Основні складові частини комп ютера і їх призначення
СОДЕРЖАНИЕ: РЕФЕРАТ на тему: Основні складові частини комп’ютера і їх призначення” П Л А Н ОСНОВНІ БЛОКИ КОМП ЮТЕРА 2. ДОДАТКОВІ ПРИСТРОЇ 3. ЛОГІЧНІ ПРИСТРОЇ КОМПЮТЕРАРЕФЕРАТ
на тему:
“Основні складові частини комп’ютера
і їх призначення”
П Л А Н
1 . ОСНОВНІ БЛОКИ КОМП ’ ЮТЕРА
2. ДОДАТКОВІ ПРИСТРОЇ
3. ЛОГІЧНІ ПРИСТРОЇ КОМПЮТЕРА
СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ
ОСНОВНІ БЛОКИ IBM PC
Звичайно, персональні компютери IBM PC складаються з трьох частин (блоків) :
# системного блоку;
# клавіатури, що дозволяє вводити символи в компютер;
# монітора (чи дисплея) - для зображення текстової і графічної інформації.
Компютери випускаються й у портативному варіанті - у наколінному чи блокнотом (ноутбук) виконанні. Тут системний блок, монітор і клавіатура вкладені в один корпус: системний блок захований під клавіатурою, а монітор зроблений як кришка до клавіатури.
Хоча з цих частин компютера системний блок виглядає найменш ефектно, саме він є в компютері головним. У ньому розташовуються всі основні вузли компютера:
# електронні схеми, що керують роботою компютера (мікропроцесор, оперативна память, контролери пристрою і т.д.);
# блок харчування, що перетворить електроживлення мережі в постійний струм низької напруги, подаваний на електронні схеми компютера;
# нагромаджувачі (чи дисководи) для гнучких магнітних дисків, використовувані для читання і запису на гнучкі магнітні диски (дискети);
# накопичувач на жорсткім магнітному диску, призначений для читання і запису на незнімний твердий магнітний диск (вінчестер).
ДОДАТКОВІ ПРИСТРОЇ
До системного блоку компютера IBM PC можна підключати різні пристрої введення-виводу інформації, розширюючи тим самим його функціональні можливості. Багато пристроїв приєднуються через спеціальні гнізда (рознімання), що знаходяться, звичайно, на задній стінці системного блоку компютера. Крім монітора і клавіатури, такими пристроями є:
# принтер — для висновку на печатку текстової і графічної інформації;
# миша — пристрій, що полегшує введення інформації в компютер;
# джойстик — маніпулятор у виді укріпленої на шарнірі ручки з кнопкою, вживається в основному для компютерних ігор;
# а також інші пристрої.
Деякі пристрої можуть вставлятися усередину системного блоку компютера, наприклад:
# модем — для обміну інформацією з іншими компютерами через телефонну мережу;
# факс-модем — сполучить можливість модему і телефаксу;
# стример — для збереження даних на магнітній стрічці.
Деякі пристрої, наприклад багато різновидів сканерів (приладів для введення малюнків і текстів у компютер),використовують змішаний спосіб підключення: у системний блок компютера вставляється тільки електронна плата (контролер), що керує роботою пристрою, а сам пристрій приєднується до цієї плати кабелем.
ЛОГІЧНІ ПРИСТРОЇ КОМПЮТЕРА
МІКРОПРОЦЕСОР. Самим головним елементом у компютері, його мозком є мікропроцесор — невелика (у кілька сантиметрів) електронна схема, що виконує всі обчислення й обробку інформації. Мікропроцесор уміє робити сотні різних операцій і робить це зі швидкістю в кілька чи десятків навіть сотень мільйонів операцій у секунду. У компютерах типу IBM PC використовуються мікропроцесори фірми Intel, а також сумісні з ними мікропроцесори інших фірм (AMD,Cyrix,IBM і ін.).
СПІВПРОЦЕСОР. У тих випадках, коли на компютері приходиться виконувати багато математичних обчислень (наприклад, в інженерних розрахунках),до основного мікропроцесора додають математичний співпроцесор. Він допомагає основному мікропроцесору виконувати математичні операції над числами. Новітні мікропроцесори фірми Intel (80486 і Pentium) самі уміють виконувати операції над числами, так що для них співпроцесори не вимагаються.
ОПЕРАТИВНА ПАМЯТЬ. Наступним дуже важливим елементом компютера є оперативна память. Саме з її процесор і співпроцесор беруть програми і вихідні дані для обробки, у неї вони записують отримані результати. Назва оперативна ця память одержала тому, що вона працює дуже швидко, так що процесору не приходиться чекати при читанні даних з памяті запису в память. Однак дані, що містяться в ній, зберігаються тільки поки компютер включений, при вимиканні компютера вміст оперативної памяті стирається (за винятком, про які говориться нижче).
КОНТРОЛЕРИ І ШИНА. Щоб компютер міг працювати, необхідно щоб у його оперативній памяті знаходилися програма і дані. А попадають вони туди з різних пристроїв компютера клавіатури, дисководів для магнітних дисків і т.д. Звичайно ці пристрої називають зовнішніми, хоча деякі з них можуть знаходитися не зовні компютера, а вбудовуватися усередину системного блоку, як це описувалося вище. Результати виконання програм виводяться на зовнішні пристрої — монітор, диски, принтер і т.д.
Таким чином, для роботи компютера необхідний обмін інформацією між оперативною памяттю і зовнішніми пристроями. Такий обмін називається введенням-виведенням. Але цей обмін не відбувається безпосередньо між будь-яким зовнішнім пристроєм і оперативною памяттю в компютері маються цілих два проміжкових звена :
1. Для кожного зовнішнього пристрою в компютері мається електронна схема, що їм керує. Ця схема називається контролером, чи адаптером. Деякі контролери (наприклад, контролер дисків) можуть керувати відразу декількома пристроями.
2. Усі контролери й адаптери взаємодіють з мікропроцесором і оперативною памяттю через системну магістраль передачі даних, що у просторіччі звичайно називають шиною.
ЕЛЕКТРОННІ ПЛАТИ. Для спрощення підключення пристроїв електронні схеми IBM PC складаються з декількох модулів електронних плат. На основній платі компютера — системної, чи материнській платі — звичайно розташовуються основний мікропроцесор, співпроцесор, оперативна память і шина. Схеми, керуючими зовнішніми пристроями компютера (контролери, адаптери), знаходяться на окремих платах, що вставляються в уніфіковані рознімання (слоти) на материнській платі. Через ці рознімання контролери пристроїв підключаються безпосередньо до системної магістралі передачі даних у компютері — шині. Таким чином, наявність вільних рознімань шини забезпечує можливість додавання до компютера нових пристроїв. Щоб замінити один пристрій іншим (наприклад, застарілий адаптер монітора на новий),треба просто вийняти відповідну плату з рознімання і вставити замість неї іншу. Трохи складніше здійснюється заміна самої материнської плати.
БЛОК - СХЕМА. На блок-схемі контролер клавіатури звичайно знаходиться на системній платі, оскільки це спрощує виготовлення компютера. Іноді на системній платі розміщаються і контролери інших пристроїв.
КОНТРОЛЕРИ ПОРТІВ ВВЕДЕННЯ - ВИВЕДЕННЯ. Одним з контролерів які присутні майже в кожнім компютері є контролер портів введення-виведення. Ці порти бувають наступних типів:
рівнобіжні ( що позначаються LPT1-LPT4),до них звичайно підключаються принтери;
асинхронні послідовні (позначаються СОМ1-СОМ3). Через них звичайно приєднуються миша, модем і т.д. Ігровий порт — для підключення джойстика.
Деякі пристрої можуть підключатися і до рівнобіжних, і до послідовних портів. Рівнобіжні порти виконують введення і висновок з більшою швидкістю, чим послідовні (за рахунок використання більшого числа проводів у кабелі).
МІКРОПРОЦЕСОР. Мікропроцесор є мозком компютера. Він_здійснює виконання програм, що працюють на компютері, і керує роботою інших пристроїв компютера. Швидкість його роботи багато в чому визначає швидкодія компютера. У IBM PC використовуються мікропроцесори, розроблені фірмою Intel, а іноді — сумісні з ними мікропроцесори інших фірм.
ХАРАКТЕРИСТИКИ МІКРОПРОЦЕСОРІВ. Мікропроцесори відрізняються друг від друга двома характеристиками: типом (моделлю) і тактовою частотою. Найбільш поширені моделі Intel- 8088,480286,80386SX,80386,80486 і Pentium, вони приведені в порядку зростання продуктивності і ціни. Однакові моделі мікропроцесорів можуть мати різну тактову частоту — чим вище тактова частота, тим вище продуктивність і ціна мікропроцесора.
ТАКТОВА ЧАСТОТА вказує скількох елементарних операцій (тактів) мікропроцесор виконує в одну секунду. Тактова частота виміряється в мегагерцах (МГц).Варто помітити, що різні моделі мікропроцесорів виконують ті самі операції (наприклад чи додавання множення) за різне число тактів. Чим вище модель мікропроцесора, тим як правило менше тактів потрібно для виконання тих самих операцій. Тому, наприклад, мікропроцесор Intel-80386 працює рази в два швидше Intel-80286 з такою же тактовою частотою.
МОДЕЛІ МІКРОПРОЦЕСОРІВ. Вихідний варіант компютера IBM PC і модель IBM PC ХТ використовували мікропроцесор Intel-8088. На початку 80-х років ці мікропроцесори випускалися з тактовою частотою 4,77 Мгц, потім були створені моделі з тактовою частотою 12 Мгц (тобто нові моделі працюють у 1,7-2,1 рази швидше). Моделі зі збільшеною продуктивністю (тактовою частотою) іноді називаються Turbo-хт. Зараз мікропроцесори типу Intel-8088 виробляються в невеликі кількості, і для використання не в компютерах, а в різних спеціалізованих пристроях.
Модель IBM PC АТ використовує більш могутній мікропроцесор Intel-80286,і її продуктивність приблизно в 4-5 разів більше чим у IBM PC ХТ. Вихідні варіанти IBM PC АТ працювали на мікропроцесорах з тактовою частотою 6 Мгц, потім були створені моделі цього мікропроцесора з тактовою частотою від 12 до 25 Мгц, тобто працюючі в 2-3 рази швидше. Мікропроцесор Intel-80286 має трохи більше можливостей у порівнянні з Intel-8088,але ці додаткові можливості використовуються з Intel-8088,але ці додаткові можливості використовуються дуже рідко, так що більшість програм, що працюють на АТ, буде працювати і на ХТ. Зараз мікропроцесори типу Intel-80286 також вважаються застарілими і для застосування в компютерах не виробляються.
ВИБІР ТИПУ МІКРОПРОЦЕСОРА. Швидкодія основного мікропроцесора багато в чому визначає швидкість роботи всього компютера і тим самим діапазон застосування компютера:
# компютери на основі мікропроцесорів Intel-8088 (чи Intel-8086) працюють дуже повільно, вони вже цілком застаріли і майже цілком вийшли з вживання;
# компютери на основі мікропроцесора Intel-80286 забезпечують необхідна швидкодія для набору текстів уведення вихідних даних для бухгалтерських і аналогічних задач багатьох компютерних ігор і т.д. Однак нові компютери такого класу вже не випускаються (оскільки вважаються морально застарілими) , а купувати їх навряд чи доцільно навіть за непридатними цінами, тому що для роботи з більшістю сучасних програм із графічним інтерфейсом ( наприклад , із програмами виконуваними в середовищі Windows) вони практично не придатні;
# компютери на основі мікропроцесорів Intel - 80386SX і DX, Intel-80486SX забезпечують прийнятну обчислювальну потужність для більшості робочих місць під керуванням як DOS, так і Windows: для програмування, роботи з не дуже великими базами даних , макетування (верстки) нескладних видань і т.д. Однак для комфортної роботи в середовищі Windows краще придбати більш могутній компютер;
# мікропроцесори Intel-80486DX і DX2 застосовуються для тих задач, де потрібно висока швидкодія компютера :
для файлів-серверів великих локальних мереж , для професійних видавничих , графічних чи анімаційних програм для рішення серйозних обчислювальних задач і т.д. А для користувачів постійно працюючих з компютером може бути доцільне придбання компютера на основі Intel-80486DX чи DX2 навіть і в тому випадку, якщо вони використовують самі звичайні програми типу Word for Windows 6.0, Excel 5.0 і т.д., оскільки ці мікропроцесори зараз коштують не набагато дорожче Intel-80386 і 80486SX,а забезпечують помітно велику продуктивність;
# мікропроцесори Pentium і розраховані на його використання системні плати поки що коштують дуже дорого тому їхній доцільно застосовувати для таких додатків, як відтворення відеозображень у реальному часі, великі задачі тривимірного проектування і моделювання, створення могутніх файлів-серверів і багатопроцесорних систем.
МАТЕМАТИЧНИЙ СПІВПРОЦЕСОР. Мікропроцесори Intel-80286 і Intel-80386 не містять спеціальних команд для роботи з числами з крапкою, що плаває. При проведенні розрахунків з такими числами кожна операція над ними моделюється за допомогою декількох десятків операцій мікропроцесора. Це сильно знижує ефективність застосування компютера для наукових обчислень, при використанні машинної графіки і для інших застосувань з інтенсивним використанням чисел із крапкою, що плаває. Тому в цих випадках варто використовувати компютери IBM PC із установленим математичним співпроцесором Intel-8087,Intel-80287 чи Intel-80387. Наявність співпроцесора може збільшити швидкість виконання операцій із крапкою, що плаває, у 5-15 разів. Мікропроцесори Intel-80486DX і DX2 і Pentium самі підтримують операції з крапкою, що плаває, тому при їхньому використанні математичний співпроцесор не потрібно.
ОПЕРАТИВНА ПАМЯТЬ. Оперативна память компютера IBM PC із процесором Intel-8088 чи Intel-8086 (наприклад IBM PC XT) може мати розмір не більш 1 Мбайта, оскільки ці мікропроцесори можуть звертатися не більш ніж до 1 Мбайта памяті. Ця память складається з двох частин. Перші 640 Кбайт памяті можуть використовуватися прикладними програмами й операційною системою. Інші адреси памяті (верхня память) зарезервовані для службових цілей:
# для збереження частини операційної системи DOS, що забезпечує тестування компютера, початкове завантаження операційної системи, а також виконання основних низькорівневих послуг введення-виведення;
# для передачі зображення на екран;
# для збереження різних розширень операційної системи, що поставляються разом з додатковими пристроями компютера. Як правило, коли говорять про обсяг оперативної памяті компютера, то мають на увазі саме першу її частину, що може використовуватися прикладними програмами й операційною системою. Ми теж будемо надалі надходити в такий спосіб.
КЕШ – ПАМЯТЬ. Для досить швидких компютерів (наприклад, на основі Intel-80386 з тактовою частотою більш 25 Мгц чи Intel-80486) необхідно забезпечити швидкий доступ до оперативної памяті, інакше мікропроцесор буде простоювати і швидкодія компютера зменшиться. Для цього такі компютери можуть оснащуватися кеш-памяттю тобто зверхоперативною памяттю щодо не великого обсягу (звичайно від 64 до 256 Кбайт),у якій зберігаються найбільше часто використовувані ділянки оперативної памяті. Кеш-память розташовується між мікропроцесором і оперативною памяттю, і при звертанні мікропроцесора до памяті спочатку виробляється пошук потрібних даних у кеш-памяті. Оскільки час доступу до кеш-памяті в кілька разів менше, ніж до звичайної памяті, а в більшості випадків необхідні мікропроцесору дані містяться в кеш-памяті, середній час доступу до памяті зменшується. Для компютерів на основі Intel-80386DX чи 80486SX розмір кеш-памяті в 64 Кбайт є задовільним,128 Кбайт — цілком достатнім. Компютери на основі Intel-80486DX і DX2 звичайно оснащуються кеш-памяттю ємністю 256 Кбайт.
МОНІТОРИ. Монітор (дисплей) компютера IBM PC призначений для висновку на екран текстової і графічної інформації. Монітори бувають кольоровими і монохромними. Вони можуть працювати в одному з двох режимів: текстовому і графічному.
ТЕКСТОВИЙ РЕЖИМ. У текстовому режимі екран монітора умовно розбивається на окремі ділянки — знакомісця, найчастіше на 25 рядків по 80 символів (знакомісць).У кожне знакомісце може бути виведений один з 256 заздалегідь заданих символів. У число цих символів входять великі і малі латинські букви, цифри, символи, а також псевдографічні символи, використовувані для висновку на екран таблиць і діаграм, побудови рамок навколо ділянок екрана і т.д.
ГРАФІЧНИЙ РЕЖИМ. Графічний режим монітора призначений для висновку на екран графіків малюнків і т.д. Зрозуміло, у цьому режимі можна також виводити і текстову інформацію у виді різних написів, причому ці написи можуть мати довільний шрифт, розмір букв і т.д.
У графічному режимі екран монітора складається з крапок, кожна з який може бути темної чи світлий на монохромних чи моніторах одного з декількох квітів — на кольоровому. Кількість крапок по горизонталі і вертикалі називається здатністю монітора, що дозволяє, у даному режимі. Варто помітити, що здатність яка дозволяє не залежить від розміру екрана монітора, подібно тому як і великий так і маленький телевізори мають на екрані 625 рядків розгорнення зображення.
ЧАСТО ВИКОРИСТОВУВАНІ МОНІТОРИ. Найбільш широке поширення в компютері IBM PC одержали монітори типів MDA, CGA, Hercules, EGA і VGA.
В даний час монітори MDA і CGA використовуються вже дуже рідко, тому що вони не володіють належною здатністю, що дозволяє, що приводить до швидкого стомлення очей. Крім того не мають можливості програмного завантаження шрифтів символів, тому для зображення букв кирилиці в текстовому режимі приходиться заміняти електронні схеми, що зберігають шрифти (знакогенератори). Іноді, в іншому, можна не заміняти знакогенератор, а записати в нього за допомогою спеціальних приладів потрібні шрифти символів.
Більшість компютерів випущених наприкінці 80-х років, оснащувалися моніторами типу VGA. Вони забезпечують достатню кількість зображення в текстовому і графічному режимі екрана при роботі з DOS програмами. Трохи гірше монітори EGA, вони вважаються ще більш застарілими. Але для сучасних програм, що використовують графічний інтерфейс взаємодії з користувачем дозвіл VGA (640*480 крапок) уже явно недостатньо. Тому практично всі сучасні компютери оснащуються моніторами типу Super-VGA, що забезпечують роздільну здатність 1024*768 і 800*600.
КЛАВІАТУРА. Клавіатура IBM PC призначена для введення в компютер інформації від користувача. Розташування латинських букв на клавіатурі IBM PC, як правило, таке ж, як на англійській друкарській машинці, а букв кирилиці — як на російській друкарській машинці.
УВЕДЕННЯ ПРОПИСНИХ І МАЛИХ ЛІТЕР. Для введення прописних букв і інших символів, що розташовуються на верхньому регістрі клавіатури мається клавіша Shift. Наприклад, щоб увести малу літеру d треба натиснути клавішу, на якій зображено D, а щоб увести прописну букву D, треба натиснути клавішу Shift і, не відпускаючи неї натиснути на клавішу D.
Клавіша Caps Lock служить для фіксації режиму прописних букв. Це зручно при введенні тексту з таких букв. Повторне натискання клавіші Caps Lock скасовує режим прописних букв. У режимі Caps Lock натискання клавіші Shift дає можливість уведення малих літер. Іноді клавіша Caps Lock використовується для інших цілей, наприклад для переключення на російський алфавіт.
СПЕЦІАЛЬНІ КЛАВІШІ КЛАВІАТУРИ. Крім алфавітно-цифрових клавіш і клавіш зі знаками пунктуації, на клавіатурі мається велике число спеціальних клавіш. Клавіша Enter призначена для закінчення введення рядка. Наприклад, при введенні команд DOS уведення кожної команди повинний закінчуватися натисканням клавіші Enter. Клавіша BackSpace видаляє символ, що знаходиться ліворуч від курсору (, звичайно зображується миготливим символом, схожим на знак підкреслення). Клавіша Del (Delete—видалення) використовується для видалення символу, що знаходиться під курсором. Клавіша Inc (Insert—вставка) призначена для переключення між двома режимами введення символів: введення із розсуненням символів (вставка) і введення із заміщенням раніше набраних символів (заміна). Клавіша Esc (escape—тікати, рятуватися), як правило, використовується для скасування якої-небудь дії, виходячи з режиму програми і т.д. Клавіша Tab (табуляція) при редагуванні текстів звичайно використовується для переходу до наступного позиції табуляції. В інших програмах її значення може бути іншим: переключення між віконцями на екрані полями запиту і т.д. Функціональні клавіші F1-F12 (на деяких клавіатурах F1-F10) призначені для різних спеціальних дій. Їхня дія визначається виконуваною програмою.
КЛАВІШІ CTRL і ALT. На клавіатурі маються спеціальні клавіші Ctrl і Alt. Як клавіша Shift, вони призначені для зміни значень інших клавіш. Клавіші Ctrl і Alt вводяться в комбінації з іншими клавішами, і програма, що виконується, може особливим образом реагувати на такі комбінації клавіш.
СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ:
1. Скотт Мюллер «Модернизация и ремонт ПК», 11-е издание, издательский дом «Вильямс», М 2000.
2. С.В.Симонович «Вы купили компьютер», М 2000.
3. Hard и Soft N5, Май 1995
4. Ахметов К.И. «Курс молодого бойца», 1997.
5. Фигурнов В.Э. IBMPC для пользователя. Изд.7-е, переработанное и дополненное.-М.:ИНФРА-М, 1999.