Устройство компьютера и его основные блоки

Устройство компьютера и его основные блоки

Слово «компьютер» означает «вычислитель», т.е. устройство для

вычислений. Потребность в автоматизации обработки данных, в том числе

в вычислении, возникла очень давно. Многие тысячи лет назад для

счёта использовались счётные палочки, камешки и т.д. Более 1500 лет

назад (а может ещё и раньше) для облегчения вычислений стали

использовать счёты.

Первый компьютер, в котором были воплощены принципы фон Неймана,

был построен в 1949 году английским исследователем Морисом Уилксом.

С той поры компьютеры стали гораздо более мощными, но подавляющее

большинство из них сделано в соответствии с теми принципами,

которые изложил в своём докладе в 1945 году Джон фон Нейман.

Но собственное появление на свет персональных компьютеров,

дотируется концом 1970-х годов нашей эры.

Устройство:

Центральная часть современного компьютера содержит в себе

практически все основные устройства- системный блок, устройство

ввода/вывода информации: монитор, клавиатура и мышь. А так же

дополнительные внешние устройства: принтеры, сканеры, емкие внешние

дисководы; и внутренние: модем, факс-модем и стример (для хранения

данных на магнитной ленте).

В состав системного блока входит множество «блоков» поменьше:

процессор и материнская плата, видео карта и жёсткий диск; и

существует десятки разновидностей каждой из этих деталей.

«Всё началось с того, что был

изобретён мощный микропроцессор.»

«Терминатор-2. Судный день.»

Процессор- обычно его называют не слишком уважительно «камень». По сути,

так оно и есть- небольшой кристалл кремния, хранящий в себе множество

логических элементов, осуществляющих все нужные нам операции вычисления. В

первую очередь от процессора будет зависить насколько быстр будет

компьютер. Изначально процессор INTEL 4004 предназначался для…

микрокалькуляторов и был изготовлен по заказу одной японской фирмы. И

вскоре был выпущен первый компьютер IBM PC на основе нового микропроцессора

все тои же фирмы Intel…

IBMIfghfhfhhghgfhfвпвапвапывавы Каждое поколение процессоров отличается не

просто скоростью, но еще и формой, внешним видом и самое главное внутренним

устройством, архитектурой.

«Тактовая частота» является показателем скорости процессора, измеряется в

мегагерцах (МГц), показывает сколько операций способен выполнить процессор

в течение секунды. Эта величина, обозначаемая цифрой в названии процессора

(например Pentium II-233)-самая важная характеристика скорости процессора.

Создание новых поколений процессоров- всего лишь средство реализовать эту

более высокую тактовую частоту. Но есть еще дополнительные параметры,

определяющие скорость работы процессора и находятся они в «архитектуре»

процессора , в его внутреннем устройстве. Один из этих параметров это КЭШ-

ПАМЯТЬ. В эту память компьютер помещает все часто используемые данные,

чтобы не « ходить» каждый раз к более медленной оперативной памяти и

жесткому диску. По сути дела кэш- памятей на компьютере несколько, но одна-

самая быстрая и маленькая, встроена в сам процессор. Это- кэш-память

первого уровня. Ее размер у Pentium MMX и Pentium II одинаков и составляет

два блока по 16 килобайт в каждом.

Сопроцессор. В тех случаях, когда на компьютере приходится выполнять много

математических вычислений ( например, в инженерных расчетах ), к основному

процессору добавляют математический сопроцессор. Он помогает основному

процессору выполнять математические операции над вещественными числами.

Новейшие процессоры фирмы Intel (80486 и Pentium ) сами умеют выполнять

операции над вещественными числами, так что для них сопроцессоры не

требуются.

Контроллеры и шина. Чтобы компьютер мог работать, необходимо, чтобы в его

оперативной памяти находились программа и данные. А попадают они туда из

различных устройств компьютера- клавиатуры, дисководов для магнитных дисков

и т. д. Обычно эти устройства называют внешними, хотя некоторые из них

могут находится не снаружи компьютера, а встраивается внутрь системного

блока. Результаты выполнения программ также выводятся на внешние устройства-

монитор, диски, принтер и т. д.

Таким образом, для работы компьютера необходим обмен информацией между

оперативной памятью и внешним устройством. Такой обмен называется вводом-

выводом. Но этот обмен не происходит непосредственно: между любым внешним

устройством и оперативной памятью в компьютере

Имеются целых два промежуточных звена:

1. для каждого внешнего устройства имеется электронная схема, которая им

управляет. Эта схема называется контролером, или адаптером. Некоторые

контроллеры ( например, контроллер дисков ) могут управлять сразу

несколькими устройствами.

2. Все контроллеры и адаптеры взаимодействуют с процессором и оперативной

памятью через системную магистраль

передачи данных, которую в просторечии обычно называют шиной.

Контроллеры портов ввода- вывода. Одним из контроллеров, которые

присутствуют почти в каждом компьютере, является контроллер портов ввода-

вывода. Эти порты бывают следующих типов:

- параллельные ( обозначаемые LPT1-LPT4 ), к ним обыкновенно подключаются

принтеры;

- асинхронные последовательные ( обозначаемые COM1- COM3 ). Через них

обычно подсоединяются мышь, модем и т. д.

- игровой порт - для подключения джойстика.

Некоторые устройства могут подключаться и к параллельным, и к

последовательным портам. Параллельные порты выполняют ввод и вывод с

большой скоростью, чем последовательные ( за счет использования большего

числа проводов в кабеле ).

ОПЕРАТИВНАЯ ПАМЯТЬ

«Мне кажется , любому пользователю

Всегда будет достаточно объема

Оперативной памяти 640 килобайт…»

Билл Гейтс, президент корпорации

Miсrosoft, начало 1980-х годов

Но здесь пророк компьютерной эры ошибся. Сегодня нам уже не хватает

оперативной памяти в 50 раз! Большего объема. А завтра потребуется еще

Больше…

Ее никогда не бывает много… Обычно- мало. В не слишком уж давние времена

именно всеобщая нехватка и дороговизна оперативной памяти тормозила

развитие программного обеспечения. И лишь благодаря стремительному- в

десятки раз! Падению цен на микросхемы памяти в 1996- 1997 годах сегодня

уже мы можем позволить себе такую роскошь, как покупка памяти «про запас»;

с расчетом на будущее…

Именно из оперативной памяти процессор и сопроцессор берут программы и

исходные данные для обработки, в нее они записывают полученные результаты.

Название «оперативная» эта память получила потому, что она работает очень

быстро так что процессору не приходится ждать при чтении данных из памяти

или записи в память. Однако содержащиеся в ней данные сохраняются только

пока компьютер включен, при выключении компьютера содержимое оперативной

памяти стирается ( за некоторыми исключениями ).

Тогда встает вопрос, почему бы не воспользоваться для этих целей жесткий

диск? Просто доступ к оперативной памяти осуществляется намного быстрее,

чем к дисковой. «Скорость доступа» самого современного жесткого диска-

винчестера – составляет 8-10мс (миллисекунд), а современная оперативная

память обладает скоростью доступа в 40-70нс (наносекунд). Разница- СОТНИ

ТЫСЯЧ раз!

Оперативная память компьютера IBM PC с процессором Intel- 8088 или Intel-

8086 может иметь размер не более 1 Мбайта памяти. Эта память состоит из

двух частей. Первые 640 Кбайт памяти могут использоваться прикладными

программами и операционной системой. Остальные адреса памяти («верхняя

память») зарезервированы для служебных целей:

- для хранения части оперативной памяти DOS, которая обеспечивает

тестирование компьютера, начальную загрузку оперативной системы, а также

выполнение основных низкоуровневых услуг ввода- вывода;

- для передачи изображения на экран;

- для хранения различних расширений оперативной системы, которые

постовляются вместе с дополнительными устройствами компьютера.

Как правило , когда говорят об объеме оперативной памяти компьютера, то

имеют в виду именно первую ее чвсть, которая может использоваться

прикладными программами и операционной системой.

BIOS

«Русский вирус влезет и в BIOS!»

(Народная пословица)

BIOS представляет собой ПРОГРАММУ- первую программу с которой начинает

работать компьютер ( непосредственно после его включения ).

Расшифровывется BIOS как Basic Input- Output System – Базовая Система Ввода-

Вывода. Точнее- система контроля и управления подключенными к компьютеру

устройствами. BIOS- это первый и самый важный из мостиков, связующий между

собой «аппаратную» и «программную» часть компьютера. Если с ним случится

неполадка, то компьютер даже не загрузиться.

В BIOS заложены основные параметры, необходимые компьютеру для того, чтобы

правильно распознать устройства, как жесткий диск, на котором хранится вся

информация, оперативная память- сколько ее, какого она типа. Также в BIOS

храняться часы и календарь реального времени ( не останавливающиеся даже

после отключения компьютера от сети ).

ЗВУКОВАЯ КАРТА

«- Дайте мне звуковую карту «Саунд Блястер».

- Таких сейчас нет, но есть неплохие GUS’и.

- Я же звуковую карту прошу, а не птицу!»

- (диалог в компьютерном салоне)

«Компьютер должен быть озвучен»- мог бы сказать знаменитый Катон. Тем

более, что так же непримиримо были настроены все деятели компьютерной

индустрии, особенно производители игр. Пока не будет звука, компьютер

останется для человека только холодной и бездумной грудой металла...

Лет десять назад под «компьютерным звуком» понимался только противный писк,

издаваемый внутренним компьютерным динамиком,- PC –Speaker”ом. Сегодня

кажется смешным, но тогдашние компьютерные критики называли звучание

«пищалки» в тогдашних играх «восхитительным» и «до ужаса реалистичным».

Теперь этот писк слышно только при загрузке компьютера. А основным

устройством для работы со звуком стали специализированные звуковые карты,

или, как их у нас называют, «саунд блястеры».

Сама по себе звуковая карта, разумеется, звучать не может: для того, чтобы

услышать звуки музыки или речь, к «блястеру» необходимо подключить колонки.

А если хочешь вводить звуки в компьютер «снаружи», необходимо подключить

еще и микрофон, аудицентр или другой источник звука.

Сегодня на рынке имеется громадное количество самых разнообразных звуковых

карт различных фирм стоимостью от 20 до 500 долларов.

Любая звуковая карта имеет дело с двумя основными форматами компьютерного

звука: цифровой ( WAV- формат ) и синтезированный ( MIDI) Цифровой звук

можно сравнить сфотографией. Это- точная цифровая копия музыки,

человеческой речи и любого другого звука. Принцип воспроизведения такого

звцка звуковой картой похож на принцип работы магнитофона. В этом случае

звуковая карта лишь переводит “цифровой” звук в привычную нам “аналоговую”

фирму.

Цифровой звук- основной стандарт компьютнрного звука сегодня. Именно

оцифрованный звук слышен при игре или слушая компакт- диск или просматривая

мультимедиа- энциклопедию.

Ситезированный звук Если цифровой звук мы сравниваем с фотографией, то

синтезированный ( MIDI ) звук можно уподобить конструкции, собираемой из

стандартных блоков. «Блоки»- это, проще говоря, звуки, сыгранные

определенным инструментом.

При воспроизведении MIDI – музыки на звуковую карту идет не цифровой

сигнал, который она просто тупо пропускает через себя, а своеобразный поток

команд. И делает это каждая звуковая карта по- разному. Существует 2

основных метода воспроизведения MIDI- звука- с помощью или “частотного

синтеза”, или “волновой таблицы”( Wavetable ).

корпус

- Девушка, что вы делали с вашим корпусом?

Он же весь помят. Вы что, в футбол им играли?

- Вы знаете, он же такой теплый… Он у меня

под столом стоит, так я на нем ноги грею!

«из непридуманных историй компьютерной

мастерской»

Выбрать корпус- это тоже наука. Ведь он и есть та «одежка», по которой

«встечают» компьюьер. Если купить какую- нибудь внушительную «башню»

трехметровой высоты…, то вам скажут какую мощную «машину» приобрел!

Готовые домашние компьютеры продаются в на редкость красивых корпусах самой

различной формы, разнообразных цветов, с закругленными, «аэродинамическими»

углами. Но отдельно таких «одежек» в продаже нет, только обычные корпуса

привычного серого цвета. Но выбор всегда есть: прежде всего надо решить ,

какая форма системного блока устраивает- вертикальная или горизонтальная.

Вертикальная называется «башней», или minitower. «Башня» обычно ставится

на столе рядом с монитором или же- как в приведенной выше цитате- эпиграфе-

внизу, под столом ( но только любое из внутренних устройств компьютера

достаточно чувствительно к сотрясению, если его повредить,то можно потерять

все даные на диске, да и сам диск в придачу.)

Системный блок горизонтальной формы носит название «десктопа» («desktop») и

обычно размещается под монитором., он наиболее компактен и красив.

Но по непонятным причинам большинство сотрудников компьютерных фирм при

одном только слове «десктоп» начинает морщиться. Это понятно: собирать

компьютер на базе десктопа куда менее удобно, а ремонтировать- еще труднее.

Пока доберешься сквозь турбулентные завихрения проводов и кабелей до

«самого сокровенного»- памяти или процессора…

Стоимость хорошего корпуса составляет от 50 долларов и выше, Есть и более

дешевые, но на этом лучше не экономить!

Вместе с корпусом поставляется то , что есть в нем: встроенный блок

питания, шнур питания, комплект крепежных винтов. Иногда корпуса

поставляются с уже установленными дисководами 1,44Мб, что составляет меньше

забот…

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РФ

КУБАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ФИЛИАЛ «ГЕЛЕНДЖИК»

СПО

РЕФЕРАТ

Тема: Устройство компьютера и его основные блоки.

Студент:

Чуприна С.В.

2002