процессор с радиатором для отвода тепла.
  4 — Разъёмы оперативной памяти.
  5 — Накопитель на гибких магнитных дисках.
  6 — Накопитель CD-ROM.
  7 — Сетевая карта.
  8 — Графический акселератор.
  9 — Блок питания, преобразующий переменное напряжение электросети в постоянное напряжение различной полярности и величины, необходимое для питания системной платы и внутренних устройств.
  Системный блок со
  снятой крышкой корпуса
  

• 

  38 слайд

  Системная плата является основной в системном блоке. Она содержит компоненты, определяющие архитектуру компьютера:
  • центральный процессор;
  • постоянную (ROM) и оперативную (RAM) память, кэш-память;
  • интерфейсные схемы шин;
  • гнёзда расширения;
  • обязательные системные средства ввода-вывода
  

• 

  39 слайд

  Системная плата компьютера класса Pentium
  1 — Разъём под центральный процессор;
  2 — Дополнительный кэш объёмом 256Кбайт;
  3 — Разъём под дополнительный кэш;
  4 — Контроллеры внешних устройств;
  5 — Разъёмы накопителей на жёстких магнитных дисках;
  6 — Разъёмы под оперативную память, 4 планки;
  7 — Коннектор (соединитель) клавиатуры и мыши;
  8 — Микросхема, обслуживающая флоппи-дисковод, последовательные порты и параллельный порт;
  9 — Разъёмы 32-битной шины (для видеокарты, карты Интернет и др.);
  10 — Перезаписываемая BIOS (Flash-память);
  11 — Мультимедийная шина;
  12 — Разъёмы 16-битной шины.
  

• 

  40 слайд

  Спасибо
  за внимание!
  

Краткое описание материала