Презентація на тему:
Архітектура ПК

Архітектура комп`ютера

Комп'ютер - це електронний пристрій, що виконує операції введення інформації, зберігання та оброблення її за певною програмою, виведення одержаних результатів у формі, придатній для сприйняття людиною. За кожну з названих операцій відповідають спеціальні блоки комп'ютера: пристрій введення, центральний процесор, запам'ятовуючий пристрій, пристрій виведення.

Всі ці блоки складаються з окремих дрібніших пристроїв. Зокрема в центральний процесор можуть входити арифметико-логічний пристрій (АЛП), внутрішній запам'ятовуючий пристрій у вигляді регістрів процесора та внутрішньої кеш-пам'яті, керуючий пристрій (КП). Пристрій введення, як правило, теж не є однією конструктивною одиницею. Оскільки види інформації, що вводиться, різноманітні, джерел може бути декілька. Це стосується і пристрою виведення.

Запам'ятовуючий пристрій - це блок ЕОМ, призначений для тимчасового (оперативна пам'ять) та тривалого (постійна пам'ять) зберігання програм, вхідних і результуючих даних та деяких проміжних результатів. Інформація в оперативній пам'яті зберігається тимчасово лише при включеному живленні, але оперативна пам'ять має більшу швидкодію. В постійній пам'яті дані можуть зберігатися навіть при вимкненому комп'ютері, проте швидкість обміну даними між постійною пам'яттю та центральним процесором, у переважній більшості випадків, значно менша. Арифметико-логічний пристрій - це блок ЕОМ, в якому відбувається перетворення даних за командами програми: арифметичні дії над числами, перетворення кодів та ін.

Керуючий пристрій координує роботу всіх блоків комп'ютера. У певній послідовності він вибирає з оперативної пам'яті команду за командою. Кожна команда декодується, за потреби елементи даних з указаних в команді комірок оперативної пам'яті передаються в АЛП. АЛП настроюється на виконання дії, вказаної поточною командою (в цій дії можуть брати участь також пристрої введення-виведення); дається команда на виконання цієї дії. Цей процес буде продовжуватися доти, доки не виникне одна з наступних ситуацій: вичерпано вхідні дані, з одного з пристроїв надійшла команда на припинення роботи, вимкнено живлення комп'ютера. Описаний принцип побудови ЕОМ носить назву архітектури фон Неймана - американського вченого угорського походження Джона фон Неймана, який її запропонував.

Розташування основних пристроїв, які входять у склад ПК, таке. Монітор. Материнська плата. Центральний процесор. Оперативна пам'ять. Плати розширення (відео, звукова). Блок живлення. Привід для дисків (CD/DVD). Вінчестер. Клавіатура. Миша

Пристрої, що входять до складу системного блоку Материнська плата (також кажуть системна плата, базова плата, англійською motherboard, mainboard, MB) — плата, на якій розташовано (до якої приєднано) основні компоненти комп'ютера. Ця плата забезпечує зв'язок між усіма пристроями ПК за допомогою передачі сигналу від одного пристрою до іншого.

Центральний процесор (центральній процесорний пристрій, ЦПП, англійською central processing unit, CPU) — основна мікросхема комп'ютера, в який відбувається процес обчислення (опрацювання інформації).

ЦПП встановлено на материнській платі. На процесорі встановлено радіатор, який охолоджує вентилятор (cooler). Фізично процесор є крісталічною мікросхемою. Конструктивно процесор складено з комірок, в яких зберігають або змінюють дані. Внутрішні комірки процесора називають регістрами. Дані деяких регістрів тлумачать як команди, що керують опрацюванням даних з інших регістрів. Керуючи розсиланням даних у різні регістри процесора, можна керувати опрацюванням даних.      З іншими пристроями комп'ютера (у першу чергу з оперативною пам'ятю) процесор пов'язано кількома групами провідників — шинами. Основних шин три: шина даних, адресна шина та командна шина.      Перший мікропроцесор представила компанія Intel у 1971 році: чотирирозрядний з індексом 4004, що містив 2000 транзисторів (елементів електричних схем, спроможних змінювати свої властивості провідності). У сучасних комп'ютерах процесори виконано у вигляді модуля розміром 5×5×0,3 см, який встановлюють у ZIP-socket (AMD) або на пружну конструкцію LGA (Intel). Більшість сучасних процесорів виконано у вигляді одного напівпровідникового кристалу, який містить мільйони чи навіть мільярди транзисторів.     

Наразі виготовляють багатоядерні процесори. Ця технологія дозволила здійснювати одночасно обчислення у кількох центрах (ядрах). Внаслідок цього істотно підвищилась швидкодія. На 2013 рік масово доступні прцесори з 2, 3, 4 і 6 ядрами і 2, 3 та 4-модульні процесори покоління Buldozer. У серверів використовують 8-ядерні процесори Xeon і Nehalem (Intel) та 12-ядерні Opteron (AMD). Виділяють такі основні характеристики процесорів: кількість ядер, що впливає на швидкодію ПК; тактова частота — кількість елементарних операції на секунду, яку може виконувати процесор. Одиниця виміру ГГц — 109 елементарних операцій на секунду; характеристики гнізда для процесора (socket). Характеристики гнізда і процесора мають бути сумісними.

Оперативна пам'ять призначена для зберігання коду та даних програм під час їх виконання. Розрізняють такі види пам'яті: з довільним доступом (RAM, Random Access Memory) — слугує для розташуання программ, даних і проміжних результатів обчислень; з доступом лише на читання (ROM, Read Only Memory) — слугує для сталого розташування певних програм. Наприклад, програми початкового завантаження BIOS (basic input-output system — базова система вводу-виводу).

Оперативна пам'ять — енергозалежна. Інакше кажучи, дані в ній зберігаються лише до вимкнення ПК. Оперативна пам'ять більшості сучасних комп'ютерів — це модулі динамічної пам'яті (англійською Dynamic Random Access Memory, DRAM), втілені у напівпровідникових інтегральних схемах і організовані за принципом пристроїв з відкритим доступом. Інтегральна мікросхема (англ. integrated circuit) — електронна схема, що реалізована у вигляді напівпровідникового кристалу (чипу) та виконує певну функцію. Винайдена у 1958 році американськими винахідниками Джеком Кілбі та Робертом Нойсом.

Графічна плата- (графічна карта, відеокарта, англійською videocard) — пристрій для перетворення даних комп'ютера про зображення на відеосигнал для монітора. Сучасна графічна карта містить такі основні складові: графічний процесор (GPU) — здійснює розрахунки щодо зображення, тим самим вивільняючи центральний процесор. Визначає швидкодію та можливості всього пристрою; відеоконтролер — головний компонент схеми формування відеозображення в комп'ютері; відеопам'ять — буфер, у якому в цифровому форматі зберігають зображення, призначене для виводу на монітор;

Звукова плата (звукова карта, аудіоадаптер, англійською sound card) — пристрій для роботи зі звуком на комп'ютері Будь-яка сучасна звукова карта може використовувати декілька способів відтворення звуку. Глибина оцифрування сигналу обумовлює якість запису та відтворення. У наш час звукові карти найчастіше вбудовано у материнську плату. Але все ще випускають окремі плати розширення.      Мережева плата (мережева карта, мережевий адаптер, Ethernet-адаптер, NIC від англійською network interface controller) — пристрій для взаємодії комп'ютера з іншими пристроями мережі (наприклад, при сполученні ПК навчального класу).

Є мережеві карти як окремі пристрої, які вставляють у роз'єм материнської плати. Але є і вбудовані у материнську плату. Останнє спрощує та здешевлює виробництво ПК.     Модем — пристрій зв'язку для організації зв'язку у глобальній мережі, який може бути внутрішнім (малюнок знизу ліворуч) або зовнішнім (малюнок знизу праворуч).

TV-тюнер (від англійською tune — налаштовувати (довжину хвилі)) — пристрій для прийняття телевізійного сигналу в різних формах трансляції (PAL, SECAM, NTSC) з метою показати відеопередачу на моніторі. TV-тюнер з інтерфейсом PCI

Оптичний привід для CD/DVD дисків — пристрій, призначений для зчитування інформації з CD/DVD дисків та запису інформації на них. CD (англійською Compact Disk) — диск з пластиковою основою з алюміневім покриттям, яке відбіває промінь світла при зчитуванні.      DVD (англійською Digital Versatile Disc, цифровий багатоцільовий чи універсальній диск) — диск більшої (ніж CD) ємкості.     Цифрову інформацію на оптичних дисках подано чергуванням западин, які не відзеркалюють, та островків, які відзеркалюють світло. Компакт-диск має лише одну фізичну доріжку у формі неперервної спіралі, яка йде від зовнішнього кола до внутрішнього. При зчитуванні промінь лазера, який потрапляє у впадину, розсіюється й поглинається, тому у цьому випадку фотодетектор фіксує (двійковий) нуль. Інакше промінь відбивається, і фотодетектор фіксує (двійкову) одиницю.

Флеш пам'ять — енергонезалежний напівпровідниковий пристрій для збереження інформації. Завдяки компактності, малій ціні й відсутності потреби у постійному доступі до електроенергії, флеш-пам'ять широко використовують у портативних пристроях, які працюють на батарейках і акумуляторах — цифрових фотокамерах, відеокамерах, диктофонах, MP3-плеерах. Флеш-пам'ять з успіхом витіснила дискети, а зараз активно тіснить жорсткі диски в ноутбуках та зменшує частку записуваних оптичних дисків.

Периферійні пристрої — це пристрої, зовнішні по відношенню до системного блоку.     Зазвичай вони слугують для введення/виведення інформації. До таких пристроїв вводу відносять клавіатуру, мишу, сканер, монітор, принтер.      Клавіатура (англійською keyboard) — пристрій для введення текстової (у першу чергу) та іншої інформації. Містить щонайменше 101 клавішу. Стандартом розташування символьних клавіш є розкладка QWERTY (згідно з назвою клавіш верхнього символьного ряду ліворуч).

Групи клавіш: ● алфавітно-цифрові; ● спеціальні; ● керування курсором; ● (додаткові) цифрові / керування курсором; ● функціональні; ● індикатори.

Маніпулятори з відносним вказуванням позиції . Миша (англійською mouse) — механічний маніпулятор, який перетворює механічні рухи в рухи вказівника на екрані. Маніпулятори — пристрої введення інформації для вказання на екрані монітора вказівки або місця введення вказівки.

Тачпад (англійською touchpad) — сенсорна панель для керування вказівнтком на екрані монітора, застосовують найчастійше в ноутбуках. Roller mouse — вказівний пристрій, в якому для вертикального переміщення вказівника застосовують обертання горизонтально розташованого циліндру навколо його вісі, а для горизонтального пересування — рух циліндру вздовж його вісі. Натискання на циліндр виконує клацання лівої кнопки миші.

Монітор — пристрій для відображення графічної та символьної інформації. За типом екрану розрізняють такі монітори: на основі електронно-променевої трубки (ЕПТ, англійською cathode ray tube, CRT); плазмовий (на основі плазмової панелі, англійською plasma display panel, PDP, gas-plazma display panel); лазерний (на основі лазерної панелі; OLED (англійською organic light-emitting diode — органічний діод, що випромінює світло); Проектор.

Принтер (англійською print — друкувати) — периферійний пристрій комп'ютера для відтворення тексту або графіки на фізичному носію без створення друкованої форми. Останнім принтери відрізняються від поліграфічного обладнання та ризографів, які за рахунок друкованої форми дешевші та продуктивніші при великих тиражах.

Графобудівник (плоттер) — пристрій для автоматичного креслення з великою точністю малюнків, схем, складних креслень, мап та іншої графічної інформації на папері розміром до А0 або кальці.

Сучасні види персональних комп'ютерів: Стаціонарні: Моноблоки — монітор + системний блок в одному корпусі. Неттопи — настільні рішення з малим форм-фактором. Інакше кажучи, це невеликий за фізичним розміром ПК. Неттопи — настільні рішення з малим форм-фактором. Інакше кажучи, це невеликий за фізичним розміром ПК. Портативні: Ноутбуки — найбільші й найпотужніші з портативних ПК; Нетбуки — орієнтовані на мобільне використання; Планшетні комп'тери — з тонким корпусом, майже весь один бік якого зайнято сенсорним екраном; Планшетні нетбуки — гібридні пристрої, зі з'ємною клавіатурою; Кишенькові персональні комп'ютери (КПК) — за розмірами та обчислювальними можливостями близькі до мобільних комунікаторів, але не мають функцій телефону. Зараз повністю витіснені комунікаторами і планшетами.

Дякую за увагу !