19496

АРХІТЕКТУРА СУЧАСНИХ ПЕРСОНАЛЬНИХ КОМП’ЮТЕРІВ

Лекция

Информатика, кибернетика и программирование

Персональний комп’ютер – це складна обчислювальна система, яка являє собою сукупність апаратних (основні технічні пристрої) та програмних (сукупність програмних засобів для обробки інформації) засобів, що дають змогу накопичувати і автоматизувати обробку будь-якої інформації.

Украинкский

2014-12-19

80.5 KB

2 чел.

ТЕМА 2. АРХІТЕКТУРА СУЧАСНИХ ПЕРСОНАЛЬНИХ КОМПЮТЕРІВ

План лекції:

1.Загальна характеристика персонального компютера (ПК).

2. Подання інформації у комп’ютері

3.Структурна схема сучасних ПК та коротка технічна характеристика основних пристроїв сучасних ПК.

Ключові слова: компютер, архітектура, структура, системний блок, центральний процесор, память, періферійні пристрої, монітор, маніпулятор, клавіатура, принтер, модем, сканер.

1.Загальна характеристика персональних компютерів (ПК).

Самостійна робота студента:

1. Історія розвитку комп’ютерів. Покоління електронно – обчислювальних машин та їх основні характеристики.

Персональний комп’ютер – це складна обчислювальна система, яка являє собою сукупність апаратних (основні технічні пристрої) та програмних (сукупність програмних засобів для обробки інформації) засобів, що дають змогу накопичувати і автоматизувати обробку будь-якої інформації.

Основна особливість побудови ПК – це принцип відкритої архітектури.  Він полягає в тому, що персональний комп’ютер складається з окремих конструктивно не пов’язаних між собою пристроїв (на відміну від попередніх ЕОМ, які були єдиним нероз’ємним пристроєм). Модульна структура комп'ютера дає змогу адаптувати його до будь- яких потреб користувача. 

За сферою застосування ПК поділяють на: побутові, навчальні та професійні.

Залежно від конструктивного виконання ПК можуть бути стаціонарні та портативні.

Переваги ПК:

1. Наявність різноманітних периферійних пристроїв (введення-виведення та зберігання інформації)

2. Розвинута база програмних засобів для рішення завдань практично в усіх сферах людської діяльності;

3. Підтримка мов високого рівня (алгоритмічні мови програмування);

4. Наявність операційних систем (вони спрощують взаємодію користувача з ПК);

5. Робота у режимі безпосереднього, зручного діалогу з користувачем (режим “дружнього інтерфейсу”).


2. Подання інформації в комп’ютері

Кодування символів

Кількісні закономірності, що повязані з передаванням, обробкою, отриманням і зберіганням інформації вивчає теорія інформації. Одним з завдань теорії інформації є визначення найекономніших методів кодування, які надають змогу передавати певну інформацію, використовуючі мінімальну кількість знаків.

Основні поняття теорії інформації.

Система числення – показує, за якими правилами будуть записуваться числа та виконуватися над ними дії.

Основа системи числення – це кількість цифр, що використовується для зображення чисел.

Розряд – це місце цифри у числі.

Розрядність - це кількість цифр у числі.

Існують такі системи числення: двійкова, вісімькова, десяткова та інші. У комп’ютерній техніці застосовується двійкова система числення. В цієї системі числення за одиницю інформації прийнято максимальну інформацію, що може вміщувати повідомлення з допомогою одного двійкового знаку. Така одиниця інформації називається біт. Біт – це двійковий інформаційний елемент, здатний набувати значення «1» або «0». У комп’ютері вся інформація зображується у цифровому вигляді, через набори бітів. Такий процес називається кодуванням інформації. Код установлює відповідність між елементами повідомлень та сигналами і є комбінацією цифр 0 та 1. За міжнародний стандарт прийнята кодова таблиця ASCII (American Standard Code for Information Interchange).

Для зручності кожен значущий символ перетворюється на десяткове число в діапазоні від 0 до 256, яке зберігається в кодовій таблиці. Перша половина якої зберігає коди всіх існуючих символів, а друга — призначається для розміщення символів національних алфавітів. Кожному символу відповідає свій власний код. Символи з кодами від 0 до 31 є керуючими (для функціональних клавіш).

 Кодування зображень.

Існують два види зображень: растрові та векторні.

Перші розкладаються на точки (пікселі), що впорядковані в рядки і стовпці. Кожному кольору відповідає певний код. Комбінація бітів створює кольорове зображення. - таке зображення називають растровим. Недоліком цього типу зображень є велика ємність пам'яті, яку вони займають, а також зниження якості зображення при масштабуванні (зменшенні або збільшенні). Растрові зображення створюються засобами спеціальних програм за допомогою таких вбудованих інструментів: гумка, олівець, пензель, розпилювач та інші. Найбільш відомі програми для створення таких зображень — це Paint, CorelPhoto,  Adobe Photoshop  та інші)

Другим способом створення зображень є векторне кодування. Воно полягає в тому, що зображення розкладається на геометричні фігури ( криві та прямі лінії ) параметри яких зберігаються в пам'яті комп'ютера у вигляді математичних формул або числових коефіцієнтів. Завдяки цьому, зображення масштабується множенням параметрів графічних елементів на коефіцієнт масштабування. Найбільш відомі програми для створення таких зображень  - це CorelDraw, Adobe Illustrator, FreeHand та інші.


3. Структурна схема сучасних ПК.

СИСТЕМНИЙ БЛОК

Апаратні засоби — сукупність усіх пристроїв, з яких складається комп'ютер, або які можуть додаватися до нього за необхідності.

Структура ПК – це сукупність основних пристроїв ПК та звязків між ними.

Системний блок конструктивно об’єднує центральні пристрої ПК (процесор, оперативна та зовнішня память, системна шина).  

Центральний процесор – керує всіма вузлами комп’ютера, виконує всі основні операції щодо обробки інформації.

  •  Оперативну память - призначено для розміщення програм і даних, що використовуються на даний час у процесі вирішення певних конкретних завдань.
  •  Пристрої зовнішньої пам’яті - призначено для накопичення інформації та її тривалого зберігання.
  •  Системна шина – це сукупність каналів, за допомогою яких передаються сигнали між центральними та периферійними пристроями ПК.

Периферійні пристрої – це пристрої введення-виведення даних, які конструктивно відокремлені від центральної частини ПК і підключаються до системного блоку через спеціальні пристрої - це адаптери та порти введення-виведення.

Адаптер периферійного пристрою виконує функцію управління периферійним пристроєм згідно з запитами від центрального процесора та забезпечує узгодження інтерфейсу периферійного пристрою з системною шиною.

Порт введення-виведення забезпечує безпосереднє підключення адаптера периферійного пристрою до системної шини.


Коротка технічна характеристика основних пристроїв сучасних ПК.

Самостійна робота студента:

2. Коротка технічна характеристика основних пристроїв сучасних ПК.

До основних пристроїв комп'ютера належать:

системний, блок. До його складу входять: материнська плата; жорсткий диск (вінчестер); пристрої для роботи з накопичувачами інформації (CD, DVD, FLESH, гнучкі дискети); блок живлення.

До складу материнської плати входять такі основні компоненти:

  1.  процесор, який виконує всі розрахунки та оброблення інформації. Параметрами процесора є тактова частота і тип (модель). Тактова частота характеризує швидкість роботи процесора і виражається в мегагерцах.
  2.  оперативна пам'ять (RAM) — містить програми ОС, прикладні програми, а також результати роботи процесора. Обмін інформацією відбувається дуже швидко, оперативно, але дані зберігаються тільки до перезавантаження або вимикання комп'ютера, тобто тимчасово. Ємність RAM — 16, 32, 64, 128, 256, 512 Мбайт;
  3.  відеокарта — використовується для роботи з графічними зображеннями. Має ємність пам'яті до 64 Мбайт;
  4.  звукова карта — виконує оброблення звуків, мови;
  5.  мережна карта — застосовується при роботі в комп'ютерній мережі;
  6.  перезаписуючий постійний запам'ятовуючий пристрій (ППЗП) — містить програми та дані, занесені під час виготовлення комп'ютера, за допомогою яких відбуваються вмикання комп'ютера та тестування його пристроїв. У ППЗП зберігається базова система введення-виведення (BIOS), що контролює роботу всіх складових комп'ютера;
  7.  адаптери — електроні плати для виконання обміну даними між процесором і зовнішніми пристроями. Адаптери взаємодіють із процесором та оперативною пам'яттю через системну магістраль передачі даних, яка називається шиною;
  8.  порт — засіб для підключення периферійних пристроїв до материнської плати. Останнім часом набуває популярності порт USB, який дає змогу підключати до 256 пристроїв.

Жорсткий диск (вінчестер). Він використовується для постійного зберігання інформації.

При форматуванні диска на ньому формуються концентричні кола — доріжки, які розбиваються на сектори. Обмін інформацією між оперативною пам'яттю та диском відбувається секторами. Сектор стандартного розміру зберігає 512 байтів даних. Кожний системний диск містить власну систему для збереження файлів, яка називається таблицею розміщення файлів (File Allocation Table, скорочено FAT). Вінчестер характеризується інтерфейсом, ємністю пам'яті, розміром кеш-пам'яті, часом пошуку, швидкістю обміну даними, шумовим рівнем та деякими іншими параметрами.

Сучасні жорсткі диски можуть зберігати такі обсяги інформації: 10,2; 17,2; 25; 60; 80 Гбайт. Кеш-пам'ять значно збільшує (на 40—90%) швидкодію вінчестера і може мати ємність від 64 Кбайт до 2 Мбайт.

  Джерело безперебійного живлення — пристрій, який протягом певного часу забезпечує комп'ютер електрострумом при його зникненні в електромережі. Він дає змогу коректно завершити всі працюючі програми комп'ютера. Залежно від потужності цього пристрою та потужності комп'ютера робота може тривати кілька годин;

монітор. Він призначається для відображення текстової, графічної та відеоінформації. Основними характеристиками дисплея є роздільна здатність, кількість кольорів (палітра), розмір екрана.

У текстовому режимі на екран виводяться тільки символи (25 рядків, у кожному — 80 символів). Поточне місце екрана для введення символів позначається блимаючим значком, який називається курсором.

У графічному режимі на екран виводяться зображення, що складаються із точок (пікселів). Кількість точок характеризує роздільну здатність дисплея. У свою чергу, роздільна здатність залежить від ємності відео-пам'яті, яка може становити 16, 32, 64 Мбайт. Роздільна здатність дисплея може мати такі значення: 640x480, 1024x676 точок/дюйм та ін.

Кількість кольорів дисплея — 65 536 (High Color), 16 млн. (True Color).

Розмір екрана дисплея виражається в дюймах (1 дюйм = 2,54 см). Використовуються 14, І5, 17,19, 20, 21, 27-дюймові екрани.

клавіатура. Вона служить для введення в комп'ютер інформації від користувача. Клавіатуру умовно можна поділити на такі блоки:

•  функціональні клавіші;

•  алфавітно-цифровий блок;

•  блок клавішей керування курсором;

•  блок цифрової клавіатури.

Блок функціональних клавішей. Цей блок об'єднує клавіші Fl—F12, призначення яких залежить від програмного забезпечення, з яким працює користувач.

Алфавітно-цифровий блок. Цей блок містить клавіші з літерами кирилиці та латині, клавіші з цифрами і спеціальні клавіші. Перемикання між клавішами кирилиці та латині відбувається за допомогою активізації комбінації клавішей, залежно від установленого драйвера (програми). У режимі введення латинських літер при натисненні на будь-яку алфавітно-цифрову клавішу вводиться латинська літера або символ, зображені в лівій верхній частині клавіші (ці літери та символи нанесено на клавішах чорним кольором), а в режимі введення кирилиці — вводиться літера або символ, зображені в правій нижній частині клавіші (ці літери і символи нанесено на клавішах червоним або синім кольором).

Введення великих та малих літер. Для введення великих літер та інших символів, розміщених на верхньому регістрі клавіатури, використовується клавіша Shift. За допомогою клавіші Shift та клавішей із зображенням цифр вводять спеціальні символи.

Клавіша CapsLock служить для фіксації режиму великих літер. У цьому режимі при звичайному натисненні на клавіші літер вводяться великі літери, а при натиснутій клавіші Shift — малі (це протилежно тому, що виконується у звичайному режимі). Режим великих літер (або режим CapsLock) використовується при введенні тексту, що складається з таких літер. Повторне натиснення на клавішу CapsLock змінює режим введення літер.

Клавіша Enter використовується для виконання певної дії.

Клавіша Backspace вона вилучає символ, що знаходиться ліворуч від курсора.

Клавіша Esc застосовується для скасування будь-йкої дії, виходу з режиму програми та ін.

Клавіша Tab у процесі редагування текстів використовується для переходу до наступної позиції табуляціїі а під час роботи з вікнами — для переходу з одного поля в інше.

Клавіша із символом Windows активізує команди кнопки Пуск.

Блок клавішей керування курсором. Цей блок містить клавіші Home, End, Page Up (PgUp), Page Down (PgDn), а також клавіші зі стрілками (←↑→↓), які називаються клавішами керування курсором.

Натиснення на ці клавіші приводить до переміщення курсора (покажчика поточного місця в документі, що обробляється) у відповідному напрямку на початок (Home) або кінець (End) рядка, на символ ліворуч (←) або праворуч (→), на рядок угору (↑) або вниз (↓), на сторінку вгору (PgUp) або вниз (PgDn).

Клавіша Del (Delete — вилучення) використовується для вилучення символів праворуч від курсора або виділеного фрагмента тексту.

Клавіша Ins (Insert — вставлення) застосовується або для вставлення символів, або для перемикання між двома режимами введення символів: введення із зсувом символів (вставлення) і введення із заміщенням раніше введених символів (заміна).

Клавіша Print Screen використовується для друкування змісту екрана або копіювання його в буфер обміну.

Блок цифрової клавіатури. Цей блок розташований у правій частині клавіатури і застосовується у двох випадках. У режимі блокування цифр (клавіша Num Lock) виконується введення числової інформації та знаків арифметичних дій. В цьому режимі клавішами блока вводяться цифри від 0 до 9 і крапка. А якщо режим блокування цифр (клавіша Num Lock) вимкнений, то ці клавіші дублюють дії клавішей керування курсором, а також клавішей Insert і Delete. Вмикання та вимикання режиму блокування цифр здійснюються натисненням на клавішу Num Lock.

Індикатори режимів. У правому верхньому кутку клавіатури є індикатори режиму блокування цифр (Num Lock), режиму великих літер (Caps Lock) та режиму блокування прокручування (Scroll Lock). Ці індикатори світяться при вмиканні відповідних режимів, а при їх вимиканні — гаснуть. Вмикання і вимикання указаних режимів здійснюються натисненням на однойменні клавіші Num Lock, Caps Lock, Scroll Lock.

Додатково до комп'ютера можна підключити:

1) принтер — пристрій для виведення інформації на паперовий аркуш або на спеціальну термостійку плівку. Принтери бувають матричні, струминні, лазерні, світлодіодні. Характеристикою принтера є швидкість (кількість сторінок за хвилину) та якість друку (роздільна здатність). Роздільна здатність матричних принтерів — 244 точки на дюйм (dpi) або 360 dpi, струминних — 1440x720 dpi, лазерних — 1200x1200 dpi;

2)   маніпулятор “миша”  — пристрій для керування положенням курсору на екрані дисплея та для роботи з програмами;

3)  сканер — пристрій для введення з паперових носіїв у комп'ютер графічних зображень і тексту. Характеристика — роздільна здатність (1200x2400, 2400x2400 dpi); розрядність кольору, який обробляється (42 або 48 бітів); швидкість попереднього перегляду (4 с.); час розпізнавання повної сторінки тексту (25 с.) або рисунка (20 с.);

4)   пристрій для роботи з накопичувачами інформації великих обсягів (CD, DVD, FLESH);

•   пристрій для роботи з JAZ-накопичувачами ємністю 1 або 2 Гбайт;

•   пристрій для роботи з накопичуваними великих обсягів інформації (ZIP) ємністю 100 або 250 Мбайт;

5)   пристрої мультимедіа. Мультимедіа — це спеціальна технологія, яка за допомогою програмного забезпечення і технічних засобів дає змогу використовувати на комп'ютері інформацію у вигляді звуків та рухомих зображень (відео). Апаратними складовими мультимедіа є акустичний адаптер, мікрофон, акустичні колонки;

6)  модем — пристрій для обміну інформацією між комп'ютерами за допомогою каналів зв'язку (телефонні лінії, виділені канали);

7)   відеопроектор — пристрій для передачі зображення з екрана комп'ютера на настінний екран або на спеціальну відеостіну. Використовується у навчальних і диспетчерських центрах транспортних підприємств, виставкових, концертних, презентацій-них залах;

8)   ТВ-тюнер — пристрій   для перегляду на екрані комп'ютера телевізійних передач;

9)  Web-камера — застосовується при проведенні відео-конференцій в мережі Internet;

10)   плотер — пристрій для виведення графічної інформації на спеціальну плівку або пластик. Застосовується при виконанні проектно-конструкторських робіт, виготовленні рекламних проектів тощо;


Контрольні запитання:

  1.  Що таке компютер і з яких двох частин він складається?
    1.  Які основні особливості побудови персональних компютерів і в чому полягає принцип відкритої архітектури?
      1.  Назвіть основні переваги персональних компютерів.
        1.  Назвіть основні сфери застосування персональних компютерів.
        2.  Які основні пристрої входять до складу структурної схеми ПК?
        3.  Які пристрої ПК належать до центральних? Назвіть їх призначення та дайте їм коротку характеристику.
        4.  Які пристрої ПК належать до периферійних? Назвіть їх призначення та дайте коротку характеристику.
        5.  Які основні види запамятовуючих пристроїв входять до складу ПК? Назвіть їх призначення та основні характеристики.

СПИСОК РЕКОМЕНДОВАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ :

1.Економічна інформатика: Навч.посібник. Ч.1 / В.Т.Сусіденко, О.О.Коваленко, Л.Б.Ліщинська та інш.; За ред. Сусіденка В.Т. – К.: ВАТ ”Віноблдрукарня”, 2002.- 363с.

2.Дибкова Л.М. Інформатика та комп’ютерна техніка: Посібник для студентів вищих навч. закладів.- К: Академія, 2003.-320с.

3.Інформатика та компютерна техніка:Навч.- методич. посібник / О.Ф.Клименко, Н.Р.Головко, О.Д.Шарапов; За ред. Шарапова О.Д. – К.: КНЕУ,2002.- 534с.

4.Інформатика та компютерна техніка. Опорний конспект лекцій. Ч.1 /  Укл. Цензура М.О., Шанюк В.С., Рассамакін В.Я., Богданевич М.А. – К.: КНТЕУ,2003.- 100с.

5.Інформатика: Компютерна техніка. Компютерні технології: Підручник для студентів вищих навч. закладів / За ред. Пушкаря О.І. – К.: Видавничий центр ”Академія”, 2003.- 704с.

6.Макарова В.М., Карнаухова Г.В., Запара С.В. Інформатика та комп’ютерна техніка:Навч. посібник /  За ред.Макарової М.В. – Суми: ВТД ”Університетська книга”, 2003.- 642с.

7.В.М.Беспалов, А.Ю.Вакула, А.М.Гострик, С.Г.Діордіца, С.М.Таракановський, Є.В.Тиханович  Інформатика для економістів: Навч. посібник для студентів вищих навч. закладів економічних спеціальностей.- К.: ЦУЛ,2003.- 788с.


ЦЕНТРАЛЬНИЙ ПРОЦЕСОР

ПЕРАТИВНА (ОСНОВНА) ПАМЯТЬ

СИСТЕМНА ШИНА

ЗОВНІШНЯ ПАМЯТЬ

КЛАВІАТУРА

МИШКА

МОНІТОР

ПРИНТЕР

ПЕРИФЕРІЙНІ ПРИСТРОЇ ВВЕДЕННЯ-ВИВЕДЕННЯ


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

82767. Царство Грибов. Плесневые грибы 40.08 KB
  Дидактическая цель: Создать условия для осознания и осмысления блока новой учебной информации средствами критического мышления. Тип урока: комбинированный( изучения нового материала и первичное закрепление); Методы обучения: частично – поисковый, репродуктивный...
82768. С любовью на все времена. Ко Дню 8 Марта 41 KB
  Без солнца не цветут цветы без любви нет счастья без женщин нет любви без матери нет ни поэта ни героя. Горький Ведущий что может быть на свете священнее имени матери Человек еще не сделавший ни одного шага по земле и только только начинающий лопотать неуверенно и старательно складывает...
82769. «Literary quiz». Внеклассное мероприятие для учащихся 9-ых классов 28.43 KB
  Выбор темы внеклассного мероприятия по английскому языку обусловлен ее актуальностью и местом в системе уроков английского языка. Время проведения мероприятия: 40 минут Место проведения: кабинет английского языка. Содержание и методика мероприятия: учащиеся делятся на две команды соответствующие...
82770. Русский лес. Иван Соколов-Микитов. Е. Баратынский. Где сладкий шепот… 299.5 KB
  Цель: учить выразительно читать, оценивать качество чтения и содержание прочитанного, находить нужные части содержания; развивать речь, чувство прекрасного, эстетический вкус и художественное восприятие; воспитывать бережное отношение к природе.
82771. Твоя домівка 196.5 KB
  Підручник з основ здоров’я ноутбук проектор екран слайд-шоу фрагменти з мультфільмів виставка Візитна карточка моєї домівки. Тож і ми часу не гаймо Урок основ здоров’я починаймо. Повторення вивченого Мозковий штурм Що ви зробили сьогодні зранку щоб бути здоровими Що зробите для цього ввечері...
82772. Овочі і фрукти, молочні продукти, їх значення для росту і розвитку 774 KB
  Вчити учнів розпізнавати корисні і шкідливі продукти харчування пояснити чому дітям потрібно вживати овочі фруктимолочні продукти щодня; пояснити значення харчування для здоров’’я; виховувати свідоме ставлення до свого здоров’’я. Сюжетні малюнки: овочі фрукти молочні і м’ясні продукти тістечка цукерки торти...
82773. Я і Україна. Довкілля 78 KB
  Мета уроку: розширити знання учнів про пори року; збагачувати уявлення молодших школярів про красу рідної природи; розвивати спостережливість, допитливість, творчу уяву, мислення, зв’язне мовлення; збагачувати словниковий запас; прищеплювати любов до природи та бережливе ставлення до довкілля.
82774. Досліджую свою оселю 107.5 KB
  Мета: вчити учнів досліджувати своє довкілля, робити висновки зі своїх досліджень, формувати у дітей уявлення про різноманітність архітектурних споруд, викликати інтерес до пізнання через дослідження, розвивати прагнення прикрасити, зробити комфортнішою свою оселю, виховувати активну позицію...
82775. В. Берестов Альбом для рисования. А. Лельевр Белые гуси 103 KB
  Какого цвета были гуси Почему люди говорили что они синие Как изменился цвет гусей ночью в Выборочное чтение. Рассказ учителя о цветах и их оттенках. Но люди заметили что цветовое разнообразие основано на трех цветах желтом красном синем.