Аппаратное представление персонального компьютера
Курсовая работа: Аппаратное представление персонального компьютера
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1 КЛАССИФИКАЦИЯ КОМПЬЮТЕРА
2 АППАРАТНОЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ПК И ИХ ХАРАКТЕРИСТИКИ
2.1 Системный блок
2.2 Системная плата
2.3 Чипсет
2.4 Память ПК
2.5 Жесткий диск
3 МОНИТОР
4 КЛАВИАТУРА
5 МАНИПУЛЯТОР МЫШЬ
6 ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ВВЕДЕНИЕ
Примерно 40 тысяч лет назад
в процессе эволюции живой
природы человек разумный. Человек
существует в «море»
Целесообразное поведение
Человек может использовать
пять различных способов
Полученную информацию в
форме зрительных, слуховых и
других образов человек хранит
в памяти, обрабатывает с помощью
мышления и использует для
управления своим поведением
и достижения поставленных
Человек не может жить вне общества. В процессе общения с другими людьми человек передает и получает информацию в форме сообщений. А заре человеческой истории для передачи информации использовался язык жестов, затем появилась устная речь. В настоящее время обмен сообщениями между людьми производится с помощью сотен естественных языков. Для того, чтобы информация была понятна. Язык должен быть известен всем людям, участвующим в общении.
Чем большее количество
С самого начала человеческой истории возникла потребность накопления информации для ее передачи во времени из поколения в поколение и передачи в пространстве на большие расстояния. Процесс накопления информации начался с изобретения в IV тысячелетии до нашей эры письменности и первых носителей информации (шумерские глиняных табличек и древнеегипетских папирусов).
Для того чтобы человек мог правильно ориентироваться в окружающем мире, информация должна быть полной и точной. Полнота и точность – это еще два свойства информации. Задача получения полной и точной информации о природе, обществе и технике стоит перед наукой. Процесс систематического научного познания окружающего мира, в котором информация рассматривается как знания, начался с середины XV века после изобретения книгопечатания.
Для долговременного хранения
знаний и распространения их
в обществе необходимы
До настоящего времени в качестве основного носителя информации используется бумага. В прошлом веке широкое распространение для хранения информации поучила фото- и кинопленка. В настоящее время для хранения информации широко используется также магнитные носители (аудио- и видеопленки, гибкие и жесткие диски) и оптические носители (CD- и DVD-диски).
1 КЛАССИФИКАЦИЯ КОМПЬЮТЕРОВ
Компьютер – это устройство
или средство, предназначенное для
обработки информации. Компьютер
может обрабатывать только
Современным компьютерам
1. В 1943 году была создана
2. Второе поколение (50 – 60 г.г.)
компьютеров построено на базе
полупроводниковых элементов (
3. Основная элементная база компьютеров третьего поколения (60 – 70 г.г.) - интегральные схемы малой и средней интеграции.
4. В компьютерах четвертого
поколения (70 – по н/в) применены
больших интегральных схемах
БИС (микропроцессоры). Применение
микропроцессоров в ЭВМ
5. В настоящее время ведутся
работы по созданию ЭВМ пятого
поколения, которые
Существует и другие различные системы классификации ЭВМ:
по производительности и быстродействию
по назначению
по уровню специализации
по типу используемого
по особенностям архитектуры
по размерам
Рассмотрим схему
Рисунок.1. Классификация ЭВМ.
Средние ЭВМ широкого
Мини-ЭВМ ориентированы на
использование в качестве
Микро - ЭВМ — это компьютеры,
в которых в качестве
Современные персональные
К персональным компьютерам
относятся настольные и
Процессор – функциональная
часть ЭВМ, выполняющая
Запоминающие устройства
Оперативные ЗУ хранят
Внешние запоминающие
ПЗУ (постоянные запоминающие
устройства) и ППЗУ (перепрограммируемые
постоянные запоминающие
В качестве устройства ввода информации служит, например, клавиатура. В качестве устройства вывода – дисплей, принтер и т.д.
2 АППАРАТНОЕ УСТРОЙСТВО ПК И ИХ ХАРАКТЕРИСТИКИ
Персональные компьютеры
Рассмотрим IBM – совместимый
настольный персональный
Совместимость устройств
К базовой конфигурации
системный блок;
клавиатура, которая обеспечивает ввод информации в компьютер;
манипулятор мышь, облегчающий ввод информации в компьютер;
монитор, предназначенный для
изображения текстовой и
2.1 Системный блок
В персональных компьютерах, выпускаемых в портативном варианте, системный блок, монитор и клавиатура объединяются в один корпус. Системный блок представляет собой металлическую коробку со съемной крышкой, в которой размещены различные устройства компьютера.
Рис. 2. Внешний вид системного блока.
По форме корпуса бывают:
Desktop – плоские корпуса (
Tower - вытянутые в виде башен (вертикальное расположение), обычно располагаются на полу.
Корпуса различаются по
Порты (каналы ввода - вывода)
На задней стенке корпуса
современных ПК размещены (
Game - для игровых устройств (для подключения джойстика)
VGA - интегрированный в материнскую плату VGA – контроллер для подключения монитора для офисного или делового ПК
COM - асинхронные последовательные
(обозначаемые СОМ1—СОМЗ). Через
них обычно подсоединяются
PS/2 – асинхронные
LPT - параллельные (обозначаемые LPT1—LPT4), к ним обычно подключаются принтеры
USB - универсальный интерфейс для
подключения 127 устройств (этот
интерфейс может располагаться
на передней или боковой
IEЕЕ-1394 (FireWire) - интерфейс для передачи больших объемов видео информации в реальном времени (для подключения цифровых видеокамер, внешних жестких дисков, сканеров и другого высокоскоростного оборудования). Интерфейсом FireWire оснащены все видеокамеры, работающие в цифровом формате. Может использоваться и для создания локальных сетей.
iRDA - инфракрасные порты
Bluetooth ("блутус")- высокоскоростной микроволновый стандарт, позволяющий передавать данные на расстояниях до 10 метров. Если нет встроенного Bluetooth адаптера, то он может быть выполнен в виде дополнительного внешнего устройства (USB bluetooth адаптера), подключаемого через USB-порт. USB bluetooth адаптеры предназначены для беспроводного подключения карманных или блокнотных ПК, или сотового телефона к настольному компьютеру.
Рисунок 3. Внешний вид портов на задней панели системного блока.
Разъемы звуковой карты: для подключения колонок, микрофона и линейный выход.
Необходимо отметить, что наличие или отсутствие в ПК перечисленных портов зависит от его стоимости и уровня современности.
В системном блоке расположены основные узлы компьютера:
- Системная или материнская плата (motherboard), на которой установлены дочерние платы (контроллеры устройств, адаптеры или карты) и другие электронные устройства:
- блок питания, преобразующий
электропитание сети в
Рисунок 4. Внешний вид блока питания.
- накопитель на жестком
- накопители на оптических
- накопители (или дисководы) для гибких магнитных дисков, используемые для чтения и записи на дискеты;
- устройства охлаждения:
Рисунок 5. Внешний вид вентилятора.
2.2 Системная плата
Важнейшим узлом ПК является системная плата, иначе называемая материнской платой. Системная плата есть не во всех компьютерах. В некоторых ПК элементы, обычно устанавливаемые на системной плате, расположены на отдельных платах расширения, вставленных в разъемы системной платы - слоты расширения. В компьютерах такого типа плата с разъемами называется объединительной платой, а системные блоки подобной конструкции называются объединительными системными блоками.
Объединительная плата может быть пассивной и активной. На пассивной плате устанавливаются разъемы шины и, возможно, электрические схемы для обработки буферов и дисковых накопителей. Все остальные компоненты располагаются на одной или нескольких платах расширения, вставляемых в разъемы объединительной платы. Иногда вся схема размешается на одной плате расширения, которую называют системной, или материнской картой. Такая системная карта является, в сущности, системной платой, вставляемой в разъем пассивной объединительной платы. Системы такого типа редко встречаются из-за дороговизны высокопроизводительных системных карт. Конструкции с объединительной платой популярны в промышленности, где их часто монтируют в стойках. Такой же конструкцией отличаются некоторые мощные файл-серверы.
На активной объединительной плате установлен котроллер шины. Обычно на ней содержатся и другие компоненты. В большинстве компьютеров на активной объединительной плате располагаются практически все узлы обычной системной платы, кроме процессорного модуля. Процессорный модуль - это плата, на которой установлены центральный процессор и все связанные с ним узлы, например схема синхронизации, кэш и т. д. Конструкция с процессорным модулем позволяет легко перевести систему на другой процессор, сменив всего одну плату. Фактически речь идет о модульной системной плате с заменяемой секцией процессора. В большинстве современных ПК объединительная плата активна и имеет отдельный процессорный модуль. К сожалению, из-за отсутствия стандарта на способ взаимодействия процессорного модуля с остальными узлами системы каждая фирма выпускает свои платы, которые можно приобрести только у производителя конкретного компьютера. Такое сужение рынка приводит к тому, что эти платы дороже большинства полных системных плат (с процессором) других производителей.
Системные платы выпускаются в нескольких вариантах. Они отличаются размерами, что, в свою очередь, определяет тип корпуса, в котором их можно установить. Существуют такие основные разновидности системных плат: объединительная плата; полноразмерная плата AT; Baby-AT; LPX; АТХ; NLX.
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
- платы с разъёмом Super Socket 7 (Socket
A) предназначены для “
Одним из контроллеров, которые присутствуют во всех компьютерах, является контроллер портов ввода-вывода.
Типы портов:
- параллельные (LPT1-LPT4), к ним обычно
присоединяют принтеры и
- последовательные асинхронные порты (COM1-COM4), к ним подсоединяются мышь, модем и т. д.;
- игровой порт – для
- порт USB (USB 2) – недавняя разработка
- порт с наивысшей скоростью
ввода-вывода, к нему подключаются
новые модели принтеров,
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).
Рисунок 6. Внешний вид системной платы.
Объединительные платы
Системные (материнские)
Системы с объединительными платами бывают двух основных типов: пассивные и активные.
Рисунок 7. Логическая схема системной платы.
Пассивные объединительные
платы вообще не содержат
Активные объединительные
Обе конструкции, и
2.3 Чипсет
Чипсет – набор микросхем
материнской платы для
Северный мост обеспечивает
обмен информацией между
К северному мосту
По мере увеличения
Южный мост обеспечивает
обмен информацией между
Рисунок 8. Внешний вид чипсета.
Разработкой чипсетов для настольных ПУ занимаются 5 компаний: Intel, AMD, NVIDIA, VIA и SIS.
Фирма Intel делит чипсеты для настольных ПК на группы по назначению:
производительные – Х58, Х48, Х38…
распространенные – Q45, Q43, P55, P45, G45…
Выбор типа чипсета зависит от процессора, с которым он работает, и определяет вид других устройств ПК.
Рисунок 9. Схема чипсета Intel G45.
Чипсеты Intel, появившись в 1993 году, предназначались для процессоров Pentium с напряжением питания 5B, устанавливаемых в разъем Socket 4 и имеющих тактовую частоту 60 или 66 МГц. VIA (Apollo Master, 1VP, 2VP, Vp2/97,VPX/97,VP3,mVP3), AcerLabs (Ali Aladdin от I до V), SiS (чипсеты этой фирмы не имеют красивого названия, только номера от 5581/82 до 5597/98), а так же примкнувшая к ним OPTi Vendetta.
Чипсет Intel 848P (i848P) ориентирован на разработку настольных персональных компьютеров. Поддерживает процессоры Intel Pentium 4 с технологией Hyper-Threading, созданные по технологии 0,13 мкм, подключаемые через разъем Socket 478 и работающие с шиной FSB типа QPB (Quad-Pumped Bus). Это чипсет (набор микросхем системной логики) рассчитан на тактовую частоту 100, 133 и 200 МГц, что обеспечивает частоту передачи данных 400, 533, 800 МГц. Так же данный чипсет способен поддерживать работу и процессоров Pentium 4, созданных на основе ядра Prescott (технология 90 нм,1 Мбайт кэш-памяти L2).
Чипсет i848P создан на основе набора i865PE, известного ранее как Springdale и являющегося флагманом линейки i865.
Базовый комплект чипсета i848P состоит из микросхем Intel 82848P Memory Controller Hub (MCH) и Intel 82801EB (ICH5). В качестве второй микросхемы может использоваться улучшенный вариант ICH5 - Intel 82801ER (ICH5R), обладающий расширенными возможностями работы с дисковой подсистемой памяти.
2.4 Память ПК
Память компьютера построена из двоичных запоминающих элементов — битов, объединенных в группы по 8 битов, которые называются байтами. (Единицы измерения памяти совпадают с единицами измерения информации). Все байты пронумерованы. Номер байта называется его адресом.
Байты могут объединяться в ячейки, которые называются также словами. Для каждого компьютера характерна определенная длина слова — два, четыре или восемь байтов. Это не исключает использования ячеек памяти другой длины (например, полуслово, двойное слово). Как правило, в одном машинном слове может быть представлено либо одно целое число, либо одна команда.
Широко используются и более крупные производные единицы объема памяти: Килобайт, Мегабайт, Гигабайт, а также, в последнее время, Терабайт и Петабайт.
Современные компьютеры имеют много разнообразных запоминающих устройств, которые сильно отличаются между собой по назначению, временным характеристикам, объёму хранимой информации и стоимости хранения одинакового объёма информации. Различают два основных вида памяти — внутреннюю и внешнюю.
В состав внутренней памяти входят оперативная память, кэш-память и специальная память.
Внешняя память (ВЗУ) предназначена для длительного хранения программ и данных, и целостность её содержимого не зависит от того, включен или выключен компьютер. В отличие от оперативной памяти, внешняя память не имеет прямой связи с процессором. Информация от ВЗУ к процессору и наоборот циркулирует примерно по следующей цепочке:
Оперативная память одна из основных компонентов компьютера, предназначенный для хранения информации во время исполнения программ на компьютере.
Оперативная память (ОЗУ, англ. RAM, Random Access Memory — память с произвольным доступом) — 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.
Оперативная память используется только для временного хранения данных и программ, так как, когда машина выключается, все, что находилось в ОЗУ, пропадает. Доступ к элементам оперативной памяти прямой — это означает, что каждый байт памяти имеет свой индивидуальный адрес.
Объем ОЗУ обычно составляет от 32 до 512 Мбайт. Для несложных административных задач бывает достаточно и 32 Мбайт ОЗУ, но сложные задачи компьютерного дизайна могут потребовать от 512 Мбайт до 2 Гбайт ОЗУ.
Обычно ОЗУ исполняется из интегральных микросхем памяти SDRAM (синхронное динамическое ОЗУ). Каждый информационный бит в SDRAM запоминается в виде электрического заряда крохотного конденсатора, образованного в структуре полупроводникового кристалла. Из-за токов утечки такие конденсаторы быстро разряжаются, и их периодически (примерно каждые 2 миллисекунды) подзаряжают специальные устройства. Этот процесс называется регенерацией памяти (Refresh Memory). Микросхемы SDRAM имеют ёмкость 16 — 256 Мбит и более. Они устанавливаются в корпуса и собираются в модули памяти.
Большинство современных компьютеров комплектуются модулями типа DIMM (Dual-In-line Memory Module — модуль памяти с двухрядным расположением микросхем). В компьютерных системах на самых современных процессорах используются высокоскоростные модули Rambus DRAM (RIMM) и DDR DRAM.

- Аппаратное проектирование локальной вычислительной сети
- Аппаратно-студийный комплекс областного телецентра
- Аппаратно-технологическая схема производства глюкозамина из хитина
- Аппаратно-технологическая схема производства протеолитических ферментов из внутренностей рыб
- Аппаратно-технологическая схема производства протеолитических ферментов из внутренностей рыб
- Аппаратные и программные измерительные мониторы
- Аппаратные и программные средства для построения локальной сети
- Аппарат (механизм) государства
- Аппарат (механизм) государства и принцип разделения властей
- Аппаратная и программная организация сервера
- Аппаратная реализация микроконтроллеров на базе нечёткой логики
- Аппаратная часть современного ПК: Дисковые устройства
- Аппаратное и программное обеспечение ЭВМ и сетей
- Аппаратное обеспечение сетей Token Ring