Устройство персонального компьютера

2,587 views
2,407 views

Published on

Published in: Education
0 Comments
2 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

No Downloads
Views
Total views
2,587
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
797
Actions
Shares
0
Downloads
74
Comments
0
Likes
2
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

Устройство персонального компьютера

  1. 1. Informatics.ssga.ru Устройствоперсонального компьютера Attribution-ShareAlike (by-sa) — Лицензия «С указанием авторства — Копилефт» stanislav.katsko.name
  2. 2. Часть 1. Базовая конфигурацияперсонального компьютера
  3. 3. Базовая конфигурация ПККонфигурация – состав оборудованияперсонального компьютера.Базовая (типовая) конфигурация:✔ системный блок✔ монитор✔ клавиатура✔ мышь
  4. 4. Системный блок внутренние устройства корпус tower
  5. 5. Системный блокФорм-фактор – стандарт, задающий габаритныеразмеры какого-либо устройства, а такжеописывающий дополнительные совокупности еготехнических параметров.Форм-фактор для компьютеров может определятьсякак для самого корпуса, так и для устанавливаемойв него материнской платы. ATX
  6. 6. Системный блокБлок питания (БП) – вторичный источникэлектропитания. Предназначен для снабжения узловкомпьютера электрической энергией постоянноготока.Задачи: преобразование сетевого напряжения;стабилизация; защита от незначительных помех;охлаждение системного блока.
  7. 7. МониторМонитор – универсальное устройство визуальногоотображения всех видов информации.Состоит из дисплея и устройств для выводатекстовой, графической и видео информации надисплей.
  8. 8. Классификация мониторов1. По виду выводимой информации:✔ алфавитно-цифровые✔ графические2. По строению:✔ ЭЛТ – на основе электронно-лучевой трубки✔ ЖК – жидкокристаллические✔ Плазменный – на основе плазменной панели✔ другие менее распространенные
  9. 9. Классификация мониторов3. По типу видеоадаптера:✔ HGC – подключался к монохромному монитору✔ CGA – максимальное разрешение – 640×200,цветовая глубина – 4 б✔ EGA✔ VGA – объём видеопамяти VGA — 256 кБ✔ SVGA – разрешения от 800х600 и выше приколичестве цветов от 2 (монохромный режим) до 16миллионов (24 бит на пиксель)
  10. 10. Основные параметры мониторов✔ Вид экрана – стандартный (4:3) иширокоформатный✔ Размер экрана – определяется длиной диагонали✔ Разрешение – число пикселей по вертикали игоризонтали✔ Глубина цвета – количество бит на кодированиеодного пикселя✔ Размер зерна или пикселя✔ Угол обзора✔ Частота обновления экрана
  11. 11. КлавиатураКлавиатура – одно из основных устройств вводаинформации от пользователя в компьютер.Стандартная компьютерная клавиатура (PC/AT илиAT-клавиатура) имеет 101 или 102 клавиши.
  12. 12. КлавиатураГруппы клавиш:✔ функциональные (F1 – F12)✔ алфавитно-цифровые (буквы и цифры)✔ управления курсором✔ цифровая панель (панель справа)✔ специализированные (мультимедиа)✔ модификаторы (Shift, Ctrl, Alt)
  13. 13. КлавиатураEsc – выходTab – табуляцияCapsLock – заглавные буквыNumLock – включение/отключение цифровой панелиShift, Ctrl, Alt – меняют значения клавиш кнопка Пуск контекстное менюEnter – ввод – Backspace (шаг назад)Insert (Ins) – вставка Delete (Del) – удалениеHome – в начало строки End – в конец строкиPageUp (PgUp) – на страницу вверхPageDown (PgDn) – на страницу внизPrntScrn – «снимок» экрана (скриншот)
  14. 14. КлавиатураРаскладка клавиатуры – схема закреплениясимволов национальных алфавитов за конкретнымиалфавитно-цифровыми клавишами.Переключение раскладки:Alt + Shift илиCtrl + Shift
  15. 15. МышьМышь – одно из указательных устройств ввода,обеспечивающее интерфейс пользователя скомпьютером.Необходим драйвер мыши.
  16. 16. Часть 2. Архитектура ЭВМ.Принципы Дж. фон Неймана
  17. 17. Архитектура ЭВМАрхитектура вычислительной машины(архитектура ЭВМ) – концептуальная структуравычислительной машины.➔ определяет проведение обработки информации;➔ включает методы преобразования информации вданные и принципы взаимодействия техническихсредств и программного обеспечения.
  18. 18. Архитектура ЭВМ2 типа архитектуры:– принстонская (фон Неймана)– гарвардская.Обе они выделяют 2 основных узла ЭВМ: центральныйпроцессор и память компьютера.Различие – в структуре памяти:– в принстонской архитектуре программы и данныехранятся в одном массиве памяти и передаются впроцессор по одному каналу;– гарвардская архитектура предусматривает отдельныехранилища и потоки передачи для команд и данных.
  19. 19. Архитектура ЭВМКлассификация М. Флинна (1966 г.) SISD SIMD MISD MIMD
  20. 20. Архитектура фон НейманаАрхитектура фон Неймана – широко известныйпринцип совместного хранения программ и данных впамяти компьютера.Вычислительные системы такого рода часто обозначаюттермином «машина фон Неймана». типSISD
  21. 21. Принципы фон Неймана1. Принцип двоичного кодирования.Для представления данных и команд используется двоичнаясистема счисления.2. Принцип однородности памяти.Как программы (команды), так и данные хранятся в одной итой же памяти (и кодируются в одной и той же системесчисления — чаще всего двоичной). Над командами можновыполнять такие же действия, как и над данными.3. Принцип адресуемости памяти.Структурно основная память состоит из пронумерованныхячеек; процессору в произвольный момент времени доступналюбая ячейка.
  22. 22. Принципы фон Неймана4. Принцип последовательного программногоуправления.Все команды располагаются в памяти и выполняютсяпоследовательно, одна после завершения другой.5. Принцип условного перехода.Команды из программы не всегда выполняются одна задругой. Возможно присутствие в программе команд условногоперехода, которые изменяют последовательностьвыполнения команд в зависимости от значений данных.
  23. 23. Часть 3.Внутреннее устройство системного блока
  24. 24. Внутреннее устройство системного блока✔ материнская плата✔ процессор✔ память✔ дисководы✔ встроенные устройства✔ порты
  25. 25. Материнская платаМатеринская плата (motherboard, MB) – сложнаямногослойная печатная плата, на которойустанавливаются основные компоненты ПК (ЦП,контроллер ОЗУ, ОЗУ, ПЗУ, контроллеры базовыхинтерфейсов ввода-вывода).
  26. 26. Материнская платаМатеринская плата содержит разъёмы (слоты) дляподключения дополнительных контроллеров.Состав:✔ центральный процессор✔ набор системной логики – «северный мост»(системный контроллер) и «южный мост»(периферийный контроллер)✔ ОЗУ (оперативная память)✔ загрузочное ПЗУ
  27. 27. Системная шинаСистемная шина – подсистема, которая передаётданные между функциональными блокамикомпьютера.Шина адреса – используется ЦП для указанияфизического адреса слова ОЗУ (или начала блокаслов), к которому устройство может обратиться дляпроведения операции чтения или записи.Шина данных – предназначена для передачиинформации.Шина управления – передаются сигналы,определяющие характер обмена информацией помагистрали.
  28. 28. ПроцессорПроцессор (CPU = Central Processing Unit) –микросхема, которая обрабатывает информацию иуправляет всеми устройствами компьютера.
  29. 29. ПроцессорСостав:АЛУ – арифметико-логическое устройство – служитдля выполнения арифметических и логическихпреобразований над данными;УУ – устройство управления – часть процессора,выполняющая функции управления АЛУ, а такжезапоминающими и внешними устройствамикомпьютера.
  30. 30. ПроцессорыPentium, Pentium-II, K7, Athlon XP, DuronPentium-III, Pentium 4 Athlon 64Celeron (для дома) Sempron (для дома иXeon (для серверов) ноутбуков)Pentium M (для ноутбуков) Turion (для ноутбуков)Pentium D, Core 2 Duo Opteron (для серверов)(2 ядра) Athlon 64 X2 (2 ядра)Core 2 Quad (4 ядра)
  31. 31. Характеристики процессоров1. Тактовая частота – число тактов в секунду.Такт – время выполнения простейшей операцииГц – герц, 1 Гц = 1 такт в секунду,1 Ггц = 109 тактов в секунду.2. Разрядность – количество разрядов (битов),одновременно обрабатываемых устройством.3. Частота системной шины – частота обмена данными спамятью и внешними устройствами.4. Объем кэш-памяти. Intel Pentium 4 3.0G 800MHz/1M тактовая частота тактовая частота частота шины частота шины кэш-память кэш-память 3 ГГц 3 ГГц 800 МГц 800 МГц 1 Мб 1 Мб
  32. 32. Компьютерная памятьКомпьютерная память – часть вычислительноймашины, физическое устройство или среда дляхранения данных, используемых в вычислениях, втечение определённого времени.Имеет иерархическую структуру и обычнопредполагает использование несколькихзапоминающих устройств, имеющих различныехарактеристики.2 типа памяти:1) постоянная (ПЗУ)2) оперативная (ОЗУ)
  33. 33. Память компьютераОперативная памятьОЗУ = оперативное запоминающее устройствоRAM = random access memory (с произвольным доступом)более 128 Мб SIMM, DIMM SDRAM, DDR, DDR2, DDR3Постоянная памятьПЗУ = постоянное запоминающее устройствоROM = read only memory (только для чтения)64 Кб – микросхема BIOS (настройки компьютера)
  34. 34. Постоянное запоминающее устройствоПЗУ (ROM) – энергонезависимая память,используется для хранения массива неизменяемыхданных.В постоянную память часто записываютмикропрограмму управления техническимустройством: телевизором, сотовым телефоном,различными контроллерами, или компьютером (BIOSили OpenBoot на машинах SPARC).
  35. 35. Оперативное запоминающее устройствоОперативная память (RAM) – часть системыкомпьютерной памяти, в которой временно хранятсяданные и команды, необходимые процессору длявыполнения им операции.
  36. 36. Оперативная память Схема взаимодействия оперативной памяти с центральным процессором.Физические виды ОЗУ:1) динамическая память (DRAM) – основное ОЗУ2) статическая память (SRAM) – кэш-память
  37. 37. Память компьютера внутренняя внешняя винчестеры оперативная постоянная дискеты лазерные диски (CD, DVD) стримеры
  38. 38. Характеристики памяти1. Объем (емкость)ОЗУ: до 4 Гб (теоретически – больше)винчестеры: 1 Тб+2. Быстродействие (время доступа) – время, необходимоедля чтения и записи минимальной порции данных (ОЗУ: <10нс, винчестеры: около 4 мс)3. Разрядность – число бит, которые читаются илизаписываются за 1 операцию.4. Доступ:– произвольный – в любой момент могут быть переданылюбые данные (ОЗУ, винчестер, flash-память)– последовательный – данные могут передаваться только вопределенной последовательности (магнитная лента)
  39. 39. Кэш-памятьКэш-память – быстродействующая память, расположенное между процессором и ОЗУ.Проблема – тактовая частота работы процессора значительно выше, чем тактовая частота ОЗУ, процессор «простаивает», ожидая данные. быстро ОЗУ кэш-память медленноЧтение из ОЗУ – сначала в кэш. Если нужная ячейка уже есть в кэше, она берется из кэша (быстро).
  40. 40. Дисководы дисковод для гибких магнитных дисков – скорость вращения 300 об/мин – скорость передачи данных 63 Кб/сек 52x дисковод CD-RW 52 x 32 x 52 – чтение CD-ROM до 52 x (52 x 150 Кб/сек) – запись CD-RW до 32x – запись CD-R до 52x комбо-привод – чтение и запись CD-ROM, CD-R, CD-RW – чтение DVD-ROM дисковод DVD-RW чтение и запись CD до 52x запись DVD-RW, DVD+RW до 8x (8 x 9 x 150 Кб/сек) запись DVD-R, DVD+R до 18x
  41. 41. КонтроллерыКонтроллер – это электронная схема, управляющая работойвнешнего устройства:видеокарта (монитор)сетевая карта (сеть)контроллер дисковода (дисковод)
  42. 42. Встроенные устройства (на материнской плате)Видеокарта – не надо покупать отдельно – приличное качество для простых задач – качество ниже, чем у отдельного устройства (скорость, цветопередача, четкость)Звуковая картаСетевая карта
  43. 43. Портыпорты PS/2 последовательный портпорт VGA параллельный порт сеть RJ-45порты USB линейный вход
  44. 44. Порты для видеосигналов Монитор Видеокарта ПроекторПорт VGA (аналоговый) Порт DVI (цифровой)
  45. 45. ПортыПоследовательный порт (COM1, COM2, …) до 115 Кбит/с– низкоскоростные устройства: модем, мышь 101101010010110Параллельный порт (LPT1, Centronics) до 2 Мб/с –принтер 101101010010110 1 0 1 1 101 0 1 0 0 1 0 1 1 0 101101010010110 101101011110110 10 0 0 1010010110 101101010010110 101101010010110 101101010010110
  46. 46. Порты USBПорт USB (Universal Serial Bus)USB 1.1 – до 12 Мбит/c, USB 2.0 – до 480 Мбит/cпринтер, сканер, мышь, … – высокая скорость – подключение «на ходу» – можно подключать несколько устройств к одному порту (через хабы)
  47. 47. ПортыПорт IEEE1394 (FireWire) до 1600 Мбит/cИнфракрасный порт IrDA (Infrared Data Association)до 4 Мб/с встроенный в ноутбук внешний адаптер (USB)
  48. 48. Часть 4.Внешняя память персонального компьютера
  49. 49. ДискетыГМД = гибкий магнитный диск, floppy disk 5,25’’ (дюйма) 3,5’’ 1,44 Мб 1,2 Мб 300 об/минФорматирование – разметка,нанесение секторов идорожек.Выпускаются с начала 80-хгодов.
  50. 50. Флэш-памятьФлэш-диски (64 Гб +)Флэш-карты (32 Гб +) – не требуют питания для хранения – высокая скорость – компактность – изнашивание при стирании и записи (100000 циклов)
  51. 51. ВинчестерыЖМД = жесткий магнитный дискHDD = hard disk drive внешние винчестерыЖесткий диск – устройство хранения информации,основанное на принципе магнитной записи.Информация записывается на жёсткие (алюминиевые илистеклянные) пластины, покрытые слоем ферромагнитногоматериала.Носитель информации совмещён с накопителем, приводом иблоком электроники.
  52. 52. ВинчестерыЕмкость: 128 Гб – 3 ТбФорм-фактор – 3,5 либо 2,5 дюйма.Время произвольного доступа – от 2,5 до 16 мс.Частота вращения шпинделя: 4200-7200 об/мин (ноутбуки),5400-10000 об/мин (ПК).Уровень шумаПроизводители: Seagate, Maxtor, Western Digital, Hitachi,SamsungПодключение: IDE, SATA, SCSI
  53. 53. Лазерные CDЗвуковые CD (compact disk)диаметр 12 см, 74-80 минут звукаCD-ROM, CD-R, CD-RW:650-700 МбCD-ROM – только чтениеCD-R (болванка) – однократная записьCD-RW – многократная записьмини-CD (-R, -RW)диаметр 8 см,24 минуты звука, 210 Мб – надежность, долговечность – низкая стоимость – скорость чтения и записи ниже, чем у винчестеров
  54. 54. DVDDVD = Digital Versatile Disk или Digital Video Diskлазер с меньшей длиной волны однослойные двухслойные односторонние 4,7 Гб односторонние 8,5 Гб двухсторонние 9,4 Гб двухсторонние 17,1 ГбDVD-ROM – только чтениеDVD-R, DVD+R – однократная записьDVD-RW, DVD+RW – многократная запись (1000 циклов)DVD-RAM – многократная запись (100000 циклов)
  55. 55. HD DVDHD DVD = High Definition DVD (высокой четкости)разработка: Toshiba совместно с NEC и Sanyoподдерживают: Microsoft, Intel
  56. 56. Blu-ray диски высокой плотностиBlu-ray Disc = Blue ray Disc, BDBD-ROM, BD-R, BD-RE (перезаписываемые) емкость, Гб слоев HD-DVD BD 1 15 23,3 – 33 2 30 46,6 – 54 4 – 100 8 – 200разработка: Sony, TDKподдерживают: Panasonic, Samsung, Dell, Apple, HP, Disney, Warner Brothersраспространение: BD – около 70%, HD-DVD – около 30%
  57. 57. СтримерыСтример (streamer) – устройство длярезервного копирования данных cвинчестера на магнитную ленту. – емкость до 1 600 Гб – высокая скорость (до 120 Мб/с) – дешевая магнитная лента – сжатие при записи на ленту – надежность – возможность восстановления при сбоях – последовательный доступ к данным – низкая скорость поиска – только для потока данных (весь винчестер или папка), – крайне сложно работать с отдельными файламиПроизводители: Hewlett Packard, Sony
  58. 58. Сравнение типов внешней памятиПо максимальной емкости: дискеты 1,44 Мб CD-диски 700 Мб флэш-память 64 Гб + DVD-диски до 50 Гб винчестеры 1 000 Гб + стримеры (магнитная лента) до 1 600 ГбПо максимальной скорости (чтения): дискеты до 63 Кб/с CD-диски до 8 Мб/с DVD-диски до 24 Мб/с флэш-память до 60 Мб/с винчестеры до 100 Мб/с стримеры (магнитная лента) до 120 Мб/с
  59. 59. Опасные воздействияДискеты (ГМД = гибкие магнитные диски):магнитные поля, грязь, температураВинчестеры (ЖМД = жесткие магнитные диски):магнитные поля, удары, вибрацияCD, DVD-диски:царапины, грязьFlash-диски:сбои питания, отсоединение во время записи
  60. 60. Часть 5.Устройства ввода
  61. 61. Компьютерная мышьМышь (манипулятор “мышь”) – одно из указательныхустройств ввода, обеспечивающее интерфейс пользователя скомпьютером.Первым компьютером, в комплекткоторого включалась мышь, был Xerox8010 Star Information System,представленный в 1981 году.
  62. 62. Оптические мышиСветодиодные мыши Лазерные (точность в 20 раз выше)
  63. 63. Беспроводные устройства ввода приемное устройство подзарядка (ресивер, USB) аккумуляторов Беспроводной комплект • клавиатура • мышь • ресивер
  64. 64. Трекбол – если мало места или есть вибрация – не устает рука (запястье на месте) – сложно привыкнуть
  65. 65. Тачпэд и трек-пойнтТачпэд (touch-pad)Трэкпоинт (trackpoint)
  66. 66. Графический планшетПланшет = дигитайзер• ввод векторных рисунков• рисование «кистью» в графическом редакторе• мышь – особый вид пера
  67. 67. Игровые манипуляторы Джойстик Игровой пульт (геймпад) Руль Педали для авиасимулятора
  68. 68. СканерыСканер – устройство для ввода изображений ручные планшетные барабанные со слайд-модулем рулонные
  69. 69. СканерыКачество сканирования ppi = pixels per inch, пиксели на дюйм 150-300 ppi – низкое разрешение 300 ppi – сканирование любительских фото до 5400 ppi – сканирование фотопленки планшетные – до 5400 ppi барабанные – до 14400 ppi рулонные – до 800 ppiВвод текста !OCR = Optical Characterкак изображение! Сканер вводит текст Recognition, оптическое распознавание символов ABBYY FineReader
  70. 70. МикрофоныПроводныеБеспроводные
  71. 71. Работа с телесигналом и видео TV-тюнер плата видеозахватаустройство видеозахвата Web-камера
  72. 72. Часть 6.Устройства вывода
  73. 73. ПринтерыПринтер – устройство для вывода информации на бумагу илипленку.Качество печати dpi = pixels per inch, пиксели на дюйм обычно 300 – 600 dpi 1200 dpi (типографское качество)Виды принтеров– матричные (красящая лента)– струйные (чернила)– лазерные (порошок)– сублимационные (красящая лента)
  74. 74. Матричные принтеры (9 или 24)Качество печати: – дешевые принтеры и ленты72…300 dpi – печать под копирку до 5 копийтекст: до 337 символов в – нетребовательны к бумагеминуту – невысокое качество до 300 dpiграфика: до 5 мин на – низкая скорость шумятстраницу – черно-белые (почти все)
  75. 75. Струйные принтеры Типы – ч/б – цвет: CMYK Cyan Magenta Yellow blacKКачество печати:300…4800 dpi – относительно дешевые – качественная печатьч/б: до 30 стр/мин – мало шумятцвет: до 30 стр/мин – большинство – цветныефото 10×15: – требовательны к бумагеот 10 сек – дорогие картриджи – чернила расплываются от воды
  76. 76. Лазерные принтеры – становятся все дешевлеКачество печати: – очень качественная печать600…1200 dpi – мало шумят – есть цветныеч/б: до 50 стр/мин – требовательны к бумагецвет: до 25 стр/мин – дорогие картриджи – потребляют много электроэнергии – цветные дорогие
  77. 77. Сублимационные принтерыСублимация – быстрый переход вещества из твердого состояния вгазообразное. – твердые красители: Cyan Magenta Yellow – 256 оттенков каждого цвета, всего 16,7 млн. цветов – печать при нагреве – верхний защитный слойкачество печати: – очень качественная печать фото 300 dpi – не выцветает 100 лет (= 4800 dpi) – печать прямо с фотоаппаратафото 10×15: – специальная бумага и пленки с около 1 мин красками
  78. 78. МногоФункциональные Устройства (МФУ) МФУ = принтер + копир + сканер струйные лазерные – «все в одном» – занимают меньше места – качество хуже, чем у отдельных устройств – неисправность одной части может привести к поломке всего аппарата
  79. 79. ПлоттерПлоттер – устройство для печати больших изображений. перьевые струйные лазерные режущие
  80. 80. Часть 7.Сетевое оборудование
  81. 81. Модемы аналоговые сигналы цифровыецифровые коды коды 101001101 101001101 модем модемМодем – устройство для связи двух компьютеров с помощьютелефонной линии.Модем (модулятор/демодулятор) – устройство для преобразованияаналогового сигнала в цифровой код и наоборот.Скорость обмена (биты в секунду): прием до 56 Кбит/c передача до 33 Кбит/c
  82. 82. МодемыВнешние Внутренние аппаратные (процессор, память) программные (обработку информации выполняет драйвер) линия
  83. 83. МодемыПрограммные модемы • дешево стоят • большая нагрузка на основной процессор • сложное программное обеспечение (драйвер) • ПО зависит от операционной системыФакс-модемы позволяют принимать и передавать факсы надругой факс-модем или факс-машину.Голосовые модемы – обмен голосовыми сообщениями,автоответчик.
  84. 84. ADSL-модемыADSL = Asymmetric Digital SubscriberLine, асимметричная цифровая абонентская линия высокочастотный сигнал (> 24 кГц) ADSL-модем сплиттер голос (до 3,4 кГц) низкочастотный сигнал – нужна только телефонная линия – не надо «дозваниваться», все время «на линии» – телефон свободен – высокая скорость (прием до 24 Мбит/с, передача до 3,5 Мбит/с) – специальное оборудование: ADSL-модем на станции – не для всех АТС
  85. 85. Защита от помех питанияСетевые фильтры Защищают от: – скачков напряжения – высокочастотных помех – повышенного напряженияИБП = источник бесперебойного питанияUPS = Uninterruptable Power SupplyЗащищают от:– скачков напряжения– нестабильной частоты– снижения напряжения– исчезновения питанияПереключение на аккумуляторы (до 5 мин)– off-line (резервные) – только при некачественном питании, для рабочихстанций и ПК– on-line (активный) – всегда, двойное преобразование AC-DC-AC, дляжизненно-важных серверов
  86. 86. Сетевое оборудование коммутатор маршрутизатор сетевая карта (хаб, свич) (роутер) 10/100/1000 Мбит/сек кабель «витая пара» точка доступа патч-корд беспроводной сети (WiFi) вилка RJ-45

×