12637

Основные компоненты персонального компьютера

Лабораторная работа

Информатика, кибернетика и программирование

Лабораторная работа №1 Основные компоненты персонального компьютера. Цель работы: Изучить основные компоненты ПК; Изучить их предназначение. Задачи работы: Разобрать системный блок; Осмотреть маркировку компонентов; Изучить креплен...

Русский

2013-05-02

625.5 KB

88 чел.

Лабораторная работа №1

Основные компоненты персонального компьютера.

Цель работы:

  1.  Изучить основные компоненты ПК; 
  2.  Изучить их предназначение.

Задачи работы:

  1.  Разобрать системный блок;
  2.  Осмотреть маркировку компонентов;
  3.  Изучить крепление компонентов;
  4.  Составить технический паспорт компьютера, с помощью программы PC Wizard, согласно приложению №1.

Основные теоретические сведения:

 Персона́льный компью́тер (англ. personal computer), персона́льная ЭВМ — компьютер, предназначенный для личного использования, цена, размеры и возможности которого удовлетворяют запросам большого количества людей. Созданный как вычислительная машина, компьютер, тем не менее, всё чаще используется как инструмент доступа в компьютерные сети.

В употребление термин был введён в конце 1970-х годов компанией Apple Computer для своего компьютера Apple II и впоследствии перенесён на компьютеры IBM PC. Некоторое время персональным компьютером называли любую машину, использующую процессоры Intel и работающую под управлением операционных систем DOS, OS/2 и первых версий Microsoft Windows.

С появлением других процессоров, поддерживающих работу перечисленных программ, таких, как AMD, Cyrix (ныне VIA), название стало иметь более широкую трактовку. Курьёзным фактом стало противопоставление «персональным компьютерам» вычислительных машин Amiga и Macintosh, долгое время использовавших альтернативную компьютерную архитектуру.

В Советском Союзе вычислительные машины, предназначенные для личного использования, носили официальное название персональных электронных вычислительных машин (ПЭВМ). В терминологии, принятой в российских стандартах, это словосочетание и сегодня указывается вместо используемого де-факто названия персональный компьютер.

Систе́мный блок (сленг. системник, корпус) — функциональный элемент, защищающий внутренние компоненты ПК от внешнего воздействия и механических повреждений, поддерживающий необходимый температурный режим внутри системного блока, экранирующий создаваемые внутренними компонентами электромагнитное излучение и является основой для дальнейшего расширения системы. Системные блоки чаще всего изготавливаются из деталей на основе стали, алюминия и пластика, также иногда используются такие материалы, как древесина или органическое стекло.

В системном блоке расположены:

• Материнская плата с установленным на ней процессором, ОЗУ, картами расширения (видеоадаптер, звуковая карта).

• Отсеки для накопителей — жёстких дисков, дисководов CD-ROM и т. п.

• Блок питания

Компьютерный блок питания — вторичный источник электропитания, предназначенный для снабжения узлов компьютера электрической энергией. В его задачу входит преобразование сетевого напряжения до заданных значений, их стабилизация и защита от незначительных помех питающего напряжения. Также, будучи снабжён вентилятором, он участвует в охлаждении системного блока.

Основным параметром компьютерного блока питания является максимальная мощность, отдаваемая в нагрузку. В настоящее время существуют блоки питания с заявленной производителем мощностью от 50 (встраиваемые платформы малых форм-факторов) до 1600 Вт.

Компьютерный блок питания для сегодняшней платформы PC обеспечивает выходные напряжения ±5 ±12 +3,3 Вольт. В большинстве случаев используется импульсный блок питания. Большинство микросхем компьютера имеют напряжение питания 5 Вольт, 12 Вольт используется для питания более мощных потребителей (процессора, видеокарты, жёстких дисков, оптических приводов, вентиляторов) с целью достижения меньшего падения напряжения на подводящих проводах, а также звуковых карт. -12 Вольт необходимы для полной реализации стандарта последовательного интерфейса RS232.

Система охлаждения компьютера — набор средств для отвода тепла (по сути охлаждения) в компьютере. Для отвода в основном используется:

1. Радиатор (алюминиевый или медный)

2. Связка «радиатор+вентилятор» — кулер

3. Система жидкостного охлаждения

4. Фреонная установка

5. Охлаждающие установки, где в качестве хладагента используются жидкий азот или жидкий гелий

6. Системы каскадного охлаждения

Матери́нская пла́та (англ. motherboard, MB, также используется название англ. mainboard — главная плата; сленг. мама, мать, материнка) — это сложная многослойная печатная плата, на которой устанавливаются основные компоненты персонального компьютера (центральный процессор, контроллер ОЗУ и собственно ОЗУ, загрузочное ПЗУ, контроллеры базовых интерфейсов ввода-вывода). Как правило, материнская плата содержит разъёмы (слоты) для подключения дополнительных контроллеров, для подключения которых обычно используются шины USB, PCI и PCI-Express.

Компоненты материнской платы

Основные компоненты, установленные на материнской плате:

• Центральный процессор.

• набор системной логики (англ. chipset) — набор микросхем, обеспечивающих подключение ЦПУ к ОЗУ и контроллерам периферийных устройств. Как правило, современные наборы системной логики строятся на базе двух СБИС: «северного» и «южного мостов».

• Северный мост (англ. Northbridge), MCH (Memory controller hub), системный контроллер — обеспечивает подключение ЦПУ к узлам, использующим высокопроизводительные шины: ОЗУ, графический контроллер.

Для подключения ЦПУ к системному контроллеру могут использоваться такие FSB-шины, как Hyper-Transport и SCI.

Обычно к системному контроллеру подключается ОЗУ. В таком случае он содержит в себе контроллер памяти. Таким образом, от типа применённого системного контроллера обычно зависит максимальный объём ОЗУ, а также пропускная способность шины памяти персонального компьютера. Но в настоящее время имеется тенденция встраивания контроллера ОЗУ непосредственно в ЦПУ (например, контроллер памяти встроен в процессор в AMD K8 и Intel Core i7), что упрощает функции системного контроллера и снижает тепловыделение.

В качестве шины для подключения графического контроллера на современных материнских платах используется PCI Express. Ранее использовались общие шины (ISA, VLB, PCI) и шина AGP.

• Южный мост (англ. Southbridge), ICH (I/O controller hub), периферийный контроллер — содержит контроллеры периферийных устройств (жёсткого диска, Ethernet, аудио), контроллеры шин для подключения периферийных устройств (шины PCI, PCI-Express и USB), а также контроллеры шин, к которым подключаются устройства, не требующие высокой пропускной способности (LPC — используется для подключения загрузочного ПЗУ; также шина LPC используется для подключения мультиконтроллера (англ. Super I/O) — микросхемы, обеспечивающей поддержку «устаревших» низкопроизводительных интерфейсов передачи данных: последовательного и параллельного интерфейсов, контроллера клавиатуры и мыши).

Как правило, северный и южный мосты реализуются в виде отдельных СБИС, однако существуют и одночиповые решения. Именно набор системной логики определяет все ключевые особенности материнской платы и то, какие устройства могут подключаться к ней.

• Оперативная память (также оперативное запоминающее устройство, ОЗУ) — в информатике — память, часть системы памяти ЭВМ, в которую процессор может обратиться за одну операцию (jump, move и т. п.). Предназначена для временного хранения данных и команд, необходимых процессору для выполнения им операций. Оперативная память передаёт процессору данные непосредственно, либо через кеш-память. Каждая ячейка оперативной памяти имеет свой индивидуальный адрес.

ОЗУ может изготавливаться как отдельный блок или входить в конструкцию однокристальной ЭВМ или микроконтроллера.

• загрузочное ПЗУ — хранит ПО, которое исполняется сразу после включения питания. Как правило, загрузочное ПЗУ содержит BIOS, однако может содержать и ПО, работающие в рамках EFI.

Центра́льный проце́ссор (ЦП, или центральное процессорное устройство — ЦПУ; англ. central processing unit, CPU, дословно — центральное вычислительное устройство) — исполнитель машинных инструкций, часть аппаратного обеспечения компьютера или программируемого логического контроллера; отвечает за выполнение операций, заданных программами.

Архитектура фон Неймана

Большинство современных процессоров для персональных компьютеров в общем основаны на той или иной версии циклического процесса последовательной обработки данных, изобретённого Джоном фон Нейманом.

Дж. фон Нейман придумал схему постройки компьютера в 1946 году.

Важнейшие этапы этого процесса приведены ниже. В различных архитектурах и для различных команд могут потребоваться дополнительные этапы. Например, для арифметических команд могут потребоваться дополнительные обращения к памяти, во время которых производится считывание операндов и запись результатов. Отличительной особенностью архитектуры фон Неймана является то, что инструкции и данные хранятся в одной и той же памяти.

Этапы цикла выполнения:

1. Процессор выставляет число, хранящееся в регистре счётчика команд, на шину адреса и отдаёт памяти команду чтения.

2. Выставленное число является для памяти адресом; память, получив адрес и команду чтения, выставляет содержимое, хранящееся по этому адресу, на шину данных и сообщает о готовности.

3. Процессор получает число с шины данных, интерпретирует его как команду (машинную инструкцию) из своей системы команд и исполняет её.

4. Если последняя команда не является командой перехода, процессор увеличивает на единицу (в предположении, что длина каждой команды равна единице) число, хранящееся в счётчике команд; в результате там образуется адрес следующей команды.

Данный цикл выполняется неизменно, и именно он называется процессом (откуда и произошло название устройства).

Во время процесса процессор считывает последовательность команд, содержащихся в памяти, и исполняет их. Такая последовательность команд называется программой и представляет алгоритм работы процессора. Очерёдность считывания команд изменяется в случае, если процессор считывает команду перехода, — тогда адрес следующей команды может оказаться другим. Другим примером изменения процесса может служить случай получения команды останова или переключение в режим обработки прерывания.

Команды центрального процессора являются самым нижним уровнем управления компьютером, поэтому выполнение каждой команды неизбежно и безусловно. Не производится никакой проверки на допустимость выполняемых действий, в частности, не проверяется возможная потеря ценных данных. Чтобы компьютер выполнял только допустимые действия, команды должны быть соответствующим образом организованы в виде необходимой программы.

Скорость перехода от одного этапа цикла к другому определяется тактовым генератором. Тактовый генератор вырабатывает импульсы, служащие ритмом для центрального процессора. Частота тактовых импульсов называется тактовой частотой.

Компьютерная ши́на (от англ. computer bus, bidirectional universal switch — двунаправленный универсальный коммутатор) — в архитектуре компьютера подсистема, которая передаёт данные между функциональными блоками компьютера. Обычно шина управляется драйвером. В отличие от связи точка-точка, к шине можно подключить несколько устройств по одному набору проводников. Каждая шина определяет свой набор коннекторов (соединений) для физического подключения устройств, карт и кабелей.

Видеока́рта (известна также как графи́ческая пла́та, графи́ческий ускори́тель, графи́ческая ка́рта, видеоада́птер) (англ. videocard) — устройство, преобразующее изображение, находящееся в памяти компьютера, в видеосигнал для монитора.

Обычно видеокарта является платой расширения и вставляется в разъём расширения, универсальный (PCI-Express, PCI, ISA, VLB, EISA, MCA) или специализированный (AGP), но бывает и встроенной (интегрированной) в системную плату (как в виде отдельного чипа, так и в качестве составляющей части северного моста чипсета или ЦПУ).

Современные видеокарты не ограничиваются простым выводом изображения, они имеют встроенный графический микропроцессор, который может производить дополнительную обработку, разгружая от этих задач центральный процессор компьютера. Например, все современные видеокарты NVIDIA и AMD (ATi) поддерживают приложения OpenGL на аппаратном уровне. В последнее время также имеет место тенденция использовать вычислительные способности графического процессора для решения неграфических задач.

Звуковая плата (также называемая звуковая карта или музыкальная плата) (англ. sound card) — это плата, которая позволяет работать со звуком на компьютере. В настоящее время звуковые карты бывают как встроенными в материнскую плату, так и отдельными платами расширения или внешними устройствами.

Сетевая плата, также известная как сетевая карта, сетевой адаптер, Ethernet-адаптер, NIC (англ. network interface controller) — периферийное устройство, позволяющее компьютеру взаимодействовать с другими устройствами сети. В настоящее время сетевые платы интегрированы в материнские платы для удобства и удешевления всего компьютера в целом.

Компью́терная па́мять (устройство хранения информации, запоминающее устройство) — часть вычислительной машины, физическое устройство или среда для хранения данных, используемых в вычислениях, в течение определённого времени. Память, как и центральный процессор, является неизменной частью компьютера с 1940-х. Память в вычислительных устройствах имеет иерархическую структуру и обычно предполагает использование нескольких запоминающих устройств, имеющих различные характеристики.

 

НЖМД объёмом 44 Мб 1980-х годов выпуска, и CompactFlash объёмом 2 Гб 2000-х годов выпуска

Модуль оперативной памяти DRAM, вставленный в материнскую плату

Устройство хранения информации на флеш-памяти (флешка)

Операти́вная па́мять (также оперативное запоминающее устройство, ОЗУ) — в информатике — память, часть системы памяти ЭВМ, в которую процессор может обратиться за одну операцию (jump, move и т. п.). Предназначена для временного хранения данных и команд, необходимых процессору для выполнения им операций. Оперативная память передаёт процессору данные непосредственно, либо через кэш-память. Каждая ячейка оперативной памяти имеет свой индивидуальный адрес.

Простейшая схема взаимодействия оперативной памяти с ЦП

Накопи́тель на жёстких магни́тных ди́сках или НЖМД (англ. Hard (Magnetic) Disk Drive, HDD, HMDD), жёсткий диск, винче́стер, в компьютерном сленге «винт», хард, харддиск — устройство хранения информации, основанное на принципе магнитной записи. Является основным накопителем данных в большинстве компьютеров.

 Опти́ческий при́вод — электрическое устройство для считывания и возможно записи информации с оптических носителей (CD-ROM, DVD-ROM). Существуют следующие типы приводов:

• привод CD-ROM (CD-привод)

• привод DVD-ROM (DVD-привод)

• привод HD DVD

• привод BD-ROM

• привод GD-ROM


Основные составные части персонального компьютера: 1 — Монитор, 2 — Материнская плата, 3 — Центральный процессор, 4 — Оперативная память, 5 — Карты расширений, 6 — Блок питания, 7 — Оптический привод, 8 — Жесткий диск, 9 — Компьютерная мышь, 10 — Клавиатура


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

68710. Философия эпохи Возрождения (пантеизм, натурфилософия) 97 KB
  Основная идея Возрождения человек создан по образу и подобию Бога. Подобно Богу он создаёт собственный мир продолжая акт творения. Креационизм уступает место пантеизму: Бог во всём. Если утверждать что мир создан Богом то для того чтобы познать Бога надо познать мир.
68711. Общие понятия о конституциях 50.5 KB
  В настоящее время продолжает развиваться прогрессивное учение о высшей нервной деятельности у детей. Таким образом считают наиболее правильным оценивать конституцию у детей с учетом возрастных особенностей нервной системы и типа высшей нервной деятельности.
68712. Государственный кредит: понятие, виды, формы и роль в рыночной экономике 30.79 KB
  Основной признак этой формы кредита непременное участие государства в лице органов исполнительной власти различных уровней. Роль кредита в различных фазах экономического цикла не одинакова. Новые платежные средств входящие посредством кредита в оборот увеличивают и без того избыточную массу денег необходимых для обращения.
68713. Диагностика хирургических заболеваний 189.05 KB
  Объективное обследование проводится с помощью Клинических методов Дополнительных методов В современной медицине существуют доскональные академические методики обследования каждого органа каждой системы. Субъективное обследование см лекция...
68714. Дипломатия имперского Рима 34 KB
  Дипломатия превращалась в ведомственную функцию и утрачивала демократический характер который она имела при Республике. Самостоятельный раздел античной дипломатии представляет внутренняя дипломатия. Своего высшего развития внутренняя дипломатия достигает в период Римской империи.
68715. Организация обучения работающих безопасности труда 32 KB
  Ответственность за организацию своевременного и качественного обучения и проверки знаний работников в целом по предприятию учреждению возлагается на директора главного инженера а в структурных подразделениях на их руководителей.
68716. Система управления охраной труда на предприятии (организации) 793 KB
  Проблема исследования относится к стратегическому менеджменту и может быть сформулирована как неопределенность, связанная с разработкой инвестиционной стратегии покупки действующего бизнеса и повышения его конкурентоспособности в интересах формирования сети.
68717. Системы счисления 87.49 KB
  Большинство кодов основано на системах счисления причем использующих позиционный принцип образования числа при котором значение каждой цифры зависит от ее положения в числе. Тогда полное число получается по формуле: где l количество разрядов числа уменьшенное на 1 i порядок разряда m...
68718. Специфика СсО в политике, коммерческом секторе, общественных объединениях, государственных учреждениях 26.5 KB
  ПР подразделения создаются в министерствах других органах управления. В региональных и муниципальных органах практикуется постоянное общение с гражданами в федеральных органах власти больший упор делают на взаимодействие с прессой на аналитическую и прогностическую деятельность.