Какие основные блоки входят в состав компьютера.

Как устроен компьютер?

Разнообразие современных компьютеров очень велико. Но их структуры основаны на общих логических принципах, позволяющих выделить в любом компьютере следующие 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.

Эти устройства соединены каналами связи, по которым передается информация.

                            

Архитектура компьютера.

    Все современные компьютеры имеют одинаковую внутреннюю организацию. В ее основу положен магистрально-модульный принцип или принцип открытой архитектуры. Что он означает? Магистраль (материнская плата) - это общая линия проводников, к которым через специальные разъемы (порты или слоты) подключаются различные устройства компьютера (модули). Обмен информацией между модулями осуществляется через магистраль.

 

С И С Т Е М Н Ы Й Б Л О К

М А Г И С Т Р А Л Ь

(материнская плата)

Процессор

ROM

 

RAM

FDD

HDD

Монитор

CD-ROM

Клавиатура

Мышь

Другие устройства

 

 

 

ПРОЦЕССОР. Это "мозг" компьютера. Он состоит из устройства управления работой компьютера (УУ) и арифметико-логического устройства (АЛУ), где производятся все операции (сложение, сравнение и др.).

 Характеристики процессора:

 а) Тактовая частота (скорость работы процессора). Измеряется в мегагерцах (MHz).

 б) разрядность (объем информации, который процессор обрабатывает за 1 операцию < 8,16, 32, 64 бит >). 

  Устройство процессора позволяет осуществлять программный принцип работы самого компьютера, когда процессор сам читает очередную команду и сам ее выполняет, или дает команду на выполнение другим устройствам компьютера через магистраль.

Функции процессора:

обработка данных по заданной программе путем выполнения арифметических и логических операций;

программное управление работой устройств компьютера.

Та часть процессора, которая выполняет команды, называется арифметико-логическим устройством (АЛУ), а другая его часть, выполняющая функции управления устройствами, называется устройством управления (УУ). 

Обычно эти два устройства выделяются чисто условно, конструктивно они не разделены.

В составе процессора имеется ряд специализированных дополнительных ячеек памяти, называемых регистрами.

Регистр выполняет функцию кратковременного хранения числа или команды. Над содержимым некоторых регистров специальные электронные схемы могут выполнять некоторые манипуляции. Например, "вырезать" отдельные части команды для последующего их использования или выполнять определенные арифметические операции над числами. 

Основным элементом регистра является электронная схема, называемая триггером, которая способна хранить одну двоичную цифру (разряд двоичного кода).

Регистр представляет собой совокупность триггеров, связанных друг с другом определённым образом общей системой управления. 

Существует несколько типов регистров, отличающихся видом выполняемых операций. Некоторые важные регистры имеют свои названия, например:

сумматор — регистр АЛУ, участвующий в выполнении каждой операции;

счетчик команд — регистр УУ, содержимое которого соответствует адресу очередной выполняемой команды; служит для автоматической выборки программы из последовательных ячеек памяти;

регистр команд — регистр УУ для хранения кода команды на период времени, необходимый для ее выполнения. Часть его разрядов используется для хранения кода операции, остальные — для хранения кодов адресов операндов.

№

Тип процессора

Тактовая частота (MHz)

Разрядность (бит)

1.

До 16

2.

До 32

3.

До 66

4.

Pentium

До 166

5.

Pentium Pro

До 200

6.

Pentium MMX

До 233

7.

Pentium II

До 466

8.

Pentium III

До 800

ПАМЯТЬ. Имеются два вида памяти: внутренняя и внешняя.

 Функции памяти:

приём информации из других устройств;

запоминание информации;

выдача информации по запросу в другие устройства машины.

 

Память

Внутренняя память

Внешняя память

FDD

(гибкие магнитные диски)

 

 

ROM

(постоянная память)

    

RAM

(оперативная память)

CD

(компакт-диски)

HDD

(гибкие магнитные диски)

 

Ø Внутренняя память компьютера делится на постоянную память (ROM) и оперативную память (RAM).

а) Постоянная память (ROM) содержит программу первоначальной загрузки компьютера, программы проверки работоспособности всех частей компьютера и не может быть изменена пользователем. Этот комплекс программ называется BIOS (базовая система ввода-вывода). Информация, хранящаяся в ПП сохраняется при выключении компьютера.

б) Оперативная память (RAM). Информация, хранящаяся в ОП изменяется в процессе работы компьютера. Оперативная память состоит из ячеек. В каждой из них может храниться один байт информации. Чтобы не «перепутать» ячейки в процессе обработки информации, компьютер каждой из них присваивает свой номер, который называется адресом ячейки.

ОП делится на области для хранения различных видов информации. Основные из них:

· системные переменные - хранится информация для работы управляющей программы;

· программная область - хранятся программы пользователя;

· буфер обмена– используется для обмена информацией между программами.

· буфер страницы экрана - размещается копия содержимого экрана;

· переменные            - хранятся данные программы пользователя;

· буфер текущей строки - хранится набираемая на клавиатуре строка;

· блок вычислений - используется процессором для хранения промежуточных этапов вычислений;

· системный блок - хранятся адреса и номера строк выполняемой программы;

· свободная область - используется программой пользователя или другими ОЗУ при переполнении.

В современных компьютерах применяются два вида RAM: DIMM – более быстрая, и SIMM – более надежная. Объем оперативной памяти компьютера измеряется в Мегабайтах (Mb). Оперативная память может иметь 8, 16, 32, 64, 128 и 256 Mb.

Микросхемы ОП запоминают и выдают данные очень быстро, но для хранения информации они не годятся – здесь нужны другие способы. Когда человеку нужно что-то прочно запомнить, он использует записную книжку. Для таких же целей в компьютере служит внешняя память.

Внешняя память компьютера состоит из нескольких устройств. У каждого из них есть имя, чтобы отличать устройства памяти друг от друга.

1. Гибкие магнитные диски (FDD) иначе называют дискетами. Их имена – А: и В:, если дисковод один, то имя его А:. Сейчас обычно применяют дискеты размером 3,5”. На такую дискету помещается 1,4 Mb информации, это, примерно, книга до 500 листов без картинок.

2. Жесткий магнитный диск (HDD, винчестер). Это наиболее емкое хранилище информации. Он может быть разделен на части (логические диски). Имена логических дисков – C:, D: … Если винчестер не разбит на логические диски, то имя его С:. На винчестер помещается до 10 Gb (Гигабайт) информации.

3. Лазерный компакт-диск (CD). Его имя – Е: (следующая буква за именами логических дисков винчестера). На компакт-диск помещается до 640 Mb информации.

Структура данных на магнитном диске.Чтобы ту или иную информацию можно было не только записать, но и потом прочитать, у нее должен быть адрес.

G Наименьшая единица хранения информации на диске, имеющая свой адрес называется файлом.

Чтобы у каждого файла на диске был свой адрес, диск разбивают на дорожки, а дорожки в свою очередь разбивают на секторы. Размер каждого сектора равен 512 байт. Разбиение диска на дорожки называют форматированием диска. Самая первая дорожка магнитного диска (нулевая) считается служебной. На ней хранится каталог диска – таблица размещения файлов на диске (FAT – таблица). Если эта таблица будет повреждена, то информация на диске станет недоступной.

Монитор.Мониторы компьютеров определяются размером диагонали экрана, которая измеряется в дюймах (14”, 15”, 17” и т.д.). Если компьютер предназначен для работы с графикой, то экран должен быть не менее 17”.

Клавиатура. Остановимся на ней чуть позже.

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;

и др.

Корпус системного блока может иметь горизонтальную (DeskTop) или вертикальную (Tower — башня) компоновку.

Клавиатура

Клавиатура компьютера — устройство для ввода информации в компьютер и подачи управляющих сигналов. Содержит стандартный набор клавиш печатной машинки и некоторые дополнительные клавиши — управляющие и функциональные клавиши, клавиши управления курсором и малую цифровую клавиатуру. 

Все символы, набираемые на клавиатуре, немедленно отображаются на мониторе в позиции курсора (курсор — светящийся символ на экране монитора, указывающий позицию, на которой будет отображаться следующий вводимый с клавиатуры знак).

Наиболее распространена сегодня клавиатура c раскладкой клавиш QWERTY (читается "кверти"), названная так по клавишам, расположенным в верхнем левом ряду алфавитно-цифровой части клавиатуры.

 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 F10.

Управляющие клавиши имеют следующее назначение:

Enter — клавиша ввода;

Esc (Escape — выход) клавиша для отмены каких-либо действий, выхода из программы, из меню и т.п.;

Ctrl и Alt — эти клавиши самостоятельного значения не имеют, но при нажатии совместно с другими управляющими клавишами изменяют их действие;

Shift (регистр) — обеспечивает смену регистра клавиш (верхнего на нижний и наоборот);

Insert (вставлять) — переключает режимы вставки (новые cимволы вводятся посреди уже набранных, раздвигая их) и замены (старые символы замещаются новыми);

Delete(удалять) — удаляет символ с позиции курсора;

Back Space или — удаляет символ перед курсором;

Home и End — обеспечивают перемещение курсора в первую и последнюю позицию строки, соответственно;

Page Up и Page Down — обеспечивают перемещение по тексту на одну страницу (один экран) назад и вперед, соответственно;

Tab — клавиша табуляции, обеспечивает перемещение курсора вправо сразу на несколько позиций до очередной позиции табуляции;

Caps Lock — фиксирует верхний регистр, обеспечивает ввод прописных букв вместо строчных;

Print Screen — обеспечивает печать информации, видимой в текущий момент на экране.

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.

Мышь.Удобное устройство, с помощью которого можно управлять объектами. Имеет две или три кнопки:

Þ Левая кнопка – для выделения объекта; включения-выключения кнопок на экране; выбора пункта меню; перетаскивания.

Þ Правая кнопка – контекстное меню.

Þ Средняя кнопка (если есть) – прокрутка.

 

ДРУГИЕ УСТРОЙСТВА. Дополнительно к компьютеру подключаются:

· колонки или наушники (если есть звуковая плата);

· принтер (устройство печати);

Тип принтера

Достоинства

Недостатки

Применение

матричный

печать на любой бумаге, можно через копирку, печатная лента дешевая, лента меняется редко

шум, только текст, низкое качество печати

для секретарской работы (без графики), например, в банковской сфере;

струйный

цветная графика высокого качества

самая дорогая копия (из-за дороговизны расходных материалов)

дома или при очень небольших объемах печати

лазерный

высокая скорость, хорошая ч/б графика

самый дорогой из принтеров

офисах при больших объемах печати (с графикой)

 

сканер: планшетный, ручной, протяжный. Применяется для записи на компьютер графики и текста с бумажных носителей информации

Вопросы для контроля:

1. В чем заключается программный принцип работы компьютера?

2. Из каких устройств состоит процессор?

3. Назовите характеристики процессора.

4. В чем заключается программный принцип работы процессора?

5. На какие два класса делится память компьютера?

6. Назовите программы, содержащиеся в постоянной памяти компьютера.