Аппаратное обеспечение ВС. Аппаратное обеспечение вычислительной системы

Аппаратное обеспечение вычислительной системы

1. Базовая конфигурация персонального компьютера

• 
  системный блок;
  
• 
  монитор;
  
• 
  клавиатура;
  
• 
  мышь.
  

• 
  процессор – основная микросхема, выполняющая большинство математических и логических операций;
  
• 
  микропроцессорный комплект (чипсет) – набор микросхем, управляющих работой внутренних устройств компьютера и определяющих основные функциональные возможности материнской платы;
  
• 
  шины – наборы проводников, по которым происходит обмен сигналами между внутренними устройствами компьютера;
  
• 
  ОЗУ (оперативное запоминающее устройство) – набор микросхем, предназначенных для временного хранения данных, когда компьютер включен.
  
• 
  ПЗУ (постоянное запоминающее устройство) – микросхема, предназначенная для длительного хранения данных, в том числе и когда компьютер выключен;
  
• 
  разъемы для подключения дополнительных устройств (слоты).
  

• 
  рабочая тактовая частота, определяющая количество элементарных операций (тактов), выполняемых процессором за единицу времени. Тактовая частота современных процессоров измеряется в ГГц (1 Гц соответствует выполнению одной операции за одну секунду). Чем больше тактовая частота, тем больше команд может выполнить процессор, и тем больше его производительность.
  
• 
  разрядность показывает, сколько бит данных процессор может принять и обработать в своих регистрах за один такт. Разрядность процессора определяется разрядностью командной шины, то есть количеством проводников в шине, по которой передаются команды.
  
• 
  рабочее напряжение обеспечивается материнской платой, поэтому разным маркам процессоров отвечают разные материнские платы. Рабочее напряжение процессоров не превышает 3 В. Снижение рабочего напряжения позволяет уменьшить размеры процессоров, а также уменьшить тепловыделение в процессоре, что дает возможность увеличить его производительность без угрозы перегрева.
  
• 
  коэффициент внутреннего умножения тактовой частоты –это коэффициент, на который умножается тактовая частота материнской платы, для достижения частоты процессора. Тактовые сигналы процессор получает от материнской платы, которая из чисто физических причин не может работать на таких высоких частотах, как процессор.
  
• 
  размер кэш-памяти.Обмен данными внутри процессора происходит намного быстрее, чем обмен данными между процессором и оперативной памятью. Поэтому, для того чтобы уменьшить количество обращений к оперативной памяти, внутри процессора создают так называемую сверхоперативную или кэш-память. Когда процессору нужны данные, он сначала обращается к кэш-памяти, и только тогда, когда там отсутствуют нужные данные, происходит обращение к оперативной памяти.
  

• 
  шина данных – по ней происходит копирование данных из оперативной памяти в регистры процессора и наоборот.
  
• 
  адресная шина – данные, которые передаются по этой шине, трактуются как адреса ячеек оперативной памяти. Именно из этой шины процессор считывает адреса команд, которые необходимо выполнить, а также данные, с которыми оперируют команды.
  
• 
  командная шина – по этой шине из оперативной памяти поступают команды, выполняемые процессором. Команды представлены в видебайтов. Простые команды вкладываются в один байт, но есть и такие команды, для которых нужно два, три и больше байта.
  

• 
  оперативная память (RAM) – это массив кристаллических ячеек, способных сохранять данные. Она используется для оперативного обмена информацией между процессором, внешней памятью и периферийными системами. Из нее процессор берет программы и данные для обработки, в нее записываются полученные результаты. Название «оперативная» происходит оттого, что эта память работает очень быстро и процессору не нужно ждать при считывании и записи данных. Однако данные в ней сохраняются лишь временно при включенном компьютере. Основными характеристиками оперативной памяти являются объем памяти и время доступа (измеряется в миллиардных долях секунды – наносекундах, нс).
  
• 
  постоянная память (ROM) – в момент включения компьютера в его оперативной памяти отсутствуют любые данные, поскольку оперативная память не может сохранять данные при отключенном компьютере. Но процессору необходимы команды, в том числе и сразу после включения. Поэтому процессор обращается по специальному стартовому адресу, который ему всегда известен, за своей первой командой. Этот адрес указывает на память, которую принято называть постоянной памятью ROM или постоянным запоминающим устройством (ПЗУ). Микросхема ПЗУ способна продолжительное время сохранять информацию, даже при отключенном компьютере. Программы, находящиеся в ПЗУ, записываются туда на этапе изготовления микросхемы. Комплект программ, находящийся в ПЗУ образовывает базовую систему ввода/вывода BIOS (Basic Input Output System). Основное назначение этих программ состоит в том, чтобы проверить состав и трудоспособность системы и обеспечить взаимодействие с клавиатурой, монитором, жесткими и гибкими дисками.
  
• 
  энергонезависимая память (CMOS) – для своей работы программы BIOS требуют всю информацию о текущей конфигурации системы. Эту информацию нельзя сохранять в оперативной или постоянной памяти. Специально для этих целей на материнской плате есть микросхема энергонезависимой памяти, которая называется CMOS. От оперативной памяти она отличается тем, что ее содержимое не исчезает при отключении компьютера, а от постоянной – тем, что данные можно заносить туда и изменять самостоятельно, в соответствии с тем, какое оборудование входит в состав системы. Микросхема памяти CMOS постоянно питается от небольшой батарейки, расположенной на материнской плате. Таким образом, программы BIOS считывают данные о составе компьютерной системы из микросхемы CMOS, после чего они могут осуществлять обращение к жесткому диску и другим устройствам.
  

• 
  мониторы с электронно-лучевой трубкой;
  
• 
  дисплеи на жидких кристаллах.
  

2. Периферийные устройства персонального компьютера

• 
  устройства ввода данных;
  
• 
  устройства вывода данных;
  
• 
  устройства хранения данных;
  
• 
  устройства обмена данными.
  

• 
  ручные сканеры – ввод информации осуществляется путем его перемещения вдоль поверхности листа, с которого снимается изображение. При этом трудно обеспечить удовлетворительную равномерность и точность сканирования.
  
• 
  планшетные сканеры – лист или книга в развернутом виде кладется на планшет сканера, и он производит считывание всего листа в целом. Планшетные сканеры обладают высокой разрешающей способностью, что позволяет успешно вводить в ПК с их помощью фотографии и сложные иллюстрации. Они проще в эксплуатации и производительнее, но дороже.
  
• 
  барабанные сканеры – исходный материал закрепляется на цилиндрической поверхности барабана, вращающегося с высокой скоростью. Устройства этого типа обеспечивают наивысшее разрешение благодаря применению фотоэлектронных умножителей. Их используют для сканирования исходных изображений, имеющих высокое качество, но недостаточные линейные размеры (фотонегативов, слайдов и т. п.).
  
• 
  штрих-сканеры – это разновидность ручных сканеров предназначена для ввода данных, закодированных в виде штрих-кода. Такие устройства имеют применение в розничной торговой сети.
  
• 
  сканеры форм предназначены для ввода данных со стандартных форм, заполненных механически или вручную. Необходимость в этом возникает при проведении переписей населения, обработке результатов голосований и анализе анкетных данных. От этих сканеров не требуется высокой точности сканирования, но быстродействие играет повышенную роль и является основным потребительским параметром.
  

• 
  разрешающая способность – dpi (dotsperinch - точек на дюйм);
  
• 
  производительность (страниц в минуту);
  
• 
  формат используемой бумаги;
  
• 
  объем собственной оперативной памяти.
  

• 
  когда на вычислительной системе обрабатывается больше данных, чем можно разместить на базовом жестком диске;
  
• 
  когда данные имеют повышенную ценность и необходимо выполнять регулярное резервное копирование на внешнее устройство;
  

1. 
   
   Что такое материнская плата? Какие компоненты на ней находятся?
   
2. 
   
   Какие основные параметры процессора Вы знаете?
   
3. 
   
   Что такое кэш-память?
   
4. 
   
   Какие есть типы шин? Для чего они предназначенны?
   
5. 
   
   Чем отличается оперативная память от постоянной памяти?
   
6. 
   
   Какие виды внутренней памяти знаете?
   
7. 
   
   Какие разновидности внешней памяти знаете?
   
8. 
   Что такое жесткий диск? Его достоинства и недостатки.
   
9. 
   
   Как осуществляются операции чтения и записи в НЖМД?
   
10. 
    
    В чем состоит операция форматирования магнитных дисков?
    
11. 
    Что такое флоппи-диск? Его назначение и недостатки.
    
12. 
    
    Какие вы знаете разновидности накопителей на оптических дисках?
    
13. 
    Приведите сравнительную характеристику принтеров.
    
14. 
    Какие типы сканеров Вы знаете? Их достоинства и недостатки.
    
15. 
    
    Какие основные параметры монитора знаете?
    
16. 
    
    Что такое видеоадаптер? Для чего он предназначен?
    
17. 
    
    Какие функции выполняют модемы?
    
18. 
    
    Какие факторы влияют на выбор типа модема?