Министерство Образования Республики Беларусь
Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники
Кафедра микро- и наноэлектроники
Реферат по дисциплине «Учебная практика»
на тему
Аппаратное обеспечение ПК
Выполнил ст. группы 040301 ________ Боровой А.С.
Принял, доцент кафедры МНЭ ________ Стемпицкий В.Р.
Минск 2011
Содержание
2. Процессор 4
3. Внутренняя память 5
4. Внешняя память 6
5. Материнская плата, шина и периферийные устройства 7
6. Устройства ввода информации в ПК 8
7. Устройства вывода информации из ПК 8
8. Устройства ввода–вывода 9
Введение:
Персональным компьютером (ПК) называют электронную вычислительную машину (ЭВМ), рассчитанную на одного пользователя и управляемую одним человеком.
Современные ПК характеризуются:
небольшими размерами (ПК размещается на рабочем столе, оставляя место для телефонного аппарата, книг, тетрадей и т.д.),
возможностью для пользователя работать с ПК лично, без посредничества профессионального программиста,
малым потреблением электрической энергии,
удобством и комфортностью общения пользователя и ПК.
Благодаря развитию локальных и глобальных вычислительных сетей пользователь ПК может по ним получать любые справки из любых библиотек, информационных центров как своего региона, так и страны и всего мира.
ЭВМ выполняют две основные функции:
- обработка и хранение информации
- обмен информацией с внешними объектами.
Выполнение этих функций осуществляется с помощью двух компонентов ЭВМ: программного обеспечения и аппаратного обеспечения.
Под аппаратным обеспечением понимают обычно все узлы, модули и блоки, составляющие компьютер или компьютерную систему. В современных компьютерах используется так называемая «открытая архитектура», т.е. состав аппаратного обеспечения компьютера можно изменить, поменяв один из модулей, или расширить, вставив дополнительный модуль.
Аппаратное обеспечение современных ПК включает в себя следующее:
- системный блок,
- устройства ввода информации в ПК (например, клавиатура),
- устройства вывода информации из ПК (например, монитор).
Системный блок, клавиатура и монитор вместе составляют персональный компьютер в минимальной конфигурации, т.е. позволяют работать с информацией на компьютере (рис 1).
Корпуса системных блоков бывают нескольких типов: вертикальный (tower), горизонтальный (desktop), моноблок (системный блок и монитор в одном корпусе). Существуют переносные компьютеры типа Notebook (ноутбук), Tablet (планшет), КПК(карманный портативный компьютер) предназначенные для работы от автономной батареи.
Персональный компьютер рис 1.
Внутри системного блока располагаются:
источник питания,
1: Монитор
2: Материнская плата
3: Процессор
4: Порт ATA
5: Оперативная память
6: Карты расширений
7: Компьютерный блок питания
8: Дисковод
9: Жёсткий диск
10: Клавиатура
11: Компьютерная мышь
Процессор |
|
Внутренняя память |
|
Устройства |
|||||||
регистры |
АЛУ |
УУ |
|
ОЗУ |
ПЗУ |
|
Ввода-вывода |
||||
|
|
|
|
|
|||||||
С и с т е м н а я ш и н а |
|||||||||||
Структурная схема ПК рис 2.
2. Процессор
Процессор – это «мозг» любого компьютера. Процессор производит все вычисления (арифметические и логические операции), взаимодействует с памятью и осуществляет управление всеми компонентами ПК. Таким образом, процессор включает в себя следующие части:
- арифметико-логическое устройство (АЛУ),
- устройство управления (УУ).
- внутренние регистры – ячейки памяти внутри кристалла процессора, предназначенные для хранения промежуточной информации.
Важнейшими характеристиками процессора, определяющими его производительность (количество операций в единицу времени) являются: тактовая частота, разрядность, объем адресуемой памяти, количество ядер (Многоядерный процессор — Центральный процессор, содержащий два и более вычислительных ядра на одном процессорном кристалле или в одном корпусе).
Тактовая частота определяет скорость выполнения операций в процессоре. При повышении тактовой частоты увеличивается производительность процессора. Современные процессоры имеют тактовые частоты 1500-3000 МГц и более до 1024 ядер, между прочим количество ядер не означает более высокую производительность. Немного интересного:
Самый многоядерный процессор: Kilocore (англ. килоядро) — высокопроизводительный многоядерный процессор с низким энергопотреблением, разработан и производится компаниями Rapport и IBM. Содержит 1025 ядер, одно из которых — обычное ядро архитектуры PowerPC, а остальные 1024 являются 8-битными Процессорными Элементами (Processing Elements), работающими на частоте 125 МГц каждый. Они могут быть динамически перенастроены, соединены они через общую шину. Это предоставляет возможности для высокопроизводительных параллельных вычислений.
Разрядность обрабатываемых данных – количество бит информации, одновременно вводимой в процессор и выводимой из него. Чем больше разрядность, тем больше информации может обработать процессор в единицу времени. Разрядность современных процессоров – 32 и 64 бит.
Объем адресуемой памяти (адресное пространство)– максимальное число ячеек основной памяти, которое может быть непосредственно адресовано процессором. Процессоры имеющие размер шины адреса 32 бита, имеют объем адресуемой памяти 4 Гбайт.
Особенности архитектуры. Во всех существующих на сегодняшний день многоядерных процессорах Кэш-память первого уровня у каждого ядра своя, а кэш 2-го уровня существует в нескольких вариантах:
разделяемый — кэш расположен на одном с обеими ядрами кристалле и доступен каждому из них в полном объеме. Используется в процессорах семейств Intel Core.
индивидуальный — отдельные кэши равного объема, интегрированные в каждое из ядер. Обмен данными из кэшей L2 между ядрами осуществляется через контроллер памяти — интегрированный (Athlon 64 X2) или внешний (Pentium D).
Производительность в приложениях, оптимизированных под многопоточность, наблюдается прирост производительности на двухъядерном процессоре. Однако, если приложение не оптимизировано, то оно не будет получать практически никакой выгоды от дополнительных ядер, а может даже выполняться медленнее, чем на процессоре с меньшим количеством ядер, но большей тактовой частотой. Это в основном старые приложения, либо приложения, которым многопоточность не нужна (например, проигрыватель музыки) или невозможна.
Наращивание количества ядер. На сегодняшний день основными производителями процессоров — Intel и AMD дальнейшее увеличение числа ядер процессоров признано как одно из приоритетных направлений увеличения производительности. Уже освоено производство 4-ядерных процессоров для домашних компьютеров, а также 6-ядерных в серверных системах.
Многоядерные контроллеры. Существует, также, тенденция внедрения многоядерных контроллеров в мобильные устройства. Замечательный пример – смартфон LG Optimus 2X P990 работающий на чипе от NVIDIA – Tegra2. Процессор объединяет 8 специализированных ядер, два из которых имеют ARM-архитектуру Cortex-A9 и работают на частоте 1 ГГц, а также графический процессор, медиа- и DSP- процессоры, контроллеры памяти и периферийных устройств. Компания называет Tegra 2 первым в мире двухъядерным процессором для применения в мобильных устройствах — речь идёт об интернет-планшетах, смартбуках и смартфонах.