Промежуток времени между подачами электрических импульсов которые синхронизируют работу компьютера

Архитектура персонального компьютера

Урок 2. Информатика и ИКТ 11 класс (к учебнику Н. Д. Угриновича)

В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам

Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобрев в каталоге.

Получите невероятные возможности

Конспект урока «Архитектура персонального компьютера»

На этом уроке мы с вами познакомимся с магистрально-модульным принципом построения компьютера, узнаем, что относится к основным логическим узлам компьютера, рассмотрим, какие устройства находятся на материнской плате, и многое другое.

Компьютер – это многофункциональное электронное устройство, предназначенное для накопления, обработки и передачи информации.

К основным логическим узлам компьютера относятся центральный процессор, основная память, внешняя память, периферийные устройства.

Персональные компьютеры начали появляться благодаря развитию микропроцессоров в 1980-х годах.

Архитектура персонального компьютера – это логическая организация, структура и ресурсы, то есть средства вычислительной системы, которые могут быть выделены процессу обработки данных на определённый интервал времени.

В основе архитектуры современных персональных компьютеров лежит магистрально-модульный принцип. Давайте рассмотрим рисунок.

Итак, перед вами изображена архитектура персонального компьютера. На ней изображены функциональные блоки персонального компьютера, к которым относятся устройства ввода/вывода, внешние запоминающие устройства, центральный процессор, память и видеопамять. Все эти блоки соединены между собой информационной магистралью, которая называется системной шиной. Она состоит из трёх частей: шина данных, шина адреса, шина управления. Шина данных используется для передачи данных к функциональным блокам. Шина адреса предназначена для передачи адресов устройств, которым передаются данные. И последняя, шина управления используется для передачи управляющих сигналов, которые синхронизируют работу разных устройств. То есть через шину передаются все данные от одного устройства к другому.

Также на рисунке у нас есть такие элементы, как контроллеры. Контроллеры – это периферийные устройства, которые управляют внешними устройствами. Передача всех данных осуществляется через шину.

Также мы можем видеть на рисунке сплошные и пунктирные стрелки. Сплошными стрелками изображены направления потоков информации, а пунктирными – направление управляющих сигналов.

В этой архитектуре существует такое значительное достоинство, как принцип открытой архитектуры. То есть мы можем подключать к компьютеру новые устройства или заменять старые на более современные. Для каждого типа и модели устройства используется свой контроллер.

Например, если мы подключим компьютерную мышь через USB-порт, то она определится у нас на компьютере только после установки в операционную систему специальной программы для управления этим устройством. Такие программы называются драйверами устройств.

Таким образом, можно сформулировать следующее определение: открытая архитектура персонального компьютера – это архитектура, предусматривающая модульное построение компьютера с возможностью добавления и замены отдельных устройств.

Это то, что касается принципов обмена информацией между устройствами.

Материнская плата – это сложная многослойная печатная плата, являющаяся основой построения вычислительной системы.

Изначально дополнительные устройства (например, внутренний модем, сетевой адаптер беспроводной связи Wi-fi, звуковая плата и так далее) подключались к материнской плате с помощью слотов расширения и разъёмов.

В наше время такая необходимость отпала, так как большинство дополнительных устройств уже встроены в современные материнские (системные) платы.

Основными (несъёмными) частями материнской платы являются разъём процессора, разъёмы оперативной памяти, микросхемы чипсета, загрузочное ПЗУ, контроллеры шин и их слоты расширения, контроллеры и интерфейсы периферийных устройств.

Важнейшей частью материнской платы является чипсет. Чипсет – это набор микросхем, который связывает память, процессор, видеоадаптер, устройства ввода/вывода и другие элементы персонального компьютера, для выполнения совместных функций.

В современных компьютерах находятся две основные большие микросхемы чипсета: контроллер-концентратор памяти (северный мост) и контроллер-концентратор ввода/вывода (южный мост).

Давайте рассмотрим схему архитектуры персонального компьютера.

Северный мост отвечает за работу процессора с оперативной памятью и видеосистемой. От его параметров (тип, частота, пропускная способность) зависят параметры подключённых к нему устройств: системной шины, оперативной памяти, видеоадаптера. Северный мост подключается напрямую к центральному процессору через системную шину.

Южный мост обеспечивает работу с внешними устройствами и обычно подключается к центральному процессору через северный мост при помощи внутренней шины.

Все устройства компьютера соединены между собой шинами различных видов.

Быстродействие процессора, оперативной памяти и периферийных устройств существенно различаются. Быстродействие устройства, в свою очередь, зависит от тактовой частоты обработки данных, которая обычно измеряется в мегагерцах, и разрядности. Разрядность – это количество битов данных, обрабатываемых за один такт. Такт – это промежуток времени между подачами электрических импульсов, которые синхронизируют работу устройств компьютера.

Пропускная способность шины – это скорость передачи данных между устройствами, которые она соединяет. А исходя из вышесказанного, можно сделать вывод, что скорость передачи данных различных шин будет также отличаться. Рассмотрим формулу для вычисления пропускной способности шины (измеряется в битах в секунду). Она равна произведению разрядности шины и частоты шины. Разрядность измеряется в битах, частота – в герцах, в свою очередь, 1 герц равен 1 такту в секунду.

Например, для быстрой работы компьютера пропускная способность шины оперативной памяти должна совпадать с пропускной способностью шины процессора.

Как говорилось ранее, Северный мост связан с процессором системной шиной. Например, если разрядность системной шины составляет 64 бита, а частота – 1066 МГц, то пропускная способность будет равна:

64 · 1066 = 68 224 Мбит/с ≈ 66,6 Гбит/с ≈ 8 Гбайт/с.

Перейдём к частоте процессора. Тактовая частота процессора показывает, сколько процессор может произвести вычислений в единицу времени. Из этого следует вывод, что чем больше частота, тем больше операций в единицу времени может выполнить процессор. Тактовая частота современных процессоров составляет от 1 до 4 ГГц. Рассмотрим формулу. Тактовая частота равна произведению внешней или базовой частоты на определённый коэффициент. Коэффициент зависит от характеристик процессора. Например, процессор Intel Core i7 920 использует частоту шины 133 МГц и множитель 20. Значит, тактовая частота будет равна:

Шина памяти соединяет оперативную память и северный мост, и, соответственно, служит для передачи данных между этими устройствами.

Частота шины памяти может быть больше частоты системной шины.

Следующая шина, которую мы рассмотрим, – PCI Express. Она соединяет видеоплату с северным мостом.

Так как в наше время очень быстро развивается компьютерная графика, то потребность в скорости передачи данных от видеоплаты к оперативной памяти и процессору возрастает. Наибольшее распространение получила шина PCI Express – это ускоренная шина взаимодействия периферийных устройств. Её пропускная способность может достигать до 32 гигабайт в секунду.

К самой же видеоплате с помощью аналогового разъёма VGA (графический адаптер) или цифрового разъёма DVI (цифровой видеоинтерфейс) подключается монитор или проектор.

Жёсткие диски, CD-дисководы, DVD-дисководы подключаются к южному мосту при помощи шины SATA – это последовательная шина подключения накопителей.

Скорость передачи данных по ней может достигать 300 Мбайт в секунду.

Для подключения периферийный устройств (принтера, клавиатуры, сканера и других), которые имеют USB-выход, к южному мосту используется шина USB – это универсальная последовательная шина.

Её пропускная способность достигает 60 Мегабайт в секунду. При помощи шины USB к компьютеру можно одновременно подключить до 127 периферийных устройств.

При увеличении производительности процессора происходит увеличение производительности самого компьютера.

Увеличение производительности процессора происходит за счёт увеличения частоты. Но, как говорится, всему есть свой предел. При увеличении частоты процессора происходит также увеличение тепловыделения, которое не может быть не ограниченным. Выделение процессором теплоты Q пропорционально потребляемой мощности P, которая, в свою очередь, пропорциональна квадрату частоты.

Поэтому для того, чтобы увеличить производительность процессора, начали увеличивать количество ядер процессора (арифметических логических устройств).

В 2005 году был создан первый двухъядерный микропроцессор. Это сделали практически одновременно две фирмы – Intel и AMD. Такая архитектура позволяет производить на персональном компьютере параллельную обработку данных, что существенно увеличивает его производительность. Можно сказать, что в архитектуре находятся 2 центральных процессора, работа которых согласована между собой, и они объединены между собой, например, контроллером. За счёт этого поток данных идёт не к одному центральному процессору, а разделяется на два. И увеличивается быстродействие компьютера.

В настоящее время количество ядер в микропроцессорах достигает 8.

А сейчас пришло время подвести итоги урока.

Сегодня мы с вами познакомились с магистрально-модульным принципом построения компьютера. Рассмотрели, какие устройства находятся на материнской плате. А также подробно ознакомились с архитектурой персонального компьютера.

Источник

Архитектура персонального компьютера

Описание разработки

В основе строения ПК лежат два важных принципа:

Все части и устройства изготавливаются в виде отдельных блоков, информация между которыми передаётся по комплекту соединений, объединённых в магистраль.

Второй принцип построения ПК –– предполагает возможность сборки компьютера из независимо изготовленных частей, доступную всем желающим (подобно детскому конструктору).

Многие необходимые дополнительные устройства интегрированы в современные материнские (системные) платы:

сетевой адаптер беспроводной связи Wi-Fi,

контроллер IEEE 1394 для подключения цифровой видеокамеры,

звуковая плата и др.

Раньше эти устройства подключались к материнской плате с помощью слотов расширения и разъемов.

Важнейшей частью материнской платы является чипсет.

Современные компьютеры содержат две основные большие микросхемы чипсета

1. контроллер-концентратор памяти, или Северный мост, который обеспечивает работу процессора с оперативной памятью и с видеоподсистемой;

2. контроллер-концентратор ввода/вывода, или Южный мост, обеспечивающий работу с внешними устройствами.

Быстродействие процессора, оперативной памяти и периферийных устройств существенно различается.

Быстродействие устройства зависит от тактовой частоты обработки данных (измеряется в МГц) и разрядности, т. е. количества битов данных, обрабатываемых за один такт. (Такт — это промежуток времени между подачами электрических импульсов, синхронизирующих работу устройств компьютера.)

Соответственно, скорость передачи данных (пропускная способность) соединяющих эти устройства шин также должна различаться.

пропускная способность шины = разрядность шины × частота шины.

Для подключения принтеров, сканеров, цифровых камер и других периферийных устройств обычно используется шина USB (Universal Serial Bus — универсальная последовательная шина).

Эта шина обладает пропускной способностью до 60 Мбайт/с и обеспечивает подключение к компьютеру одновременно до 127 периферийных устройств.

Содержимое разработки

Раньше эти устройства подключались к материнской плате с помощью слотов расширения и разъемов.

Важнейшей частью материнской платы является чипсет.

Современные компьютеры содержат две основные большие микросхемы чипсета

Пропускная способность шины.

400 МГц • 4 = 1600 МГц.

400 МГц • 8 = 3200 МГц = 3,2 ГГц.

= 12,5 Гбайт/с = 12 800 Мбайт/с.

связывает видеопамять с процессором и оперативной памятью.

Пропускная способность этой шины может достигать 32 Гбайт/с.

Для подключения принтеров, сканеров, цифровых камер и других периферийных устройств обычно используется шина USB ( Universal Serial Bus — универсальная последовательная шина ).

Эта шина обладает пропускной способностью до 60 Мбайт/с и обеспечивает подключение к компьютеру одновременно до 127 периферийных устройств

Увеличение производительности процессора.

Практическая работа 1.2

Научиться получать сведения об архитектуре компьютера и отдельных его устройствах.

Выбираем устройства о которых хотелось бы получить сведения

Информация о системе

Для данного компьютера получим:

Для данного компьютера получим: одно ядро;

Источник

Архитектура персонального компьютера

Урок 2. Информатика и ИКТ 11 класс (к учебнику Н. Д. Угриновича)

В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам

Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобрев в каталоге.

Получите невероятные возможности

Конспект урока «Архитектура персонального компьютера»

На этом уроке мы с вами познакомимся с магистрально-модульным принципом построения компьютера, узнаем, что относится к основным логическим узлам компьютера, рассмотрим, какие устройства находятся на материнской плате, и многое другое.

Компьютер – это многофункциональное электронное устройство, предназначенное для накопления, обработки и передачи информации.

К основным логическим узлам компьютера относятся центральный процессор, основная память, внешняя память, периферийные устройства.

Персональные компьютеры начали появляться благодаря развитию микропроцессоров в 1980-х годах.

Архитектура персонального компьютера – это логическая организация, структура и ресурсы, то есть средства вычислительной системы, которые могут быть выделены процессу обработки данных на определённый интервал времени.

В основе архитектуры современных персональных компьютеров лежит магистрально-модульный принцип. Давайте рассмотрим рисунок.

Итак, перед вами изображена архитектура персонального компьютера. На ней изображены функциональные блоки персонального компьютера, к которым относятся устройства ввода/вывода, внешние запоминающие устройства, центральный процессор, память и видеопамять. Все эти блоки соединены между собой информационной магистралью, которая называется системной шиной. Она состоит из трёх частей: шина данных, шина адреса, шина управления. Шина данных используется для передачи данных к функциональным блокам. Шина адреса предназначена для передачи адресов устройств, которым передаются данные. И последняя, шина управления используется для передачи управляющих сигналов, которые синхронизируют работу разных устройств. То есть через шину передаются все данные от одного устройства к другому.

Также на рисунке у нас есть такие элементы, как контроллеры. Контроллеры – это периферийные устройства, которые управляют внешними устройствами. Передача всех данных осуществляется через шину.

Также мы можем видеть на рисунке сплошные и пунктирные стрелки. Сплошными стрелками изображены направления потоков информации, а пунктирными – направление управляющих сигналов.

В этой архитектуре существует такое значительное достоинство, как принцип открытой архитектуры. То есть мы можем подключать к компьютеру новые устройства или заменять старые на более современные. Для каждого типа и модели устройства используется свой контроллер.

Например, если мы подключим компьютерную мышь через USB-порт, то она определится у нас на компьютере только после установки в операционную систему специальной программы для управления этим устройством. Такие программы называются драйверами устройств.

Таким образом, можно сформулировать следующее определение: открытая архитектура персонального компьютера – это архитектура, предусматривающая модульное построение компьютера с возможностью добавления и замены отдельных устройств.

Это то, что касается принципов обмена информацией между устройствами.

Материнская плата – это сложная многослойная печатная плата, являющаяся основой построения вычислительной системы.

Изначально дополнительные устройства (например, внутренний модем, сетевой адаптер беспроводной связи Wi-fi, звуковая плата и так далее) подключались к материнской плате с помощью слотов расширения и разъёмов.

В наше время такая необходимость отпала, так как большинство дополнительных устройств уже встроены в современные материнские (системные) платы.

Основными (несъёмными) частями материнской платы являются разъём процессора, разъёмы оперативной памяти, микросхемы чипсета, загрузочное ПЗУ, контроллеры шин и их слоты расширения, контроллеры и интерфейсы периферийных устройств.

Важнейшей частью материнской платы является чипсет. Чипсет – это набор микросхем, который связывает память, процессор, видеоадаптер, устройства ввода/вывода и другие элементы персонального компьютера, для выполнения совместных функций.

В современных компьютерах находятся две основные большие микросхемы чипсета: контроллер-концентратор памяти (северный мост) и контроллер-концентратор ввода/вывода (южный мост).

Давайте рассмотрим схему архитектуры персонального компьютера.

Северный мост отвечает за работу процессора с оперативной памятью и видеосистемой. От его параметров (тип, частота, пропускная способность) зависят параметры подключённых к нему устройств: системной шины, оперативной памяти, видеоадаптера. Северный мост подключается напрямую к центральному процессору через системную шину.

Южный мост обеспечивает работу с внешними устройствами и обычно подключается к центральному процессору через северный мост при помощи внутренней шины.

Все устройства компьютера соединены между собой шинами различных видов.

Быстродействие процессора, оперативной памяти и периферийных устройств существенно различаются. Быстродействие устройства, в свою очередь, зависит от тактовой частоты обработки данных, которая обычно измеряется в мегагерцах, и разрядности. Разрядность – это количество битов данных, обрабатываемых за один такт. Такт – это промежуток времени между подачами электрических импульсов, которые синхронизируют работу устройств компьютера.

Пропускная способность шины – это скорость передачи данных между устройствами, которые она соединяет. А исходя из вышесказанного, можно сделать вывод, что скорость передачи данных различных шин будет также отличаться. Рассмотрим формулу для вычисления пропускной способности шины (измеряется в битах в секунду). Она равна произведению разрядности шины и частоты шины. Разрядность измеряется в битах, частота – в герцах, в свою очередь, 1 герц равен 1 такту в секунду.

Например, для быстрой работы компьютера пропускная способность шины оперативной памяти должна совпадать с пропускной способностью шины процессора.

Как говорилось ранее, Северный мост связан с процессором системной шиной. Например, если разрядность системной шины составляет 64 бита, а частота – 1066 МГц, то пропускная способность будет равна:

64 · 1066 = 68 224 Мбит/с ≈ 66,6 Гбит/с ≈ 8 Гбайт/с.

Перейдём к частоте процессора. Тактовая частота процессора показывает, сколько процессор может произвести вычислений в единицу времени. Из этого следует вывод, что чем больше частота, тем больше операций в единицу времени может выполнить процессор. Тактовая частота современных процессоров составляет от 1 до 4 ГГц. Рассмотрим формулу. Тактовая частота равна произведению внешней или базовой частоты на определённый коэффициент. Коэффициент зависит от характеристик процессора. Например, процессор Intel Core i7 920 использует частоту шины 133 МГц и множитель 20. Значит, тактовая частота будет равна:

Шина памяти соединяет оперативную память и северный мост, и, соответственно, служит для передачи данных между этими устройствами.

Частота шины памяти может быть больше частоты системной шины.

Следующая шина, которую мы рассмотрим, – PCI Express. Она соединяет видеоплату с северным мостом.

Так как в наше время очень быстро развивается компьютерная графика, то потребность в скорости передачи данных от видеоплаты к оперативной памяти и процессору возрастает. Наибольшее распространение получила шина PCI Express – это ускоренная шина взаимодействия периферийных устройств. Её пропускная способность может достигать до 32 гигабайт в секунду.

К самой же видеоплате с помощью аналогового разъёма VGA (графический адаптер) или цифрового разъёма DVI (цифровой видеоинтерфейс) подключается монитор или проектор.

Жёсткие диски, CD-дисководы, DVD-дисководы подключаются к южному мосту при помощи шины SATA – это последовательная шина подключения накопителей.

Скорость передачи данных по ней может достигать 300 Мбайт в секунду.

Для подключения периферийный устройств (принтера, клавиатуры, сканера и других), которые имеют USB-выход, к южному мосту используется шина USB – это универсальная последовательная шина.

Её пропускная способность достигает 60 Мегабайт в секунду. При помощи шины USB к компьютеру можно одновременно подключить до 127 периферийных устройств.

При увеличении производительности процессора происходит увеличение производительности самого компьютера.

Увеличение производительности процессора происходит за счёт увеличения частоты. Но, как говорится, всему есть свой предел. При увеличении частоты процессора происходит также увеличение тепловыделения, которое не может быть не ограниченным. Выделение процессором теплоты Q пропорционально потребляемой мощности P, которая, в свою очередь, пропорциональна квадрату частоты.

Поэтому для того, чтобы увеличить производительность процессора, начали увеличивать количество ядер процессора (арифметических логических устройств).

В 2005 году был создан первый двухъядерный микропроцессор. Это сделали практически одновременно две фирмы – Intel и AMD. Такая архитектура позволяет производить на персональном компьютере параллельную обработку данных, что существенно увеличивает его производительность. Можно сказать, что в архитектуре находятся 2 центральных процессора, работа которых согласована между собой, и они объединены между собой, например, контроллером. За счёт этого поток данных идёт не к одному центральному процессору, а разделяется на два. И увеличивается быстродействие компьютера.

В настоящее время количество ядер в микропроцессорах достигает 8.

А сейчас пришло время подвести итоги урока.

Сегодня мы с вами познакомились с магистрально-модульным принципом построения компьютера. Рассмотрели, какие устройства находятся на материнской плате. А также подробно ознакомились с архитектурой персонального компьютера.

Источник

13. Архитектура компьютеров. Основные характеристики
компьютеров

Магистрально-модульный принцип построения компьютера. В основу архитектуры современных
персональных компьютеров положен магистрально-модульный принцип. Модульность
позволяет потребителю самому комплектовать нужную ему конфигурацию компьютера и
производить при необходимости ее модернизацию. Модульная организация компьютера
опирается на магистральный (шинный) принцип обмена информацией между
устройствами.

К магистрали, которая представляет собой три различные шины,
подключаются процессор и оперативная память, а также периферийные устройства
ввода, вывода и хранения информации, которые обмениваются информацией в форме последовательностей
нулей и единиц, реализованных электрическими импульсами.

Многие необходимые дополнительные устройства интегрированы в
современные материнские (системные) платы: сетевая карта, внутренний модем,
сетевой адаптер беспроводной связи Wi—Fi, контроллер IЕЕЕ 1394 для подключения
цифровой видеокамеры, звуковая плата и др. Раньше эти устройства подключались к
материнской плате с помощью слотов расширения и разъемов.

Чипсет.
Важнейшей частью материнской платы является чипсет, который во многом
определяет архитектуру современного персонального компьютера. Современные
компьютеры содержат две основные большие микросхемы чипсета (рис. 1.12):

—       
контроллер-концентратор
памяти, или Северный мост (англ. North Bridge), который обеспечивает работу процессора с
оперативной памятью и с видеоподсистемой;

—       
контроллер-концентратор
ввода/вывода, или Южный мост (англ. South Bridge), обеспечивающий работу с внешними
устройствами.

Пропускная способность шины. Быстродействие процессора, оперативной памяти и
периферийных устройств существенно различается. Быстродействие устройства зависит
от тактовой Частоты обработки данных (обычно измеряется в мегагерцах — МГц) и
разрядности, т. е. количества битов данных, обрабатываемых за один такт. (Такт
— это промежуток времени между подачами электрических импульсов, синхронизирующих
работу устройств компьютера.)

Соответственно, скорость передачи данных (пропускная способность)
соединяющих эти устройства шин также должна различаться. Пропускная способность
шины (измеряется в бит/с) равна произведению разрядности шины (измеряется в
битах) и частоты шины (измеряется в горцах — Гц, 1 Гц = 1 такт в секунду):

пропускная способность шины = разрядность шины х частота шины.

Системная шина (см. рис. 1.12). Между Северным мостом и процессором
данные передаются по системной шине (FSB от англ. FrontSide Bus). В наиболее быстрых компьютерах (2008 год}
частота системной шины составляет 400 МГц. Однако между Северным мостом и
процессором эффективная частота передачи данных в 4 раза выше. Таким образом,
процессор может получать и передавать данные с частотой 400 МГц · 4 = 1600 МГц.
Так как разрядкость системной шины равна разрядности процессора и составляет 64
бита, то пропускная способность системной шины равна:

64 бита · 1600 МГц = 102 400 Мбит/с = 100 Гбит/с  = 12,5
Гбайт/с.

Частота процессора. В процессоре используется внутреннее умножение
частоты, поэтому частота процессора в несколько раз больше, чем частота
системной шины. Например, в современных процессорах используется коэффициент умножения
частоты 8. Это означает, что процессор за один такт шины способен генерировать
8 своих внутренних тактов и, следовательно, частота процессора составляет 400
МГц · 8 = 3,2 ГГц.

Шина памяти (см. рис. 1.12). Обмен данными между северным мостом и оперативной
памятью производится по шине памяти, частота которой может быть больше
(например, в 4 раза), чем частота системной шины. У современных модулей памяти
(DDRS от англ. double—data—rate) ‘Частота шины памяти может составлять 400
МГц · 4 = 1600 МГЦ, т. е. оперативная память получает данные с такой же
частотой, что и процессор. Так как разрядность шины памяти равна разрядности
процессора и составляет 64 бита, то пропускная способность шины памяти также
равна:

64 бита · 1600 МГц = 102 400 Мбит/с = 100 Гбит/с =
12,5 Гбайт/с = 12 800 Мбайт/с.

Модули памяти маркируются своей пропускной способностью, выраженной в
Мбайт/с: РС4200, РС8500, РС12800 и др.

Шина
РСI Express (см. рис.
1.12). По мере усложнения графики
приложений требования к быстродействию шины, связывающей видеопамять с
процессором и оперативной памятью, возрастают.

В настоящее время для подключения видеоплаты к северному мосту все
большее распространение получает шина РСI Express (Peripherial Component Interconnect bus Express —- ускоренная шина взаимодействия
периферийных устройств). Пропускная способность этой шины может достигать 32
Гбайт/с.

К видеоплате с помощью аналогового разъема VGA (Video Graphics Array — графический видеоадаптер) или цифрового разъема DVI (Digital Visual Interface
– цифровой видеоинтерфейс) подключается электронно-лучевой или жидкокристаллический
монитор или проектор.

Шина SАТА (см. рис. 1.12]. Устройства внешней памяти (жесткие диски, СD— и DVD-дисководы)
подключаются к южному мосту по шине SАТА (англ. Serial Advanced Technology Attachment — последовательная шина подключения
накопителей), скорость передачи данных по которой может достигать 300 Мбайт/с.

Шина USВ (см. рис. 1.12). Для подключения принтеров, сканеров, цифровых камер и
других периферийных устройств обычно используется шина USВ (Universal Serial Bus — универсальная последовательная шина). Эта шина обладает пропускной
способностью до 60 Мбайт/с и обеспечивает подключение к компьютеру одновременно
до 127 периферийных устройств (принтер, сканер, цифровая камера, Web-камера,
модем и др.).

Увеличение производительности процессора. Увеличение производительности процессоров за
счет увеличения частоты имеет свой предел из-за тепловыделения. Выделение
процессором теплоты Q пропорционально потребляемой мощности Р,
которая, в свою очередь, пропорциональна квадрату частоты v²:

Q – Р – v².

Рис. 1.12. Архитектура персонального компьютера

Уже в настоящее время для отвода тепла от процессора используются
массивные воздушные кулеры, состоящие из вентилятора и металлических
теплоотводящих ребер.

Увеличение производительности процессора, а значит и компьютера,
достигается за счет увеличения количества ядер процессора (арифметических
логических устройств). Вместо одного ядра процессора используются два или
четыре ядра, что позволяет распараллелить вычисления и повысить
производительность процессора.

Основные
характеристики ПК

Производительность
(быстродействие) ПК –
возможность компьютера обрабатывать большие объёмы информации. Определяется
быстродействием процессора, объёмом ОП и скоростью доступа к ней (например,
Pentium III обрабатывает информацию со скоростью в сотни миллионов операций в
секунду)

Производительность
(быстродействие) процессора –
количество элементарных операций выполняемых за 1 секунду.

Тактовая частота
процессора (частота синхронизации) — число тактов процессора в секунду, а такт – промежуток времени
(микросекунды) за который выполняется элементарная операция (например,
сложение). Таким образом, тактовая частота — это число вырабатываемых
за секунду импульсов, синхронизирующих работу узлов компьютера. Именно ТЧ
определяет быстродействие компьютера

Разрядность
процессора – max длина
(кол-во разрядов) двоичного кода, который может обрабатываться и передаваться
процессором целиком.

Разрядность связана с
размером специальных ячеек памяти – регистрами. Регистр в 1 байт (8бит)
называют восьмиразрядным, в 2 байта – 16-разрядным и т.д. 
Высокопроизводительные компьютеры имеют 8-байтовые регистры (64 разряда)

Время доступа — быстродействие модулей ОП, это период
времени, необходимый для считывания min порции информации из ячеек памяти или
записи в память. Современные модули обладают скоростью доступа свыше 10нс
(1нс=10^-9с)

Объем памяти
(ёмкость) –  max объем
информации, который может храниться в ней.

Плотность записи – объем информации, записанной на единице
длины дорожки (бит/мм)

Скорость обмена
информации – скорость
записи/считывания на носитель, которая определяется скоростью вращения и
перемещения этого носителя в устройстве

Задания по теме «Архитектура
компьютеров. Основные характеристики компьютеров»

Задание 1. Ответьте
на вопросы

1. Какой принцип
положен в основу архитектуры современных ПК? Опишите его.

2. Что является
важнейшей частью материнской платы?

3. Какие две основные
большие микросхемы чипсета содержат современные компьютеры?

4. Как узнать
пропускную способность шины?

5. По какой шине
данные передаются между Северным мостом и процессором?

6. По какой шине
производится обмен данными между северным мостом и оперативной памятью?

7. Какую шину
используют для подключения видеоплаты к северному мосту?

8. По какой шине
устройства внешней памяти подключаются к южному мосту?

9. Какую шину
используют для подключения принтеров, сканеров, цифровых камер и других
периферийных устройств?

Задание 2. Зарисуйте схему архитектуры ПК

Задание 3.Запишите основные характеристики ПК

Задания по теме «Архитектура
компьютеров. Основные характеристики компьютеров»

Задание 1. Ответьте
на вопросы

1. Какой принцип
положен в основу архитектуры современных ПК? Опишите его.

2. Что является
важнейшей частью материнской платы?

3. Какие две основные
большие микросхемы чипсета содержат современные компьютеры?

4. Как узнать
пропускную способность шины?

5. По какой шине
данные передаются между Северным мостом и процессором?

6. По какой шине
производится обмен данными между северным мостом и оперативной памятью?

7. Какую шину
используют для подключения видеоплаты к северному мосту?

8. По какой шине
устройства внешней памяти подключаются к южному мосту?

9. Какую шину
используют для подключения принтеров, сканеров, цифровых камер и других
периферийных устройств?

Задание 2. Зарисуйте схему архитектуры ПК

Задание 3.Запишите основные характеристики ПК

В основу архитектуры современных персональных компьютеров положен магистрально-модульный принцип построения.

Этот принцип заключается в том, что персональный компьютер состоит из модулей (плат, звуковых- и видеокарт, сетевых карт, дисководов, а также периферийных устройств) и магистрали , которая соединяет эти модули между собой. Основную роль магистрали играет материнская плата.

Модульность позволяет любому пользователю самому комплектовать нужную ему конфигурацию и модернизировать свой компьютер.

Магистрально-модульный принцип построения компьютера.

Оперативная память

Процессор

Магистраль (или шина, соединяющая модули)

Устройства вывода (монитор, принтер, наушники и др.)

ПЗУ (постоянное запоминающее устройство – жесткий диск и др.)

Устройства ввода (клавиатура, мышь и др.)

Персональные компьютеры обычно проектируются на основе принципа открытой архитектуры . Принцип открытой архитектуры заключается в следующем:

• регламентируются и стандартизируются только описание принципа действия компьютера и его конфигурация (определенная совокупность аппаратных средств и соединений между ними). Таким образом, компьютер можно собирать из отдельных узлов и деталей, разработанных и изготовленных независимыми фирмами-изготовителями.

— компьютер легко расширяется и модернизируется за счёт наличия внутренних расширительных гнёзд, в которые пользователь может вставлять разнообразные устройства, удовлетворяющие заданному стандарту, и тем самым устанавливать конфигурацию своей машины в соответствии со своими личными предпочтениями.

Рассмотрим архитектуру персонального компьютера

Монитор, проектор

процессор

Системная шина

Шина памяти

PCI Express

Видеокарта

Северный мост

Оперативная память

Принтер, Сканер, Модем, клавиатура, мышь, фотокамера и др.

Жесткие диски, CD , DVD- дисководы

Южный мост

USB

SATA

Чипсет (англ. chip set ) — набор микросхем, спроектированных для совместной работы с целью выполнения набора каких-либо функций. В компьютерах чипсет выполняет роль связующего компонента, обеспечивающего совместное функционирование подсистем памяти, процессора, устройств ввода-вывода и других. Современные компьютеры содержат две основных больших микросхемы чипсета:

MCH — контроллер-концентратор памяти ( Memory Controller Hub)  — Северный мост (англ. northbridge )  — обеспечивает взаимодействие процессора с памятью и видеоподсистемой . В новых чипсетах часто имеется интегрированная видеоподсистема.

ICH — контроллер-концентратор ввода-вывода ( I/O Controller Hub)  — Южный мост (англ. southbridge )  — обеспечивает взаимодействие между процессором и жестким диском, картами PCI, интерфейсами IDE, SATA, USB и пр.

Задание:

1. Через какой мост взаимодействует жесткий диск с процессором?

2. Через какую шину соединяется процессор с клавиатурой?

3. Через какой мост соединяется видеокарта с процессором?

4. По какой шине оперативная память соединяется с северным мостом?

5. Какие части компьютера соединяет южный мост?

Пропускная способность шины

Быстродействие устройств компьютера зависит от тактовой частоты обработки данных (измеряется в Гц).

Такт- промежуток времени между подачами последовательных электрических импульсов, синхронизирующих работу устройств компьютера. 1 такт — это 1 Герц (1 Гц) в секунду.

Пропускная способность показывает, какое количество информации может передавать шина за секунду.

Пропускная способность (бит/сек) = разрядность шины в битах * частота шины

Системная шина

Системная шина (Front Side Bus)  — шина, обеспечивающая соединение между центральным процессором и Северным мостом. В наиболее быстрых ПК частота системной шины достигает 400 Мгц. Однако передача данных между Северным мостом и процессором в 4 раза выше и частота достигает 1600 Мгц. Т.к. разрядность системной шины совпадает с разрядностью процессора, пропускная способность системной шины может достигать:

64 бита*1600 Мгц=102400 Мбит/с=12,5 Гбайт/с

Шина памяти

Обмен данными между Северным мостом и оперативной памятью производиться по шине памяти, частота которой может быть больше, чем частота системной шины.

Разрядность шины памяти также равна разрядности процессора, соответственно пропускная способность шины памяти может достигать пропускной способности системной шины — 12,5 Гбайт/с.

Шина PCI Express

PCI Express или PCIe или PCI-E – шина, используемая для подключения видеокарты к Северному мосту. Пропускная способность данной шины может достигать 32 Гбайт/с.

Шина SATA

SATA (англ. Serial ATA ) — последовательная шина обмена данными с накопителями информации – дисководами, жесткими дисками, подключаемыми к Южному мосту.

Скорость передачи данных шины SATA во много раз меньше и может достигать 300 Мбайт/с

Шина USB

USB (англ. Universal Serial Bus — универсальная последовательная шина) — последовательный интерфейс передачи данных для среднескоростных и низкоскоростных периферийных устройств. Предназначена для подключения принтеров, сканеров и других периферийных устройств. Пропускная способность достигает 60 Мбайт/с.

Задание:

• Почему нельзя подключать оперативную память через шину USB?
• Какие устройства можно подключить через шину SATA ?
• Какую пропускную способность имеет системная шина?
• Какая шина имеет наибольшую пропускную способность? Как вы думаете, почему?
• Почему шина USB имеет такую маленькую пропускную способность?

Домашнее задание

• В чем состоит магистрально-модульный принцип построения компьютера?
• Какие устройства обмениваются информацией через Северный мост?
• Какие устройства обмениваются информацией через Южный мост?
• Что такое чипсет?

3

Слайд 1

Архитектура персонального компьютера

Слайд 2

В основу архитектуры современных персональных компьютеров положен магистрально-модульный принцип построения. Модульность позволяет любому пользователю самому комплектовать нужную ему конфигурацию и модернизировать свой компьютер. Этот принцип заключается в том, что персональный компьютер состоит из модулей (плат, звуковых- и видеокарт, сетевых карт, дисководов, а также периферийных устройств) и магистрали , которая соединяет эти модули между собой. Основную роль магистрали играет материнская плата.

Слайд 3

Магистрально-модульный принцип построения компьютера. Устройства ввода (клавиатура, мышь и др.) ПЗУ (постоянное запоминающее устройство – жесткий диск и др.) Устройства вывода (монитор, принтер, наушники и др.) Магистраль (или шина, соединяющая модули) Процессор Оперативная память

Слайд 4

Персональные компьютеры обычно проектируются на основе принципа открытой архитектуры . Принцип открытой архитектуры заключается в следующем: регламентируются и стандартизируются только описание принципа действия компьютера и его конфигурация (определенная совокупность аппаратных средств и соединений между ними). Таким образом, компьютер можно собирать из отдельных узлов и деталей, разработанных и изготовленных независимыми фирмами-изготовителями. — компьютер легко расширяется и модернизируется за счёт наличия внутренних расширительных гнёзд, в которые пользователь может вставлять разнообразные устройства, удовлетворяющие заданному стандарту, и тем самым устанавливать конфигурацию своей машины в соответствии со своими личными предпочтениями.

Слайд 5

Монитор, проектор Видеокарта Жесткие диски, CD , DVD- дисководы процессор Оперативная память Северный мост Южный мост Принтер, Сканер, Модем, клавиатура, мышь, фотокамера и др. SATA USB Шина памяти PCI Express Системная шина Рассмотрим архитектуру персонального компьютера

Слайд 6

Чипсет (англ. chip set ) — набор микросхем, спроектированных для совместной работы с целью выполнения набора каких-либо функций. В компьютерах чипсет выполняет роль связующего компонента, обеспечивающего совместное функционирование подсистем памяти, процессора, устройств ввода-вывода и других. Современные компьютеры содержат две основных больших микросхемы чипсета : MCH — контроллер-концентратор памяти ( Memory Controller Hub) — Северный мост (англ. northbridge ) — обеспечивает взаимодействие процессора с памятью и видеоподсистемой . В новых чипсетах часто имеется интегрированная видеоподсистема. ICH — контроллер-концентратор ввода-вывода ( I/O Controller Hub) — Южный мост (англ. southbridge ) — обеспечивает взаимодействие между процессором и жестким диском, картами PCI, интерфейсами IDE, SATA, USB и пр.

Слайд 7

Пропускная способность шины Быстродействие устройств компьютера зависит от тактовой частоты обработки данных (измеряется в Гц). Такт- промежуток времени между подачами последовательных электрических импульсов, синхронизирующих работу устройств компьютера. 1 такт — это 1 Герц (1 Гц) в секунду. Пропускная способность показывает, какое количество информации может передавать шина за секунду. Пропускная способность (бит/сек) = разрядность шины в битах * частота шины Задание: 1. Через какой мост взаимодействует жесткий диск с процессором? 2. Через какую шину соединяется процессор с клавиатурой? 3. Через какой мост соединяется видеокарта с процессором? 4. По какой шине оперативная память соединяется с северным мостом? 5. Какие части компьютера соединяет южный мост?

Слайд 8

Системная шина Системная шина ( Front Side Bus ) — шина, обеспечивающая соединение между центральным процессором и Северным мостом. В наиболее быстрых ПК частота системной шины достигает 400 Мгц . Однако передача данных между Северным мостом и процессором в 4 раза выше и частота достигает 1600 Мгц . Т.к. разрядность системной шины совпадает с разрядностью процессора, пропускная способность системной шины может достигать: 64 бита*1600 Мгц=102400 Мбит/с=12,5 Гбайт/с Шина памяти Обмен данными между Северным мостом и оперативной памятью производиться по шине памяти, частота которой может быть больше, чем частота системной шины. Разрядность шины памяти также равна разрядности процессора, соответственно пропускная способность шины памяти может достигать пропускной способности системной шины — 12,5 Гбайт/с.

Слайд 9

Шина PCI Express PCI Express или PCIe или PCI-E – шина, используемая для подключения видеокарты к Северному мосту. Пропускная способность данной шины может достигать 32 Гбайт/с. Шина SATA SATA (англ. Serial ATA ) — последовательная шина обмена данными с накопителями информации – дисководами, жесткими дисками, подключаемыми к Южному мосту. Скорость передачи данных шины SATA во много раз меньше и может достигать 300 Мбайт/с

Слайд 10

USB (англ. Universal Serial Bus — универсальная последовательная шина) — последовательный интерфейс передачи данных для среднескоростных и низкоскоростных периферийных устройств. Предназначена для подключения принтеров, сканеров и других периферийных устройств. Пропускная способность достигает 60 Мбайт/с. Шина USB Задание: Почему нельзя подключать оперативную память через шину USB? Какие устройства можно подключить через шину SATA ? Какую пропускную способность имеет системная шина? Какая шина имеет наибольшую пропускную способность? Как вы думаете, почему? Почему шина USB имеет такую маленькую пропускную способность?

Слайд 11

Домашнее задание В чем состоит магистрально-модульный принцип построения компьютера? Какие устройства обмениваются информацией через Северный мост? Какие устройства обмениваются информацией через Южный мост ? Что такое чипсет ?

Подробности

Опубликовано 16.02.2014 10:36

Просмотров: 3954

1.2. Архитектура персонального компьютера

Магистрально-модульный принцип построения компью­тера. В основу архитектуры современных персональных компьютеров положен магистрально-модульный принцип. Модульность позволяет потребителю самому комплектовать нужную ему конфигурацию компьютера и производить при необходимости ее модернизацию. Модульная организация компьютера опирается на магистральный (шинный) прин­цип обмена информацией между устройствами.

К магистрали, которая представляет собой три различ­ные шины, подключаются процессор и оперативная память, а также периферийные устройства ввода, вывода и хранения информации, которые обмениваются информацией в форме последовательностей нулей и единиц, реализованных элек­трическими импульсами.

Многие необходимые дополнительные устройства интег­рированы в современные материнские (системные) платы: сетевая карта, внутренний модем, сетевой адаптер беспро­водной связи Wi-Fi, контроллер IEEE 1394 для подключе­ния цифровой видеокамеры, звуковая плата и др. Раньше эти устройства подключались к материнской плате с помо­щью слотов расширения и разъемов.

Чипсет. Важнейшей частью материнской платы являет­ся чипсет, который во многом определяет архитектуру со­временного персонального компьютера. Современные ком­пьютеры содержат две основные большие микросхемы чипсета (рис. 1.12):

• •контроллер-концентратор памяти, или Северный мост (англ.NorthBridge), который обеспечивает работу процессора с оперативной памятью и с видеоподсисте­мой;
• •контроллер-концентратор ввода/вывода, или Южный мост (англ.SouthBridge), обеспечивающий работу с внешними устройствами.

Пропускная способность шины. Быстродействие процес­сора, оперативной памяти и периферийных устройств суще­ственно различается. Быстродействие устройства зависит от тактовой частоты обработки данных (обычно измеряется в мегагерцах — МГц) и разрядности, т. е. количества битов данных, обрабатываемых за один такт. (Такт — это промежу­ток времени между подачами электрических импульсов, син­хронизирующих работу устройств компьютера.)

Соответственно, скорость передачи данных (пропускная способность) соединяющих эти устройства шин также долж­на различаться. Пропускная способность шины (измеряется в бит/с) равна произведению разрядности шины (измеряется в битах) и частоты шины (измеряется в герцах — Гц, 1 Гц = 1 такт в секунду):

пропускная способность шины =

= разрядность шины к частота шины.

Системная шина (см. рис. 1.12). Между Северным мос­том и процессором данные передаются по системной шине (FSB от англ. FrontSide Bus). В наиболее быстрых компью­терах (2008 год) частота системной шины составляет 400 МГц. Однако между Северным мостом и процессором эффективная частота передачи данных в 4 раза выше. Та­ким образом, процессор может получать и передавать дан­ные с частотой 400 МГц • 4 = 1600 МГц. Так как разряд­ность системной шины равна разрядности процессора и составляет 64 бита, то пропускная способность системной шины равна:

64 бита • 1600 МГц = 102400 Мбит/с = = 100 Гбит/с = 12,5 Гбайт/с.

Частота процессора. В процессоре используется внут­реннее умножение частоты, поэтому частота процессора в несколько раз больше, чем частота системной шины. Напри­мер, в современных процессорах используется коэффициент умножения частоты 8. Это означает, что процессор за один такт шины способен генерировать 8 своих внутренних так­тов и, следовательно, частота процессора составляет 400 МГц • 8 = 3,2 ГГц.

Шина памяти (см. рис. 1.12). Обмен данными между се­верным мостом и оперативной памятью производится по шине памяти, частота которой может быть больше (напри­мер, в 4 раза), чем частота системной шины. У современных модулей памяти (DDR3 от англ. double-data-rate) частота шины памяти может составлять 400 МГц • 4 = 1600 МГц, т. е. оперативная память получает данные с такой же часто­той, что и процессор. Так как разрядность шины памяти равна разрядности процессора и составляет 64 бита, то про­пускная способность шины памяти также равна:

64 бита • 1600 МГц = 102 400 Мбит/с = = 100 Гбит/с = 12,5 Гбайт/с = 12 800 Мбайт/с.

fjk Модули памяти маркируются своей пропускной спо- ^^ собностью, выраженной в Мбайт/с: РС4200, РС8500, РС12800 и др.

Шина PCI Express (см. рис. 1.12). По мере усложнения графики приложений требования к быстродействию шины, связывающей видеопамять с процессором и оперативной па­мятью, возрастают.

В настоящее время для подключения видеоплаты к се­верному мосту все большее распространение получает шина PCI Express (Peripherial Component Interconnect bus Express — ускоренная шина взаимодействия периферийных устройств). Пропускная способность этой шины может дос­тигать 32 Гбайт/с.

К видеоплате с помощью аналогового разъема VGA (Video Graphics Array — графический видеоадаптер) или цифрового разъема DVI (Digital Visual Interface — цифровой видеоинтерфейс) подключается электронно-лучевой или жидкокристаллический монитор или проектор.

Шина SATA (см. рис. 1.12). Устройства внешней памя­ти (жесткие диски, CD- и DVD-дисководы) подключаются к южному мосту по шине SATA (англ. Serial Advanced Technology Attachment — последовательная шина подклю­чения накопителей), скорость передачи данных по которой может достигать 300 Мбайт/с.

Шина USB (см. рис. 1.12). Для подключения принтеров, сканеров, цифровых камер и других периферийных уст­ройств обычно используется шина USB (Universal Serial Bus — универсальная последовательная шина). Эта шина об­ладает пропускной способностью до 60 Мбайт/с и обеспечи­вает подключение к компьютеру одновременно до 127 пери­ферийных устройств (принтер, сканер, цифровая камера, Web-камера, модем и др.).

Увеличение производительности процессора. Увеличе­ние производительности процессоров за счет увеличения частоты имеет свой предел из-за тепловыделения. Выделе­ние процессором теплотыQ пропорционально потребляемой мощности Р, которая, в свою очередь, пропорциональна квадрату частоты v :

Q — Р — v².

Уже в настоящее время для отвода тепла от процессора используются массивные воздушные кулеры, состоящие из вентилятора и металлических теплоотводящих ребер.

Увеличение производительности процессора, а значит и компьютера, достигается за счет увеличения количества ядер процессора (арифметических логических устройств). Вместо одного ядра процессора используются два или четы­ре ядра, что позволяет распараллелить вычисления и повы­сить производительность процессора.

Контрольные вопросы

1. 1.В чем состоит магистрально-модульный принцип построения компьютера?
2. 2.Какие устройства обмениваются информацией через Северный мост?
3. 3.Какие устройства обмениваются информацией через Южный мост?
4. 4.В каком направлении развивается архитектура процессоров?

Подборка по базе: Тема 1.1 Философия как наука, ее основные категории, понятия и ф, Инструкция по охране труда для обучающихся в кабинете информатик, Инструкция по охране труда для обучающихся при выполнении практи, Вводный инструктаж для обучающихся в кабинете информатики.docx, Инструкция по охране труда для учителя информатики.docx, Практическая информатика (2) (1).docx, родники Саратовской области.docx, Особенности развития хозяйства расселения и урбанизации Тульской, Дидактикалық материал Информатика.doc, Практическое Информатика.docx

5. Оперативная память

Оперативная память (ОЗУ, RAM) — отличается высоким быстродействием и используется процессором непосредственно во время работы для кратковременного хранения информации. При выключении источника питания информация, хранящаяся в ОЗУ стирается.

Оперативной памяти никогда не бывает много, поэтому чем ее больше, тем лучше. Сегодня рекомендуется иметь от 2 до 4 Гигабайт оперативной памяти.

 6. Постоянная память

Постоянная память (ПЗУ или ROM) содержит программы и данные, определяющие работу ПЭВМ после включения питания. Информация в ПЗУ заносится на заводе-изготовителе один раз и навсегда, то есть содержимое этой области памяти (реализованной чаще всего на одной микросхеме) не может быть изменено пользователем. 

• В ПЗУ хранятся следующие программы:
  самотестирования устройств ПК при включении питания;
• начальной загрузки ОС;
• пакет программ-драйверов, которые реанимируют базисный интерфейс между ОС и аппаратными средствами;
• установки параметров конфигурации системы;
• блок питания (генератор тактовых импульсов), который преобразует электрический ток сети и подает его на электронные схемы компьютера;
• устройство управления вырабатывает и распределяет по различным устройствам управляющие сигналы. 

7. Видеокарта (видеоадаптер, видеопроцессор)

(Видеоплата, видеоадаптер, videoadapter, videocard)- устройство компьютера, которое отвечает за обработку и вывод графической информации на монитор.

Видеоадаптер имеет свой собственный графический процессор, который обрабатывает 2D/3D графическую информацию. Это снижает вычислительную нагрузку на центральный процессор (CPU).

Для офисных компьютеров подойдет практически любая видеоплата (даже встроенная в материнскую плату), а вот для игровых машин придется приобрести что-нибудь по серьезнее.

7. CD/DVD приводы

(CD/DVD-ROM). Осуществляет чтение и запись информации с дисков/на диски CD, DVD и др. Между собой отличаются скоростью чтения и скоростью записи.

8. Жесткий диск

(

Винчестер, HDD, harddisk) — это устройство хранения информации на Вашем компьютере. При выключении питания данные не стираются. По сравнению с оперативной памятью скорость работы HDD намного ниже, а объем хранимой информации намного больше.

Емкость жесткого диска измеряется в Гигабайтах или даже в Терабайтах. Естественно, что чем больше объем винчестера, тем больше Вы сможете хранить на своем компьютере документов, программ, игр, фильмов, музыки и т.д.

9. Материнская плата

(

Материнка, мather-board) – основной компонент, входящий в состав системного блока. Именно на материнку устанавливаются все комплектующие элементы, входящие в состав ПК.
От выбора материнской платы зависит какой именно у Вас будет стоять процессор, оперативная память и т.д.

10.шины (bus) – их называют компьютерными артериями, по которым передается информация. Различают два вида шин: системная и локальная шины. Системная шина предназначена для организации взаимодействия периферийных устройств с ядром компьютера, в состав которого входит микропроцессор, ОЗУ и ПЗУ. Локальной обычно называют шину, которая непосредственно выходит на контакты микропроцессора и которая обычно работает на внешней частоте микропроцессора.

11. помимо общего управления, расположенного на системной плате, ПК содержит ряд специальных устройств контроллеры или адаптеры. Они решают две основные задачи: обеспечивают включение в систему и управляют работой внешних устройств. Например, контроллер ОЗУ, контроллер жесткого диска и др.

Устройства ввода-вывода.

Устройства ввода-вывода — устройства взаимодействия компьютера с внешним  миром: с пользователями или другими компьютерами. Устройства ввода позволяют вводить информацию в компьютер для дальнейшего хранения и обработки, а устройства вывода — получать информацию из компьютера. 

Устройства ввода и вывода относятся к периферийным (дополнительным) устройствам. 

Периферийные устройства — это все устройства компьютера, за исключением процессора и внутренней памяти.(принтеры, сканеры модемы и т.д)

Устройства ввода и вывода разделяются на:

• устройства ввода,
• устройства вывода,
• устройства ввода-вывода.

Устройства ввода данных: клавиатура, сканер, фото и видеокамеры, графические планшеты, микрофон, мышь, джостик, тачпад, сенсорный экран и т.д.
Устройства вывода данных: монитор, проектор, принтер, плоттер, каттер, наушники, колонки, динамикиУстройства ввода-вывода:

• жесткий диск (винчестер)
• флэшка
• дисководод оптических дисков
• стример
• кардридер — для ввода-вывода информации на карту памяти;
• многофункциональное устройство
• модем (телефонный)
• сетевая плата (сетевая карта или сетвой адаптер)

1. Процессор, основные характеристики и функции

Процессор — это «мозг» компьютера. Процессором называется устройство, способное обрабатывать программный код и определяющее основные функции компьютера по обработке информации.

Процессор выполняет основную работу в компьютере. Процессоры конструктивно могут выполняться как в виде одной большой интегральной микросхемы — чипа, так и в виде нескольких микросхем, блоков электронных плат н устройств.

Характеристики:

• Серия
• Количество ядер- это часть процессора способная выполнять один поток команд
• Частота- характеризует производительность,
• Сокет- разъем в которой устанавливается ЦП на материнскую плату компьютера

Функции

• Выборка (чтение) выполняемых команд
• Ввод (чтение) данных из памяти
• Вывод (запись) данных в память
• Обработка данных
• Адресация памяти
• Обработка прерываний и режима прямого доступа

В настоящее время микропроцессоры и процессоры вмещают в себя миллионы транзисторов и других элементов электронной логики и представляют собой сложнейшие высокотехнологичные электронные устройства.

Персональный компьютер содержит в своем составе довольно много различных процессоров. Каждое устройство, будь то видеокарта, системная шина или еще что-либо, обслуживается своим собственным процессором или процессорами. Однако архитектуру и конструктивное исполнение персонального компьютера определяет процессор или процессоры, контролирующие и обслуживающие системную шину и оперативную намять, и, что более важно, выполняющие объектный код программ. Такие процессоры принято называть центральными или главными процессорами (Central Point. Unit — CPU). На основе архитектуры центральных процессоров строится архитектура материнских плат и проектируется архитектура и конструкция компьютера.

Компьютеры с процессорами, поддерживающими систему команд Intel х86 (фирм Intel, AMD, Cyrix, Transmeta), на которых может исполнять операционная система Microsoft Windows, называются Wintel-компьютерами (от Windows и Intel).

Тактовая частота процессора определяет минимальный квант времени, за который процессор выполняет некоторую условную элементарную операцию. Тактовые частоты измеряются в мегагерцах и определяют количественные характеристики производительности компьютерных систем в целом. Чем больше (выше) тактовая частота, тем быстрее работает центральный процессор.

Каждый микропроцессор имеет определенное число элементов памяти, называемых регистрами, арифметико-логическое устройство (АЛУ) и устройство управления.

Регистры используются для временного хранения выполняемой команды, адресов памяти, обрабатываемых данных и другой внутренней информации микропроцессора. В АЛУ производится арифметическая н логическая обработка данных.

Устройство управления вырабатывает необходимые управляющие сигналы для внутренней работы микропроцессора и связи его с другой аппаратурой через внешние шины микропроцессора.

1. История развития ЭМФ

Самым первым используемым для счета инструментом у древнего человека были пальцы рук. Первым домеханическим устройством вычисления был абак – устройство, напоминающее счеты.

Основным отличием вычислительной машины от таких счетных устройств, как счеты, арифмометр, калькулятор, заключается в том, что вся последовательность команд на вычисление предварительно записывается в память вычислительной машины и выполняется последовательно автоматически. Впервые принцип вычислительной машины с автоматическим выполнением команд предложил американский ученый Джон фон Нейман. Он описал основные узлы, которые должна содержать такая машина: память, представлявшей собой набор регистров, арифметико-логическое устройство (АЛУ), устройства ввода-вывода и устройства управления (УУ).

Первая счетная машина с хранимой программой была построена французским ученым Блезом Паскалем в 1642 г. Она была механической с ручным приводом и могла выполнять 2 операции — сложения и вычитания

Немецкий математик Готфрид Лейбниц в 1672 г. построил механическую машину, которая могла делать 4 операции: сложения, вычитания, умножения и деления. Г. В. Лейбницу принадлежит идея использования двоичной системы счисления в вычислительных устройствах. Он первым описал двоичную систему счисления с цифрами 0 и 1, на которой основана современная компьютерная техника.

Впервые машину, работающую по программе, разработал в 1834 г. английский ученый Чарльз Бэббидж. Она содержала запоминающее устройство, вычислительное устройство, устройство ввода с перфокарт и печатающее устройство. Команды считывались с перфокарты и выполняли считывание данных из памяти в вычислительное устройство и запись в память результатов вычислений. Все устройства машины Бэббиджа, включая память, были механическими и содержали тысячи шестеренок, при изготовлении которых требовалась точность, недоступная в XIX в.

Первым программистом была англичанка

Ада Ловлейс, в честь которой уже в наше время был назван язык программирования Ada.

Поколения ЭВМ

1)

Первое поколение – вычислительные машины на электронных лампах (1945-1955 гг.). Первой действующей ЭВМ 1-го поколения стал ENIAC (США, 1945 — 1946 гг.). Его название по первым буквам соответствующих английских слов означает «электронно-числовой интегратор и вычислитель». Первая отечественная ЭВМ 1-го поколения — МЭСМ («малая электронно-счетная машина») — была создана в 1951 г. под руководством Сергея Александровича Лебедева, крупнейшего советского конструктора вычислительной техники В качестве языка программирования в ЭВМ первого поколения использовался машинный язык. Машинный язык – язык программирования, содержание и правила которого реализованы аппаратными средствами ЭВМ. Машинный язык состоит из системы команд ЭВМ и метода кодирования информации (исходных данных, результатов вычислений), принятого в ЭВМ. Символами машинного языка являются двоичные цифры; как правило, символы группируются в конструкции (морфемы) – адреса в командах, коды операций и признаки команд; из команд составляются программы, реализующие алгоритмы задач.

2)

Второе поколение – вычислительные машины на полупроводниках — транзисторах (1955-1965 гг.). Небольшие отечественные машины второго поколения («Наири», «Раздан», «Мир» и др.) с производительностью порядка 104 оп/с были в конце 60-х годов были доступны каждому вузу. В качестве языка программирования в ЭВМ второго поколения использовался язык ассемблера – язык программирования низкого уровня, мнемонические команды которого соответствуют инструкциям процессора вычислительной системы. Трансляция программы в исполняемый машинный код производится ассемблером (от англ. assembler – сборщик) – программой-транслятором, которая и дала языку ассемблера его название.

3)

Третье поколение — вычислительные машины на интегральных схемах (1965-1980 гг.). В третьем поколении появились крупные унифицированные серии ЭВМ. Для больших и средних машин в США это прежде всего семейство IBM 360/370. В СССР 70-е и 80-е годы были временем создания унифицированных серии: ЕС (единая система) ЭВМ (крупные и средние машины), СМ (система малых) ЭВМ и «Электроника» (серия микро-ЭВМ). В качестве языка программирования в ЭВМ третьего поколения использовались процедурные языки высокого уровня (АДА, Fortran, PL-1, Basic, Pascal). Язык высокого уровня – язык программирования, ориентированный «на человека», имитирующий естественный. Чем выше уровень языка, тем ближе структуры данных и конструкции, использующиеся в программе, к понятиям исходной задачи. Разрабатывать программы на языках высокого уровня с помощью понятных и мощных команд значительно проще, чем на машинном языке или ассемблере.

4)

Четвертое поколение — вычислительные машины на сверхбольших интегральных схемах (с 1980 гг.) Персональные компьютеры — PC XT (1983 г.). PC AT (1984 г.) фирмы IBM. Персональные компьютеры фирмы «Apple Computer», первыми создателями которых стали американские инженеры Стив Возняк и Стив Джобс. В качестве языков программирования в ЭВМ четвертого поколения используются объектноориентированные языки (Delphi, Си++ и др.)

1. ——-
2. ———
3. История развития интернета

История Интернета началась в конце 50-х годов ХХ века, а именно, когда в 1957 году в СССР запустили первый искусственный спутник. В разгар холодной войны «захват» Советским Союзом космического пространства представлял серьезную угрозу для США.

Необходимо было ускорить темпы разработок новейших систем защиты. С этой целью в 1957 году было создано Агентство перспективных исследований Министерства обороны США – ARPA. Эту организацию интересовал вопрос, можно ли соединять расположенные в разных местах компьютеры с помощью телефонных линий. Их целью являлась организация сети передачи данных, способной функционировать в условиях ядерного конфликта. В январе 1969 года впервые была запущена система, связавшая между собой 4 компьютера в разных концах США. А через год новая информационная сеть, названная ARPAnet, уже приступила к работе.

С каждым годом ARPAnet росла и развивалась и из военной и засекреченной сети становилась все более доступной для различных организаций.

1971 году появилась первая программа для отправки электронной почты по сети.
В 1973 году сеть стала международной.

В 1983 году был введен в строй новый механизм доступа к ARPAnet, названный «протоколом TCP/IP». Этот протокол позволял с легкостью подключаться к Интернету при помощи телефонной линии.

1984 году была появилась система доменных имен (доменов).

В конце 80-х годов терпению военных пришел конец, так как сеть превратилась из секретной в общедоступную. Поэтому они отделили от сети часть для своих нужд, получившую название MILNet.

1988 году был изобретен протокол Internet Relay Chat (IRC), с помощью него стала доступна чат-система.

В январе 1989 года сеть состояла из 80 тысяч узлов, а в ноябре – уже из 160 тысяч. В том же году в стенах Европейского совета по ядерным исследованиям была разработана концепция Всемирной паутины. Учёный Тим Бернерс-Ли разработал протокол HTTP, язык HTML и URL, появился гипертекст.
В 1990 году было зафиксировано первое подключение к Интернету по телефонной линии.
В 1993 году появился браузер NCSA Mosaic для работы в интернете.

1995 первый интернет магазин Амазон
К 1997 году в Интернете насчитывалось уже около 10 миллионов компьютеров (в 2005 году — 972 миллиона), было зарегистрировано более 1 миллиона доменных имен.
1998 основание гугл Ларри Пейдж и Сергей Брин
В конце 90-х годов стало возможным передавать по сети не только текстовую, но и графическую информацию и мультимедиа.

Одной из первых российских сетей, подключенных к Интернету, стала сеть Relcom (Релком), созданная в 1990 году на базе Российского центра «Курчатовский институт». В создании сети принимали участие специалисты кооператива «Демос» (сейчас это компания «Демос-Интернет»). Уже к концу года к Интернету было подключено 30 организаций. В 1991 году в компьютерной сети Relcom появился первый сервер новостей (электронных конференций). И очень скоро она объединила многие крупные города России (Екатеринбург, Барнаул и др.), а также некоторых других стран СНГ и стран Балтии.

Сегодня Интернет состоит из миллионов компьютеров, подключенных друг к другу при помощи самых разных каналов, от сверхбыстродействующих спутниковых магистралей передачи данных до медленных коммутируемых телефонных линий.

1. Принципы фон Неймана

С точки зрения архитектуры ЭВМ с хранимой в памяти программой, революционными были идеи американского математика Джона фон Неймана(1903-1957).

1. Принцип двоичности.
   Для представления данных и команд используется двоичная система счисления.
2.  Принцип программного управления.
   Программа состоит из набора команд, которые выполняются процессором друг за другом в определённой последовательности.
3. Принцип однородности памяти.
   Как программы (команды), так и данные хранятся в одной и той же памяти. Над командами можно выполнять такие же действия, как и над данными.
4. Принцип адресуемости памяти.
   Структурно основная память состоит из пронумерованных ячеек; процессору в произвольный момент времени доступна любая ячейка.
5. Принцип последовательного программного управления.
   Все команды располагаются в памяти и выполняются последовательно, одна после завершения другой.
6. Принцип условного перехода.
   Команды из программы не всегда выполняются одна за другой. Возможно присутствие в программе команд условного перехода, которые изменяют последовательность выполнения команд в зависимости от значений данных.

1. Архитектура пк

Компьютер — это электронное устройство, предназначенное для обработки информации.

Компьютер способен выполнить только четко заданную последовательность операций: арифметических, логических, строковых; операций по обработке графической информации, звука, видео и др.

Описание последовательности четко определенных операций называется алгоритмом или программой.

Персональный компьютер (ПК) — это компьютер, предназначенный для использования одним пользователем.

К основным логическим узлам компьютера относятся центральный процессор, основная память, внешняя память, периферийные устройства.

Персональные компьютеры начали появляться благодаря развитию микропроцессоров в 1980-х годах.

Архитектура персонального компьютера – это логическая организация, структура и ресурсы, то есть средства вычислительной системы, которые могут быть выделены процессу обработки данных на определённый интервал времени.

В основе архитектуры современных персональных компьютеров лежит магистрально-модульный принцип. Давайте рассмотрим рисунок.

Итак, перед вами изображена архитектура персонального компьютера. На ней изображены функциональные блоки персонального компьютера, к которым относятся устройства ввода/вывода, внешние запоминающие устройства, центральный процессор, память и видеопамять. Все эти блоки соединены между собой информационной магистралью, которая называется системной шиной. Она состоит из трёх частей: шина данных, шина адреса, шина управления. 

Шина данных используется для передачи данных к функциональным блокам.

Шина адреса предназначена для передачи адресов устройств, которым передаются данные.

Шина управления используется для передачи управляющих сигналов, которые синхронизируют работу разных устройств. То есть через шину передаются все данные от одного устройства к другому.

Контроллеры – это периферийные устройства, которые управляют внешними устройствами. Передача всех данных осуществляется через шину.

Также мы можем видеть на рисунке сплошные и пунктирные стрелки. Сплошными стрелками изображены направления потоков информации, а пунктирными – направление управляющих сигналов.

В этой архитектуре существует такое значительное достоинство, как принцип открытой архитектуры. То есть мы можем подключать к компьютеру новые устройства или заменять старые на более современные. Для каждого типа и модели устройства используется свой контроллер.Например, если мы подключим компьютерную мышь через USB-порт, то она определится у нас на компьютере только после установки в операционную систему специальной программы для управления этим устройством. Такие программы называются драйверами устройств.

Таким образом, можно сформулировать следующее определение: открытая архитектура персонального компьютера – это архитектура, предусматривающая модульное построение компьютера с возможностью добавления и замены отдельных устройств.
Материнская плата – это сложная многослойная печатная плата, являющаяся основой построения вычислительной системы.

Изначально дополнительные устройства (например, внутренний модем, сетевой адаптер беспроводной связи Wi-fi, звуковая плата и так далее) подключались к материнской плате с помощью слотов расширения и разъёмов.

В наше время такая необходимость отпала, так как большинство дополнительных устройств уже встроены в современные материнские (системные) платы.

Основными (несъёмными) частями материнской платы являются разъём процессора, разъёмы оперативной памяти, микросхемы чипсета, загрузочное ПЗУ, контроллеры шин и их слоты расширения, контроллеры и интерфейсы периферийных устройств.

Важнейшей частью материнской платы является чипсет. Чипсет – это набор микросхем, который связывает память, процессор, видеоадаптер, устройства ввода/вывода и другие элементы персонального компьютера, для выполнения совместных функций.

В современных компьютерах находятся две основные большие микросхемы чипсета: контроллер-концентратор памяти (северный мост) и контроллер-концентратор ввода/вывода (южный мост).

Давайте рассмотрим схему архитектуры персонального компьютера.

Северный мост отвечает за работу процессора с оперативной памятью и видеосистемой. От его параметров (тип, частота, пропускная способность) зависят параметры подключённых к нему устройств: системной шины, оперативной памяти, видеоадаптера. Северный мост подключается напрямую к центральному процессору через системную шину.

Южный мост обеспечивает работу с внешними устройствами и обычно подключается к центральному процессору через северный мост при помощи внутренней шины.

Все устройства компьютера соединены между собой шинами различных видов.

Быстродействие процессора, оперативной памяти и периферийных устройств существенно различаются. Быстродействие устройства, в свою очередь, зависит от тактовой частоты обработки данных, которая обычно измеряется в мегагерцах, и разрядности.

 Разрядность – это количество битов данных, обрабатываемых за один такт. 

Такт – это промежуток времени между подачами электрических импульсов, которые синхронизируют работу устройств компьютера.

Пропускная способность шины – это скорость передачи данных между устройствами, которые она соединяет. А исходя из вышесказанного, можно сделать вывод, что скорость передачи данных различных шин будет также отличаться. Рассмотрим формулу для вычисления пропускной способности шины (измеряется в битах в секунду). Она равна произведению разрядности шины и частоты шины. Разрядность измеряется в битах, частота – в герцах, в свою очередь, 1 герц равен 1 такту в секунду.

Например, для быстрой работы компьютера пропускная способность шины оперативной памяти должна совпадать с пропускной способностью шины процессора.

Как говорилось ранее, Северный мост связан с процессором системной шиной. Например, если разрядность системной шины составляет 64 бита, а частота – 1066 МГц, то пропускная способность будет равна:

64 · 1066 = 68 224 Мбит/с ≈ 66,6 Гбит/с ≈ 8 Гбайт/с.

Перейдём к частоте процессора. Тактовая частота процессора показывает, сколько процессор может произвести вычислений в единицу времени. Из этого следует вывод, что чем больше частота, тем больше операций в единицу времени может выполнить процессор. Тактовая частота современных процессоров составляет от 1 до 4 ГГц. Рассмотрим формулу. Тактовая частота равна произведению внешней или базовой частоты на определённый коэффициент. Коэффициент зависит от характеристик процессора. Например, процессор Intel Core i7 920 использует частоту шины 133 МГц и множитель 20. Значит, тактовая частота будет равна:

133 · 20 = 2660 МГц.

Шина памяти соединяет оперативную память и северный мост, и, соответственно, служит для передачи данных между этими устройствами.

Частота шины памяти может быть больше частоты системной шины.

Следующая шина, которую мы рассмотрим, – PCI Express. Она соединяет видеоплату с северным мостом.

Так как в наше время очень быстро развивается компьютерная графика, то потребность в скорости передачи данных от видеоплаты к оперативной памяти и процессору возрастает. Наибольшее распространение получила шина PCI Express – это ускоренная шина взаимодействия периферийных устройств. Её пропускная способность может достигать до 32 гигабайт в секунду.

К самой же видеоплате с помощью аналогового разъёма VGA (графический адаптер) или цифрового разъёма DVI (цифровой видеоинтерфейс) подключается монитор или проектор.

Жёсткие диски, CD-дисководы, DVD-дисководы подключаются к южному мосту при помощи шины SATA – это последовательная шина подключения накопителей.

Скорость передачи данных по ней может достигать 300 Мбайт в секунду.

Для подключения периферийный устройств (принтера, клавиатуры, сканера и других), которые имеют USB-выход, к южному мосту используется шина USB – это универсальная последовательная шина.

Её пропускная способность достигает 60 Мегабайт в секунду. При помощи шины USB к компьютеру можно одновременно подключить до 127 периферийных устройств.

При увеличении производительности процессора происходит увеличение производительности самого компьютера.

Увеличение производительности процессора происходит за счёт увеличения частоты. Но, как говорится, всему есть свой предел. При увеличении частоты процессора происходит также увеличение тепловыделения, которое не может быть не ограниченным. Выделение процессором теплоты Q пропорционально потребляемой мощности P, которая, в свою очередь, пропорциональна квадрату частоты.

Q

P v².

Поэтому для того, чтобы увеличить производительность процессора, начали увеличивать количество ядер процессора (арифметических логических устройств).

В 2005 году был создан первый двухъядерный микропроцессор. Это сделали практически одновременно две фирмы – Intel и AMD. Такая архитектура позволяет производить на персональном компьютере параллельную обработку данных, что существенно увеличивает его производительность. Можно сказать, что в архитектуре находятся 2 центральных процессора, работа которых согласована между собой, и они объединены между собой, например, контроллером. За счёт этого поток данных идёт не к одному центральному процессору, а разделяется на два. И увеличивается быстродействие компьютера.

В настоящее время количество ядер в микропроцессорах достигает 8.

Основными функциональными характеристиками персонального компьютера являются:

1. производительность, быстродействие, тактовая частота. Производительность современных ЭВМ измеряют обычно в миллионах операций в секунду;
2. разрядность микропроцессора и кодовых шин интерфейса. Разрядность — это максимальное количество разрядов двоичного числа, над которым одновременно может выполняться машинная операция, в том числе и операция передачи информации; чем больше разрядность, тем, при прочих равных условиях, будет больше и производительность ПК;
3. типы системного и локальных интерфейсов. Разные типы интерфейсов обеспечивают разные скорости передачи информации между узлами машины, позволяют подключать разное количество внешних устройств и различные их виды;
4. емкость оперативной памяти. Емкость оперативной памяти измеряется обычно в Мбайтах. Многие современные прикладные программы с оперативной памятью, имеющей емкость меньше 16 Мбайт, просто не работают либо работают, но очень медленно;
5. емкость накопителя на жестких магнитных дисках (винчестера). Емкость винчестера измеряется обычно в Гбайтах;
6. тип и емкость накопителей на гибких магнитных дисках. Сейчас применяются накопители на гибких магнитных дисках, использующие дискеты диаметром 3,5 дюйма, имеющие стандартную емкость 1,44 Мб;
7. наличие, виды и емкость кэш-памяти. Кэш-память — это буферная, недоступная для пользователя быстродействующая память, автоматически используемая компьютером для ускорения операций с информацией, хранящейся в более медленно действующих запоминающих устройствах. Наличие кэш-памяти емкостью 256 Кбайт увеличивает производительность персонального компьютера примерно на 20%;
8. тип видеомонитора и видеоадаптера;
9. наличие и тип принтера;
10. наличие и тип накопителя на компакт дисках CD-ROM;
11. наличие и тип модема;
12. наличие и виды мультимедийных аудиовидео-средств;
13. имеющееся программное обеспечение и вид операционной системы;
14. аппаратная и программная совместимость с другими типами ЭВМ. Аппаратная и программная совместимость с другими типами ЭВМ означает возможность использования на компьютере, соответственно, тех же технических элементов и программного обеспечения, что и на других типах машин;
15. возможность работы в вычислительной сети;
16. возможность работы в многозадачном режиме. Многозадачный режим позволяет выполнять вычисления одновременно по нескольким программам (многопрограммный режим) или для нескольких пользователей (многопользовательский режим);
17. надежность. Надежность — это способность системы выполнять полностью и правильно все заданные ей функции;
18. стоимость;
19. габаритами вес.

1. ОС

Операционная система (ОС) — это программа, которая выполняет функции посредника между пользователем и компьютером.

ОС выполняя роль посредника, служит двум целям: эффективно использовать компьютерные ресурсы и создавать условия для эффективной работы пользователя.

В качестве ресурсов компьютера обычно рассматривают:

• — время работы процессора;
• — адресное пространство основной памяти;
• — оборудование ввода-вывода;
• — файлы, хранящиеся во внешней памяти.

Функционирование компьютера после включения питания начинается с запуска программы первоначальной загрузки. Эта программа инициализирует основные аппаратные блоки компьютера, а затем загружается ядро ОС.

В дальнейшем ОС реагирует на события, происходящие в системе, как программные, так и аппаратные, и вызывает модули, ответственные за их выполнение.

ОС является как средой для организации работы пользователя, так и средой исполнения и взаимодействия различных программ.

В функции операционной системы входит:

• — осуществление диалога с пользователем;
• — ввод-вывод и управление данными;
• — планирование и организация процесса обработки программ;
• — распределение ресурсов (оперативной памяти и кэша, процессора, внешних устройств);
• — запуск программ на выполнение;
• — всевозможные вспомогательные операции обслуживания;
• — передача информации между различными внутренними устройствами;
• — программная поддержка работы периферийных устройств (дисплея, клавиатуры, дисковых накопителей, принтера и др.).
• — организация среды взаимодействия и обмена информацией между работающими программами.

Основные классы операционных систем:

• — однопользовательские однозадачные, которые могут выполняться только на одном компьютере, обслуживать только одного пользователя и работать только с одной (в данный момент) задачей. В настоящее время практически не используются;
• — однопользовательские многозадачные, или настольные. которые обеспечивают одному пользователю одновременную работу с несколькими задачами.
• — многопользовательские многозадачные или серверные. Позволяющие на одном компьютере запускать несколько задач нескольким пользователям. Эти ОС наиболее сложны и требуют значительных машинных ресурсов.

1. —-
2. ОС MS Windows. Характеристики. Плюсы и минусы

Плюсы:

1. Совместимость. Практически любая программа либо работает, либо имеет аналоги под Windows. Драйверы есть для любых устройств. Много игр.
2. Поддержка. С учетом того, что большинство людей пользуются Windows – найти кого-то способного помочь разобраться с практически любой задачей не составит труда. Компания Microsoft предлагает отличную поддержку, поэтому программы легко устанавливать. А вот, например, с Linux подобной поддержки не достать.
3. Доступность. Если вы достаточно продвинутый пользователь Windows, тогда знаете, что у него очень много полезных функций. Интерфейс весьма дружественный, понятен на интуитивном уровне, в нем сможет разобраться даже новичок.

Минусы:

1. Вирусы. Большинство вирусов нацелены на Windows. Придется покупать или пользоваться бесплатным антивирусом, постоянно обновлять, следить за тем, какой антивирус лучше или хуже справляется с поставленной задачей.
2. Скорость. Windows съедает очень много ресурсов. В нем масса лишнего для обычного пользователя, и естественно, не профессионал не сможет разобраться что лишнее, а что нет.
3. Цена. Если вы однажды купили Windows, тогда после каждого большого релиза придется покупать его заново. Исключением стала только 10 версия со временным бесплатным обновлением. Если сравнивать с Mac и Linux , то здесь вы просто скачиваете обновления бесплатно.

1. MAK ОС. Характеристики. Плюсы и минусы

Плюсы:

1. Вирусы. В этой операционке их практически нет.
2. Надежность. Система была написана под конкретные «железные» наборы (конфигурации компьютеров). Исходя из этого, функционирует система так, как должна, и редко ломается.
3. Оптимизация ПО. Конечно, приложений существует не так много, но они пишутся для идеальной совместимости с системой, и в итоге Mac OS работает стабильно намного дольше, чем другие, при этом ресурсы расходуются рационально.
4. Дизайн. Нечего кривить душой – выглядит Mac часто лучше PC (но здесь надо помнить, что операционные системы — это лишь начинка, и никто, кроме Apple, не создает свои устройства). Внешне многие устройства Apple выигрышно выделяются среди конкурентов.

Mинусы:

1. Цена. Раньше в этой графе можно было написать: «посмотрите, что вы покупаете из начинки для Мака, и что за ту же цену вы можете взять для ПК», но сейчас все стало более размеренным. Mac все еще дороже в соотношении цена-начинка, но уже не настолько как раньше. Однако это компенсируется отличным качеством.
2. Внутренняя начинка. Apple, имея огромные возможности, постоянно игнорирует общепринятые стандарты, использует собственные и навязывает пользователям. Как результат – меняя устройство, пользователь должен привыкать к особенностям использования.
3. Физический компьютер. Как было сказано, Mac OS рассчитана на конкретные конфигурации, и потому крайне не рекомендуется устанавливать ее на компьютер не из семейства Apple. Это не значит, что она не будет работать. Будет, но придется повозиться с настройками.
4. Совместимость. Количество программ, написанных под Mac, сильно уступает количеству программ под Windows. Точнее сказать, любые программы для Mac можно найти в App Store, но большинство из них платные и не такие удобные, как в Windows.

1. ОС Linux. Характеристики. Плюсы и минусы

Плюсы:

1. Один из самых важных плюсов Linux – малые технические требования. Этой системе достаточно одного ядра процессора и от 256 до 512 МБ оперативки для того, чтобы работать. Места на диске система занимает очень мало. Linux можно даже с флешки запустить на ПК. Windows в этом плане куда более прожорливый.
2. Цена. Много дистрибутивов бесплатны. Вы можете установить и внести свою лепту в разработку. Полностью модифицировать систему под себя. Естественно, для этого вам нужно понимать, что и зачем вы делаете. Здесь множество бесплатных программ и аппликаций. Возможно, поэтому систему предпочитают программисты.
3. Разнообразие. Версий – масса. Дело в том, что Linux – только ядро. Чтобы его использовать, необходимо много дополнительного софта. Существует порядка сотни разных дистрибутивов. Учитывая их количество, вы можете быть уверены – найдется тот, который восполнит все ваши потребности. Пожалуй, самыми популярными являются Ubuntu, Fedora, CentOS и Mint.
4. Простое применение. Некоторые дистрибутивы достаточно просты в использовании. Есть специальные с графическим интерфейсом – та же система Ubuntu, где имеется такой же рабочий стол, и файловый диспетчер, все как в обычной системе. Особых знаний не нужно.
5. Вирусы. Их также, как и в Mac, практически нет.

Минусы:

1. Совместимость. Если вкратце, можно посмотреть тот же пункт для Mac. Здесь все менее однозначно, так как очень много софта с открытым кодом, где можно вносить свои изменения. Это требует много времени и усилий. Бывают моменты, когда драйверов для ваших устройств не существует, и их нужно либо писать самому с нуля, либо использовать что-то подходящее под все типы данного устройства. Естественно функциональность устройств от этого страдает.
2. На Linux очень мало игр, поэтому геймеры предпочитают Windows.

1. Основные правила набора текста в MS Word

1. Между словами вводится один пробел;

2. Там, где нужно, используются прописные (заглавные) буквы (Shift + буква);

3. Соседние слова отделяйте одним пробелом;

4. Не нужно следить за концом строки: как только он будет достигнут, курсор автоматически перейдёт на начало следующей строки;

5. Для того чтобы перейти к вводу нового абзаца (или строки стихотворения), используется клавиша Enter;

6. Знак тире отделяется пробелами с обоих сторон. Знак дефис пробелами от текста не отделяется;

7. Знаки препинания ставятся сразу после текста, и только после них ставится пробел;

8. Перед открытием и после закрытия скобок и кавычек ставится пробел, внутри текст от них пробелами не отделяется;

9. Не разделяются пробелами числа и размерности процента и градуса. После знака № следует ставить пробел;

10. Ввод красной строки не отбивается пробелами, вводится клавишей Tab или через команду (Главная – Абзац – Параметры абзаца) или с помощью бегунков в области горизонтальной Линейки;

11. Переход на новую страницу, можно осуществить используя сочетание клавиш (Ctrl+Enter);

12. Для того чтобы внутри абзаца перейти на новую строку, не начиная новый абзац, следует нажать комбинацию клавиш (Shift+Enter).

При подготовке математических и физических текстов часто возникает необходимость вставлять формулы или уравнения, содержащие дроби, корни и специальные знаки. Для этого нужно использовать специальный редактор формул, встроенный в текстовый процессор Word (Вставка — Символы — Уравнения).

1. Основные правила оформления списков

В Ворде доступны два типа списков:

1. Маркированный список – каждый пункт отмечается маркером. Применяйте для перечисления чего-то или кого-то. Например, ингредиентов, адресов и т.п.
2. Нумерованный список – пункты отмечаются числами. Используют, когда имеет значение порядковый номер каждого элемента списка.

Как создать маркированный список

Чтобы начать вводить маркированный список – перейдите на новую строку. Наберите * (звездочка) и пробел. Появится первый маркированный элемент, можно вводить содержание первого пункта. Оно будет располагаться на расстоянии от маркера. Этот отступ можно регулировать на линейке, как мы 

делали это для абзацев.

Чтобы закончить текущий элемент списка и начать новый – нажмите Enter. Чтобы закончить ввод списка и перейти в обычный режим – нажмите Enter еще раз.

Есть еще один способ создания списка – нажать на ленте Главная – Абзац – Маркеры. Для завершения работы со списком, можно снова нажать эту кнопку.

Как создать нумерованный список в Ворде

Практически аналогично создается нумерованный список. Чтобы начать ввод – наберите 1. (один с точкой) и пробел. Появится первый пункт. Набирайте текст. Другой способ – на ленте Главная – Абзац – Нумерация.

Для начала следующего пункта, опять же, нажмите Enter. Для выхода из списка – еще раз Enter или кнопка «Нумерация» на ленте.

Многоуровневые списки в Word

Многоуровневый список – это структура с одним или несколькими подчиненными списками. Выглядит это так:

Чтобы создать подчиненный элемент – создайте новый элемент списка и нажмите Tab. Маркер изменит свой вид и сместится немного вправо. Теперь вы работаете в списке второго уровня и все новые элементы будут создаваться тоже второго уровня. Чтобы вернуться на уровень выше – создайте новый элемент и нажмите Shift+Tab.

Таким образом, реализуются сложные списки. Самый распространенный пример – это оглавление, которое может быть абсолютно любой сложности.

Как сделать список из готового текста

Если вы уже набрали текст и посчитали, что лучше оформить его в виде списка – это будет легко сделать. Не нужно ничего переписывать или проставлять маркеры вручную. Выделите текст, который нужно оформить списком и нажмите на ленте «Маркеры» или «Нумерация». Программа преобразует ваши данные автоматически, каждый абзац будет элементом списка.

Если выбираете нумерацию, правильные цифры тоже установятся автоматически.

Сортировка списков в Word

Иногда случается, что содержимое списка нужно отсортировать. К примеру, вы произвольно ввели перечень сотрудников, а потом решили, что они должны располагаться по алфавиту от А до Я. Делается это так:

1. Выделяем список, который нужно сортировать

1. Нажимаем на ленте Главная – Абзац – Сортировка
2. Выбираем сортировку по абзацам, тип – текст, по возрастанию. Получаем результат

Если вы сортируете нумерованный список – числа местами не меняются, сохраняя естественный порядок нумерации.

Как изменить внешний вид маркера списка

Вы можете изменить внешний вид маркера, который установлен по умолчанию. Для этого кликните на стрелке вниз возле кнопки «Маркеры». В открывшемся окне выберите один из предложенных вариантов, используйте любой символ из встроенной библиотеки, или загрузите свою картинку для установки в качестве маркера.

Аналогично можно изменить вид цифр для нумерованных списков. Нажимаем на стрелке вниз у кнопки «Нумерация», выбираем арабские или римские цифры, буквы. Нажмите «Определить новый формат номера, чтобы настроить список более детально.

Для гибкой настройки многоуровневого списка – нажмите на стрелку возле кнопки «Многоуровневый список».

Вам будет предложено несколько вариантов структуры для таких списков, но можно сверстать и собственное оформление. Нажмите «Определить новый многоуровневый список», выбирайте в окне поочередно каждый уровень и задавайте его внешний вид.

Как изменить номер в списке Ворд

По умолчанию, программа самостоятельно проставляет нумерацию для элементов списка. Word пользуется своими алгоритмами работы со списками, потому автоматическая нумерация иногда может дать неожиданный результат. Но выход есть, вы можете переопределить какой-то из элементов списка, после чего нумерация будет снова производиться в логической последовательности. Рассмотрим частные примеры.

Как начать список сначала

Иногда Word оказывается слишком правильным, и когда нужно начать новый список – он продолжает нумерацию предыдущего. Чтобы начать считать с единицы, кликните правой кнопкой мыши по нужному номеру и в контекстном меню выберите «Начать заново с 1».

Как продолжить список в Ворде

Обратная ситуация, когда программа посчитала, что Вы закончили список. В этом случае она начнет новый счет с единицы, а вам нужно продолжить существующий. Нажмите правой кнопкой мыши на новой цифре нумерации, в контекстном меню выберите «Продолжить нумерацию».

В Ворде доступны два типа списков:

1. Маркированный список – каждый пункт отмечается маркером. Применяйте для перечисления чего-то или кого-то. Например, ингредиентов, адресов и т.п.
2. Нумерованный список – пункты отмечаются числами. Используют, когда имеет значение порядковый номер каждого элемента списка.