Архітектура комп’ютера. Технічні характеристики складових комп’ютера

1. 1
Урок №4 8 клас 1 група ________________
2 група ________________
3 група ________________
Тема: Архітектура комп’ютера. Технічні характеристики складових комп’ютера
Мета:
Навчальна: Допомогти учням засвоїти пристрої комп'ютера, поняття базова конфігурація
ПК, дати основні поняття з архітектури ПК, необхідні для роботи на комп'ютері.
Розвивальна: Розвиток пізнавальних інтересів, навиків роботи з мишею і клавіатурою,
самоконтролю, уміння конспектувати.
Виховна: Виховання інформаційної культури учнів, що вчаться, уважності, акуратності,
дисциплінованості, посидючості.
Тип уроку: Урок засвоєння нових знань.
Хід уроку
І. Організаційний момент
ІІ. Етап орієнтації
ІІІ. Етап навчальної діяльності
ПК та його базова конфігурація
Персональний комп'ютер (ПК)– це комп'ютер, призначений для обслуговування одного
робітника. За способом експлуатації розрізняють настільні, портативні і кишенькові
моделі ПК.
Базова конфігурація ПК - мінімальний комплект апаратний засобів, достатній для
початку роботи з комп'ютером.
В даний час для настольных ПК за базову вважається конфігурація, в яку входить чотири
пристрої:
1. Системний блок;
2. Монітор;
3. Клавіатура;
4. Миша.
Апаратне забезпечення обчислювальних систем
Інформаційна система — це сукупність апаратних і програмних засобів, що
забезпечують виконання інформаційних процесів.
Обчислювальна система складається з апаратного та програмного забезпечення.
Апаратне забезпечення обчислювальної системи — обладнання, що складає комп'ютер.
Апаратна частина складається з таких пристроїв (архітектура фон Неймана):
 Внутрішньої пам’яті;
 Центрального процесора;
 Пристроїв введення/виводу інформації;
 Накопичувачів.
1. Архiтектура ПК
Пiд час розгляду комп’ютерних пристроїв прийнято розрізняти їх архiтектуру й
структуру.
Архiтектурою ПК називають його опис на деякому загальному рiвнi, що включає
опис системи команд, системи адресацiї, органiзацiї пам’ятi i т. д. Архiтектура визначає
принципи дiї, iнформацiйнi зв’язки i взаємодiю головних пристроїв ПК: процесора,
внутрiшньої, зовнiшньої пам’ятi та периферiйних пристроїв. Унiфiкацiяархiтектури ПК
забезпечує їх сумiснiсть з точки зору користувача.
 Структура персонального комп’ютера — це сукупнiсть його функцiональних
елементiв i зв’язкiв мiж ними.
Класична архiтектура (фон Нейман) — пристрiй керування, арифметично-логiчний
пристрiй, пам’ять, пристрої вводу-виводу iнформацiї, об’єднанi за допомогою каналiв
зв’язку (див. схему ).

2. 2
2. Апаратне забезпечення
Сьогодні ви ознайомитеся запаратними компонентами, зяких складається
iнформацiйна система. Зрозумiло, що набiр компонентів визначатиметься конкретною
системою та завданнями, якi вона покликана виконувати.
До апаратної складової (hardware) належать:
1) комп’ютер (системний блок):
 корпус;
 процесор;
 материнська плата;
 внутрiшня пам’ять;
 зовнiшня пам’ять;
 блок електричного живлення;
 вiдеокарти;
 звуковi карти;
 порти;
2) пристрої введення iнформацiї;
3) пристрої виведення iнформацiї;
4) комунiкацiйне обладнання.
3. Системний блок (корпус)
Системний блок стацiонарного ПК—прямокутний каркас, у якому розмiщено всi
основнi вузли комп’ютера: материнська плата, адаптери, блок живлення, накопичувач на
гнучких магнiтних дисках (НГМД), один (iнодi бiльше) накопичувач — HDD, динамiк,
дисковод для ком пакт-дискiв або iншi накопичувачi, органи керування. Серед органiв
керування, що, як правило, встановлюють на переднiй панелi, можуть бути: вимикач

3. 3
електроживлення; кнопка загального скидання RESET; кнопка «сну», яка дає змогу
зменшити енергоспоживання, коли комп’ютер не використовується; iндикатори живлення
та режимiв роботи.
Ізтильного боку системного блока розташовані штепсельнi рознiмнi з’єднання—
порти для пiдключення шнурiв живлення i кабелів зв’язку iз зовнiшнiми (встановленими
поза системним блоком) пристроями. У серединi системного блока розмiщено плати
сполучення пристроїв iзцентральним процесором (ЦП) та iншими пристроями на
материнськiй платi (адаптери або контролери i плати розширення).
4. Блок живлення
Цей блок перетворює змiнний струм стандартної мережi електроживлення (220 В, 50
Гц) на постiйний струм низької напруги. Вiн має кiлька виходiв на рiзнi напруги (12 i 5 В),
якi забезпечують живленням вiдповiднi пристрої комп’ютера. Електроннi схеми блока
живлення пiдтримують цi напруги стабiльними незалежно вiд коливань мережної напруги
в досить широких межах (вiд 180 до 250 В). Звичайна потужнiсть блокiв живлення ПК
становить 230–500 Вт, для мережного сервера вона може бути значно бiльшою. Бiльшiсть
блокiв живлення має вентилятор для вiдведення iзсистемного блока надмiрного тепла, що
видiляється пiд час роботи електронних пристроїв.
5. Системна (материнська) плата
Так називають велику друковану плату одного зi стандартних форматiв, яка несе на
собi головнi компоненти комп’ютерної системи: ЦП; оперативну пам’ять; кеш-пам’ять;
комплект мікросхем логiки, що пiдтримують роботу плати, — чипсет (chipset); центральну
магiстраль, або шину; контролер шини й кiлька рознімних з’єднань-гнiзд (слотiв, вiд англ.
slot — щiлина), якi служать для пiдключення до материнської плати iнших плат
(контролерiв, плат розширення та iн.). Частина слотiв у початковiй комплектацiї ПК
залишається вiльною. У рознiмнi з’єднання iншої конфігурації встановлюють модулi
оперативної пам’ятi. Кiлькiсть i тип рознімних з’єднань є однiєю з важливих
характеристик системної плати, оскiльки пiд час доукомплектовування або модернiзацiї
комп’ютера вiльних слотiв може не вистачити.
Крiм того, на материнськiй платi є мiнiатюрнi перемички (jumpers) або перемикачi
(switches), за допомогою яких відбувається налаштування плати. На системнiй платi
розташовані також з’єднувачi, до яких за допомогою спецiальних кабелiв (шлейфiв)
пiдключають додатковi пристрої.
Ще один важливий елемент, який встановлюють на системнiй платi, — мiкросхема
BIOS (Basic Input-Output System, базова система введення-виведення). Вона є
енергонезалежним постiйним запам’ятовувальним пристроєм (ПЗП), в який записано
програми, що реалізують функцiї введення-виведення, а також програму тестування
комп’ютера в момент вмикання живлення (POST, Power On Self Test), програму
налаштування параметрiв BIOS та iншi спецiальнi програми.
У роботi BIOS використовують вiдомостi про апаратну конфiгурацiю комп’ютера,
якi зберiгає ще одна мiкросхема — CMOS RAM. Це енергозалежна пам’ять, що постiйно
пiдживлюється вiд батарейки, яка також знаходиться на системнiй платi. Вона живить i
схему кварцового годинника — годинника реального часу, що безперервно вiдлiчує час i
поточну дату.
6. Мiкропроцесор
Мiкропроцесор (МП) — це, по сутi, мiнiатюрна обчислювальнамашина. Основними
параметрами МП є набiр команд, розряднiсть, тактова частота.
Набiр або система команд постiйно вдосконалюється, з’являються новi команди, що
замiнюють серiї найпримiтивнiших команд, — мiкропрограми. На виконання нової
команди потрiбна менша кiлькiсть тактiв, нiж на мiкропрограму. Сучаснi МП можуть
виконувати до кiлькох тисяч команд (iнструкцiй).
Характеристика МП:
 розряднiсть (бiт);

4. 4
 тактова частота (Гц);
 кiлькiсть ядер;
 розмiр кешу (Мб).
Розряднiсть показує, скiльки двiйкових розрядiв (бiтiв) iнформацiї обробляється (або
передається) за один такт, а також скiльки двiйкових розрядiв може бути використано у
МП для адресації оперативної пам’ятi, передачi даних та iн.
Тактова частота вказує, скiльки елементарних операцiй (тактiв) МП виконує за
секунду, вимiрюється в мегагерцах (1 МГц = 1000000 Гц). Вона є лише вiдносним
показником продуктивностi МП. Через архiтектурнi вiдмiнностi МП у деяких зних за один
такт виконується робота, на яку iншi витрачають кiлька тактiв.
Важливими характеристиками сучасних МП, що впливають наїхню продуктивнiсть,
є об’єм i швидкiсть функцiонування вмонтованої кеш-пам’ятi. Рiч у тiм, що сучаснi МП
«обганяють» за тактовою частотою iншi елементи комп’ютера. Найпринциповiшим є те,
що тактова частота МП у кiлька разiв вища, нiж частота синхронізації системної шини, по
якiй вiдбувається обмiн iнформацiєю звiдносно повiльним оперативним
запам’ятовувальним пристроєм (ОЗП). Без внутрiшньої кешпам’ятi (що має особливо
високу швидкодiю) МП часто працював би вхолосту, чекаючи чергової iнструкцiї зОЗП
або закiнчення операцiї запису в пам’ять.
Джерело безперебiйного живлення — пристрiй, призначений для захисту
комп’ютера вiд стрибкiв напруги або вiдключення електроенергiї. Для надiйної роботи
комп’ютера йому необхiдно постійне енергоживлення.
2. Пристрої введення iнформацiї
Клавiатура — пристрiй, призначений для введення в комп’ютер iнформацiї вiд
користувача. Сучасна клавiатура складається зi 100 або й бiльше клавiш, закрiплених у
єдиному корпусi.
Характеристики:
• кiлькiсть клавiш;
• наявнiсть мультимедiйних можливостей;
• розмiри клавiш, вид, колiр та стиль шрифту;
• сила натискання на клавiшi, їх «звучання»;
• ергономiчнiсть.
Манiпулятори («мишка», джойстик) — призначенi для керування ПК.
Характеристики манiпулятора типу «мишка»:
• тип — механiчна, оптична;
• роздiльна здатнiсть;
• кiлькiсть клавiш;
• наявнiсть «scroling» — колеса прокрутки;
• наявнiсть додаткових кнопок.
Сканер — призначений для введення графiчної iнформацiї («оцифрування»
зображень). Характеристики:
• тип — планшетний, ручний, барабанного типу;
• розмiр зображення, що сканується;
• роздiльна здатнiсть;
• швидкiсть сканування;
• «глибина» кольору;
• можливiсть сканування фотоплiвки.
Мiкрофон — призначений для введення звукової iнформацiї.
Модем — (модулятор-демодулятор) — пристрiй, що дозволяє комп’ютеру виходити
на зв’язок з iншим комп’ютером за допомогою телефонних лiнiй або iнших каналiв
зв’язку. Модеми подiляються на внутрiшнi й зовнiшнi. Внутрiшнi модеми являють собою
електронну плату, встановлену безпосередньо в комп’ютер, а зовнiшнi — автономний

5. 5
пристрiй, що приєднується до одного зпортiв. Основний параметр у роботi модема —
швидкiсть передачi даних. Вона вимiрюється в bps (бiт за секунду).
Характеристики:
• тип;
• внутрiшнiй, зовнiшнiй;
• швидкiсть передачi даних.
Сенсорнi екрани (розрiзняють оптичнi, ємнiснi, резистивнi). Web-камери (роздiльна
здатнiсть).
3. Пристрої виведення iнформацiї
Монiтор — (дисплей) — пристрiй, призначений для виведення на екран текстової й
графiчної iнформацiї. Вiд якостi монiтора залежить збереження зору й загальна
стомлюванiсть пiд час роботи. Монiтори мають стандартний розмiр дiагоналi 17, 19, 20,
21-31 дюйм.
Характеристики:
• тип — ЕПТ, TFT, LCD, плазмовi;
• роздiльна здатнiсть;
• частота розгортки;
• розмiр екрана по дiагоналi;
• час реакцiї матрицi (TFT);
Принтер — призначений для виводу iнформацiї на папiр, плiвку, iншi носiї.
Характеристики:
• тип — матричний, струминний, лазерний, термографiчний, сублiмацiйний;
• роздiльна здатнiсть;
• швидкiсть друку;
• формат паперу (А4, А3);
• можливiсть друку кольорових зображень (фото).
Плотер — призначений для виведення технiчних зображень на папiр (формат А2,
А1).
Звуковi системи (потужнiсть (Вт), дiапазон вiдтворюваної звукової частоти).
Мультимедiйнi проектори — призначенi для паралельного вiдтворення зображення
на виносному екранi, iнтерактивнiй дошцi.
4. Пам’ять ПК
Пам’ять комп’ютера умовно можна подiлити на внутрiшню (постiйну, оперативну)
та зовнiшню (вiнчестер, CD/DVD, флеш-пам’ять та iн.).
Постiйна пам’ять — зберiгає необхiдну для запуску ПК iнформацiю, яка
записується на заводi виробником (BIOS).
Оперативна пам’ять — призначена для збереження програм, що виконуються, та
поточної iнформацiї.
Оперативна пам’ять — (RAM — random access memory — пам’ять прямого
доступу) — це енергозалежна пам’ять, яка використовується пiд час роботи комп’ютера.
Характерною є велика швидкiсть виконання операцiй. Обсяг оперативної пам’ятi
персональних ЕОМ становить вiд 16 Мb i вище (до 8 Gb) зaлeжнo вiд потреб користувача.
Пiсля вимикання живлення iнформацiя в пам’ятi не зберiгається. Оперативна пам’ять
розподiлена на елементарнi областi — байти. Кожний байт має свою адресу.
Характеристики:
• об’єм (512Мб ... 8Гб);
• частота (133МГц ... 1667МГц );
• тип (DIMM, SDRAM, DDR, DDR2,DDR3);
• час доступу.
Зовнiшня пам’ять
Накопичувачi — це запам’ятовувальнi пристрої, призначенi для тривалого (що не
залежить вiд електроживлення) зберiгання великих обсягiв iнформацiї.

6. 6
Накопичувач можна розглядати як сукупнiсть носiя та вiдповiдного приводу.
Розрiзняють накопичувачi зi змiнними й незмiнними носiями.
Привiд — це поєднання механiзму читання-запису з вiдповiдними електронними
схемами керування. Його конструкцiя визначається принципом дiї носiя. Носiй, що є
середовищем зберiгання iнформацiї, на зовнiшнiй вигляд може бути дисковим або
стрiчковим; за принципом запам’ятовування — магнiтним, магнiтооптичним, оптичним.
Стрiчковi носiї застосовують тiльки в магнiтних накопичувачах; у дискових
використовують магнiтнi, магнiтно-оптичнi й оптичнi методи запису-зчитування. Дисковi
носiї (дисководи) розрiзняються залежно вiд типу носiя.
Інформацiя на дискових носiях зберiгається в сектоpax (як правило, по 512 байт). На
магнiтних носiях сектори розташовуються вздовж концентричних кiл — дорiжок. Якщо
запис ведеться на кiлькох поверхнях носiя (для дискети це два боки магнiтного диска), то
сукупнiсть дорiжок зоднаковими номерами називається цилiндром. Сектори й дорiжки
утворюються пiд час форматування носiя. Форматування виконує користувач за
допомогою спецiальних про-грам-утилiт. Жодна iнформацiя користувача не може бути
записана на неформатований носiй.
Вiнчестер (HDD) — призначений для довготривалого збереження iнформацiї.
Накопичувач на жорстких магнiтних дисках — це пристрiй знезмiнним носiєм. Його
конструктивна схема схожа зi схемою НГМД, але реалiзацiя iстотно iнша. НЖМД має
забезпечувати в сотнi разiв бiльшi ємнiсть та швидкiсть обмiну даними. Тому iнформацiя
записується не на одну, а на кiлька пластин, iдеально плоских i звiдполiрованим
феромагнiтним шаром. При цьому запис проводиться на обидвi поверхнi кожної пластини.
Отже, працює не одна, а група магнiтних головок, складених в єдиний блок. Пакет
дискiв обертається безперервно i з великою частотою (до 7500, а в окремих моделях до 10
000 об/с). Кожна головка «плаває» над поверхнею диска на вiдстанi 0,5-0,13 мкм.
Проникнення в такий механiзм найдрiбнiших пилинок вивело б його з ладу; тому
електромеханiчну частину накопичувача закрито герметичним корпусом.
Характеристики:
• iнтерфейс (IDE, SATA II, PATA);
• об’єм (10Гб ... 1Тб);
• об’єм кешу (пришвидшена пам’ять 8...32 Мб);
• швидкiсть читання/запису.
Флеш-пам’ять — пам’ять, що використовується в цифровiй технiцi та для
перенесення iнформацiї зПК на ПК.
V. Контрольно-оцінювальний етап
Фронтальне опитування
1. Інформаційна система – це….
2. Процесор ПК – це…
3. Пам'ять ПК – це….
4. Апаратне забезпечення – це….
5. Які ви знаєте види памяті?
6. Які види принтерів та пристроїв введення/виведення?
7. Що таке «базова конфігурація ПК»?
8. Чим відрізняються оптико-механічні і оптичні миші?
9. Які пристрої входять до складу системного блоку?
VI. Домашнє завдання
Підручник ____________________________