1981 Фирма ibm выпустила первую модель пк
В РоссииEC 1840 (1986)
EC 1841 (1987) 16 бит, Минск, до 1 Мб память
ПК делятся на 2 разновидности: IBM иAppleMacintosh
Три кита: IBM,Intel,Microsoft
Три слона: Герман Холлерит, Энди Гроув, Билл Гейтс
Системная плата содержание компьютера, определяющая архитектуру ПК
Процессор
Разъем для плат оперативной памяти
Микросхемы быстрой памяти (кэш)
Микросхема базовой системы ввода-вывода (BIOS)
Разъемы для плат расширения, управления различными устройствами (дисковод, монитор…)
Шина расширения и адресная шина
Процессор ( центральный процессор)
CPU (Unit)
Состав микропроцессора:
Устройство управления
Арифметико-логическое устройство
Микропроцессорная память (служит для кратковременного хранения, записи и выдачи информации, строится на регистрах и используется для обеспечения высокого быстродействия.
Управляющий блок - управляет работой всех блоков процессора. Регистры- блок хранения данных и промежуточных резервов вычисления-внутренняя оперативная память процессора. Блок декодировки-преобразует данные в двоичную систему счисления. Кэш память-1-го уровня - хранит часто использующиеся инструкции и данные. 2-го уровня - хранит часто использующиеся данные. Блок шины-ввод-вывод информации.
Характеристики процессора:
Производительность, тактовая частота, разрядность и размеры кэш 1-го уровня и 2-го уровня. Производительность- количество элементарных операций, выполняющихся за 1 секунду. Определяет быстродействие ПК в целом и зависит от тактовой частоты и разрядности. Частота – количество колебаний (тактов) в секунду. Тактовая частота – количество операций, которые процессор выполняет в секунду. 2,4=2млрд 400тыс колебаний в секунду. Разрядность – определяет размер минимальной порции информации, над которыми процессор выполняет различные операции обработки. Эта порция информации называется машинным словом, представляющим последовательность двоичных разрядов 16, 32, 64Мб
Pentium 4 – 32 разрядность
Pentium 3 кэш 1-го уровня = 16Кб 2-го уровня = 256Кб
Магистрально – модульный принцип построения ПК предусматривает построение ПК из функциональных блоков взаимодействия посредством общего канала - шин. Самая простая шина – набор параллельных проводников, по которым передаются электрические потоки от всех элементов ПК, которыми нужно управлять. Для этого в состав шины введены различные преобразователи – контроллеры.Шина данных – система проводников и вспомогательных элементов для передачи информации от устройства к устройству через области ОЗУ в процессор и из него. Имеет разрядность, которая определяется разрядностью процессора, влияет на скорость работы ПК. Адресная шина – для определения места в памяти ПК, где хранится и куда можно занести информацию. Имеет разрядность, которая влияет на объем памяти. Шина управления – предает сигналы, определяющие характер обмена информацией и магистрами. Сигналы управления определяют, какую операцию считывать или запись нужно производить и синхронизирует процессы.
Внутри машинный системный интерфейс
Системная шина включает:
Кодовую шину данных
Кодовую шину адреса
Кодовую шину инструкций
Шину питания
Системные шины обеспечивают:
Микропроцессором и основной памятью
Микропроцессором и портами ввода-вывода
Между основной памятью и портами ввода-вывода
Между внешними устройствами и системными шинами с помощью ASCIIкодов.
Шины расширения:
PC|XT bus(8разрядная)
PC|AT(16разрядная)
ISA(16 разрядная)
EISA(32 разрядная)
MSA(32 разрядная)
Локальные шины:
VLB
PCI
FSB
AGP
USB
Слоты(разъемы) расширения предназначены для подключения дополнительных устройств к основной шине данных. К основным платам расширения относятся:
Видеокарты (видеоадаптеры)
Звуковые платы
Внутренние модемы
Сетевые адаптеры (для подключения к локальной сети)
SCSI адаптеры
Контроллеры.
Только та информация, которая хранится в ОЗУ, доступна процессору для обработки. Устройства, которые осуществляют обмен информацией между оперативной памятью и внешними устройствами называются контроллерами или адаптерами иногда картами. Они имеют свой процессор и свою память, находятся на отдельных платах, которые вставляются в унифицированные разъемы (слоты). ЗУ: ОЗУ, кэш память, ПЗУ, ВЗУ. Оперативно запоминающее устройство ( RAM-RandomAccessMemoryпамять с произвольным доступом) это массив кристаллических ячеек, способных хранить данные. Динамическая память – DRAM, статистическая память –SRAM.
Основная память содержит:
ПЗУ служит для хранения неизменной программной и справочной информации
Оперативно запоминающее устройство (ОЗУ) оперативная запись, учтенной в процессе в текущее время.
BIOS (BasicInputOutputSystem) вмоментвключения компьютера ПЗУ и защитные программы образуют базовую систему ввода-вывода BIOS
Функции:
Проверять состав и работоспособность компьютерной системы
Обеспечивать взаимодействие с клавиатурой, монитором, жестким диском
Обеспечивать возможность наблюдения на экране диагностические сообщения, сопровождающих запуск компьютера
Обеспечивает при необходимости возможность вмешиваться в ход запуска с помощью клавиатуры.
Энергозависимая память CMOS
BIOSотвечает за клавиатуру, мышь, монитор, но ничего не знает о параметрах жесткого и гибкого дисков, уникальных устройств. Для работы с другим оборудованием BIOS должен знать, где искать нужные параметры (нельзя хранить в ОЗУ и ПЗУ). Для этого есть CMOS, располагается на материнке. Ее содержание не стирается (и ПЗУ), данные в нее можно заносить и изменять (прошивать).
Логическая структура ОЗУ.
О
ЗУ
– множество
ячеек, которые имеют свой уникальный
адрес (нумерация начинается с 0). Каждая
ячейка памяти имеет 1 байт максимальный
объем адресуемой памяти= количество
ячеек N*1байтдля
Pentium4
(шина адреса =36 бит) максимальный объем
адресной памяти = 1байт* N=21*1байт=236*1
байт=….=64Гб.
Модули оперативной памяти пластины с рядом контактов, на которых микросхемы. Однорядные SIMM-модули, 4-рядные DIMMмодули, DDR-модуль памяти. Информация в ОЗУ сохраняется только при включенном ПК. Основная характеристика модуля и оперативной памяти это пропускная способность равная разрядности шины и умноженная на частоту.
Физическая и виртуальная память.
Объем, используемый программами памяти, может увеличиваться путем добавления к физической памяти виртуальной памяти. Она выделяется в форме области жесткого диска. Существует файл подкачки. По своей логической организации виртуальная память является частью оперативной. ПЗУ используется для хранения неизменной информации: загрузочные программы операционной системы, программы тестирования устройств компьютера и некоторых драйверов базовой системы ввода-вывода.
Кэш память.
Любому ПК нужен быстрый доступ к ОЗУ. Данные из ОЗУ сначала переписываются в кэш, а затем в регистры процессора. При вторичном обращении сначала производится поиск данных в кэш. Регистровая кэш-высокоскоростная, является БО(буфер обмена) может ОП(оперативная память) и МП(микропроцессор). Регистры кэш не доступны для пользователя.
Внешняя память (ВЗУ) виды:
НЖМД (накопитель на жестких магнитных дисках)
НГМД (накопитель на гибких магнитных дисках)
Записывает и считывает магнитными головками вдоль концентрических окружностей – дорожек (треков). Каждая дорожка разбита на секторы. Этот процесс называется форматирование. Кластер – минимальная единица размещения информации на диске, состоит из 1 или нескольких смежных секторов дорожки. Файл-именованная область внешней памяти, выделенная для хранения массива данных. Жесткий (HardDisc) для постоянного хранения информации (магнитный). Порты – разъемы на задней панели, которые служат для соединения с внешними периферийными устройствами.
Виды портов:
Параллельный
Последовательный
USB
PS/2
AT/MIDI
FireWire
Параллельный – скоростной порт, через который сигнал в 2 направлениях по 8 параллельным линиям (появился в 1981 году) скорость 800Кб/с до 16Мб/с. LP1, LP2 и другие (на схемах) LinePrinter. Порты посылают и получают данные побайтно. Через параллельный подключают: принтеры, сканеры, стримеры и другие устройства, требующие высокой скорости, а так же для соединения двух компьютеров между собой. Последовательный (SerialCOM-port) асинхронный, только в одном направлении, в каждый момент времени. Скорость = 115 Кб/с. На схемах COM1, COM2 и т.д. обмен данных с процессором побайтно, а с внешними устройствами побитно. Через последовательные порты подключаются устройства, которые не требуют высокой скорости: мышки, клавиатуры, модемы.USB – универсальный =127 устройств, подключаются через него любые периферийные устройства. Особенности: поддерживает технологию Plug&Play (при подключении устройства не нужно устанавливать драйвера), а так же возможность «горячего подключения» (не нужно при подключении устройства перезагружать компьютер, можно сразу работать с устройством). USB появился в 1998 а версия 2.0 в апреле 2000г, скорость=480Мб/с.
PS/2порты – асинхронный параллельный, для подключения мыши и клавиатуры. 1987-старенькая версия. AT/MIDI порт для соединения с цифровыми и музыкальными инструментами.IEEE (FireWire) 1994- последовательный порт скорость=400Мб/с видео информация в on-lineрежиме. Цифровые видеокамеры, внешние жесткие диски, сканеры и другие высокоскоростные оборудования.
Мышь разработал Дуглас Энджелбарт, разработал систему меню, которая управляла двигающимися графическими объектами на дисплее (курсор) управлялся при помощи кнопок (9 декабря 1968). В 1963-1965 разработка, а в 1970 – патент на «индикатор позиции XY».
Монитор ЭЛТ – электронно-лучевая трубка. Количество отображенных строк в секунду называется строчной частотой развертки. А частота, с которой меняются кадры изображения, называется кадровой частотой развертки. Минимально 85Гц. Принцип действия: свойство ЖК упорядочивать под действием электрического поля и изменять угол поляризации проходящего через кристаллы света.
Устройства ввода:
С клавиатурным вводом
С прямым вводом:
Манипуляторы
Сенсорные
Цифровые видеокамеры
Устройства сканирования
Распознавательные регистры
Ввод с внешнего носителя
Клавиатуры:
Мембранная
Беспроводная
Сенсорная
В форме буквы V с разъединением посередине
С большими опорами для ладоней
Раскладка на клавиатуре называется QWERTY
Манипуляторы:
Мышь
Трекбол (мышка, перевернутая с колесиком)
Джойстик
Сенсорные устройства:
Сенсорный экран
Световое перо
Дигитайзер (оцифровка чертежей и других изображений, изображения в цифровой форме, для обработке на ПК)
Цифровой фотоаппарат
Сканеры (ввод в графическом формате)
Ручные
Планшетные
Барабанные
Фотосканеры