Пристрої, які підключаються до ЕОМ(периферія).
Лабораторна робота №1
Тема:Загальна будова ЕОМ, периферійні пристрої.
Мета:Вивчити склад та призначення основних блоків ЕОМ та їх взаємодію.
Теоретичні відомості.
Комп’ютер або інакше електронно-обчислювальна машина (ЕОМ) – пристрій для проведення обчислень. (англ. compute – обчислювати). Проте комп’ютер принципово відрізняється від інших лічильних пристроїв (арифмометрів, логарифмічних лінійок, тощо). Ця відмінність полягає у можливості проведення комп’ютером обчислень без участі людини по наперед заданій програмі, а також у наявності місця для зберігання проміжних і кінцевих даних – пам’яті.
Більшість ЕОМ, які існують сьогодні, побудовані за одним принципом. Цей принцип був описаний знаменитим математиком Джоном фон Нейманом в 1945 р.
Відповідно до цих принципів, кожен комп’ютер повинен мати такі пристрої:
-арифметико-логічний пристрій, що виконує арифметичні та логічні операції;
-пристрій керування;
-запам’ятовуючі пристрої для зберігання програм і даних;
-зовнішні пристрої для введення/виведення.
У сучасних ЕОМ АЛП і блок керування об’єднані в так званий центральний процесор.
Програми.Для того, щоб примусити ЕОМ виконати якісь корисні дії, потрібно скласти чітку програму його дій. Програма - це набір інструкцій, які виконуються мікропроцесором. Програми поділяються на:
- прикладні програми, які безпосередньо виконують потрібну роботу;
|
|
|
- системні програми, що виконують різні допоміжні операції. Серед них особливе місце посідає операційна система, яка керує виконанням всіх інших програм і команд.
-інструментальні програми, які забезпечують створення нових програм для ЕОМ.
Основні блоки ЕОМ. Звичайно, ПК складаються з наступних частин:
-системного блока, де розташовані центральний процесор, пам’ять, магнітні накопичувачі інформації та ін.;
-пристрій виводу інформації (відео система, звукова система, принтер);
-пристрій вводу інформації (клавіатура, мишка, сканер, TouchPad, трекбол, джойстик та ін).
Центральний процесор.
ЦП (Central processing unit) - найголовніша функціональна частина ЕОМ, що призначена для інтерпретації команд. Він може виконувати потрібні операції і керувати ЕОМ. Він розташований на материнській платі в системному блоці. Важливі характеристики процесорів це тактова частота і розрядність. Тактова частота-це кількість елементарних операцій (тактів), які процесор може виконати протягом секунди. Розрядність - це максимальна кількість біт інформації, яка може оброблятись та передаватись процесором одночасно.
В застарілих модифікаціях ЕОМ застосовувались такі типи ЦП -Intel-8088 ;-Intel-80286; -Intel-80386 (32-розрядний, захищений режим); -Intel-80486 (32-розрядний). В сучасніших ЕОМ застосовуються такі типи ЦП:
|
|
|
-Intel Pentium (має багато модифікацій (Pentium Pro, Pentium MMX, Pentium II, Pentium III), але все ж таки з появою технології Core, дані процесори втратили перспективу застосування.
- Intel Core (Core 2 Duo, Core 2 Quad, Intel Core i5, Intel Core i7).
- AMD (Sempron, Athlon, Phenom).
В наведеному вище переліку процесорів наведені в основному багатоядерні процесори.
Багатоядерний процесор з двох і більше обчислювальних ядер на одному кристалі. Він має один корпус і встановлюється в один роз'єм на системній платі комп’ютера, але операційна система сприймає кожне його обчислювальне ядро як окремий процесор з повним набором обчислювальних ресурсів.
На сьогоднішній день основні виробники процесорів: Intel і AMD — визнали подальше збільшення числа ядер процесорів як один з пріоритетних напрямів збільшення продуктивності.
Пам’ять.
Пам’ять- пристрій, призначений для зберігання інформації. Буває внутрішня і зовнішня пам’яті. Внутрішня пам’ять знаходиться всередині комп’ютера та призначена для зберігання програм і даних для них у процесі роботи ЕОМ. Зовнішня- призначена для тривалого й енергонезалежного зберігання програм і даних. Внутрішня пам’ять поділяється на оперативну й постійну.
|
|
|
Оперативна пам’ять або ОЗП (RAM -random access memory).
Це пристрій, де зберігаються всі дані та програми, потрібні ЦП. Вона має високу швидкодію, але з вимкненням живлення вся інформація втрачається.
Від кількості пам’яті залежать можливості ЕОМ. Наведемо зв’язок між цими поняттями.
-1 Мбайт і менше- робота можлива в ДОС;
-4 Мбайт- можлива робота в ДОС і Windows 3.1 (досить повільно);
-8 Мбайт- є можливість працювати з ОС Windows 95 (але дуже повільно);
-16 Мбайт- можлива робота в Win95, WinNT;
-32 Мбайт і більше- ЕОМ комфортно працює під Windows 95, Windows NT, Windows 98;
- 64 (128 Мб) – для роботи з Windows XP;
1 Гб – для роботи з сучасними операційними системами (Windows Vista, Windows 7).
У сучасних комп'ютерах оперативна пам'ять переважно представлена динамічною пам'ятю з довільним доступом DRAM.
Протилежністю до пам'яті з довільним доступом є пам'яті з послідовним доступом. При довільному доступі, пам'ять організована таким чином, що в будь-яку мить можна отримати значення, записане в будь-якій комірці пам'яті, не переглядаючи інші комірки. При пам'яті з послідовним доступом, яка реалізується, наприклад, на магнітній стрічці, для доступу до певного елемента пам'яті потрібно прокрутити стрічку, зчитуючи інші елементи.
|
|
|
Види ЗПДД (запам'ятовуючий пристрій з довільним доступом) :
Напівпровідникова статична (SRAM) - осередками є напівпровідникові тригери. Переваги - невелике енергоспоживання, висока швидкодія. Відсутність необхідності проводити «регенерацію». Недоліки - малий об'єм, висока вартість. Зараз широко використовується як кеш-пам'яті процесорів в комп'ютерах.
Напівпровідникова динамічна (DRAM) - кожен осередок є конденсатором на основі переходу КМОП-транзистора. Переваги - низька вартість, великий об'єм. Недоліки - необхідність періодичного прочитування і перезапису кожного осередку - т.з. «регенерації», і, як наслідок, пониження швидкодії, велике енергоспоживання. Процес регенерації реалізується спеціальним контроллером, встановленим на материнській платі або в центральному процесорі. DRAM зазвичай використовується як оперативна пам'ять (ОЗУ) комп'ютерів.
Феромагнітна - є матрицею з провідників, на перетині яких знаходяться кільця або біакси, виготовлені з феромагнітних матеріалів. Переваги - стійкість до радіації, збереження інформації при вимкненні живлення; недоліки - мала ємкість, велика вага, стирання інформації при кожному читанні. В даний час в такому, зібраному з дискретних компонентів вигляді, не застосовується.
Проте до 2003 року з'явилася магнітна пам'ять MRAM інтегрального виконання. Поєднуючи швидкість SRAM і можливість зберігання інформації при відключеному живленні, MRAM є перспективною заміною використовуваним нині типам ROM і RAM. Проте вона на сьогоднішній день приблизно удвічі дорожча за мікросхеми SRAM (при тій же ємності і габаритах).
Також існують інші типи пам’яті. Постійна пам’ять(ROM, read-only memory) або ПЗП, де зберігається інформація про низькорівневі функції ЕОМ, та відеопам’ять, де зберігається зображення, що виводиться на екран. Також важливою є так звана кеш (cache)-пам’ять, яка має велику швидкодію і містить в собі “критичні” блоки інформації, до яких ЦП часто звертається. Для збереження інформації про тип жорсткого диска, дисководів і інших параметрів настройки існує так звана CMOS- або батарейна пам’ять, інформація з якої не втрачається при вимкненні ЕОМ, бо вона живиться від спеціального акумулятора.
Пристрої, які підключаються до ЕОМ(периферія).
Миша та клавіатура.За їх допомогою можна вручну вводити інформацію в ЕОМ. Рухаючи мишу по поверхні стола, можна переміщувати курсор на екрані і виконувати операції натисканням на її клавіші. З клавіатури інформація вводиться шляхом натискання клавіш.
Монітори.Монітори відображають інформацію для користувача. (Бувають ЕПТ та РК монітори) Вони характеризуються роздільною властивістю (від 320х200 точок до 1600х1280), частотою оновлення зображення (60-120 Гц), та розміром (від 14 до 21 дюйма по діагоналі). Чим більша роздільна властивість монітора, тим чіткіше зображення на екрані. Коли є велика частота оновлення, то непомітне “тремтіння” картинки на екрані. Від якості монітора залежить якість зображення та здоров’я очей користувача. А також для РК-тип матриці, час відгуку, ступінь контрастності, інтерфейс під’єднання та ін. характеристики.
Монітори та відеоконтролери поділяються на такі типи:
- застарілі:
CGA – 640*200, 4 кольори
EGA – 640*350, 16 кольорів
VGA – 640*480, 16 кольорів
- сучасні:
SVGA – від 640*480 з 256 кольорів і більше.
XGA – 1024*768
XGA+ – 1152*864
SXGA – 1280*1024
SXGA+ – 1400*1050
UXGA – 1600*1200
QXGA – 2048*1536
Відеокарта (графічна карта, графічний адаптер, контролер (графіка)) - пристрій, що перетворює графічні дані за допомогою вбудованих апаратних засобів та транслює отриманий в результаті перетворення відеосигнал на екран (дисплей) монітору, проектора.
Відеокарта складається з графічного процесора (цифро-аналогового перетворювача), співпроцесора, відеопам'яті, друкованої плати, кулера.
Відеокарти розрізняються інтерфейсом підключення до комп'ютера (типом комп'ютерної шини), інтерфейсом підключення до монітору (аналоговий і/або цифровий вихід, окремі мають також телевізійний вихід для підключення телевізора в якості монітору), брендом, типом використаних мікросхем, що впливає на продуктивність, якість і швидкість зміни зображень, зокрема, в тривимірних іграх.
Відеокарти поділяються на зйомні та вбудовані у материнську плату. Більшість останніх не розрахована на високу продуктивність обробки графічних даних, і призначені, в основному, для виведення двовимірної графіки. Цього цілком достатньо для роботи в інтернеті або в офісних програмах.
Накопичувачі. Дискети.Вони бувають двох типів: трьохдюймові та п’ятидюймові (майже не використовуються). Трьохдюймові дискети краще захищені від пошкоджень, на них вміщується більше інформації. На сучасних ЕОМ найчастіше встановлений 3.5” дисковод на 1.44 Мбайт. Дискета використовується для перенесення інформації між комп’ютерами. Компакт-диски, DVD, Blu-Ray, HD-DVD. Носієм інформації на всіх видах оптичних дисків є рельєфна підложка із полікарбоната, на яку нанесено тонкий шар відбиваючої світло речовини.Інформація зчитується їз спіральної доріжки, на яку нанесено спеціальні іеформаційні точки, одиніці зберігання інф-ції або піти.
Жорсткий диск(Hard Disk Drive, HDD),також вінчестер, на відміну від оперативної пам'яті, продовжує зберігати дані після вимикання струму.Жорсткі диски розташовуються всередині ЕОМ, здатні зберігати значно більшу кількість інформації, ніж дискети і мають велику швидкодію. Їх об’єм від декількох Гбайт до кількох Тбайт. Оптимальний розмір вінчестера на сьогодні від 160- 320 Гбайт (з врахуванням встановленої операційної системи). Складається з трьох основних блоків: сховище інформації, механіка жорсткого диску, мікросхеми, які відповідають за обробку даних, керування механікою, та мікросхеми кеш-пам’яті. Характеристики: об’єм диску, швидкість обертання, тип інтерфейсу та ін.
Принтеризастосовуються для виведення інформації на папір. Вони бувають чорно-білі і кольорові, а також матричні, струйні та лазерні.
Принцип роботи матричного принтера. Він працює подібно друкарській машинці: спеціальні голки вдаряють через стрічку по паперу. Недоліком таких принтерів є шум, мала швидкість друку та невисока якість.
Кращими є струйні принтери. Вони мають сопла, через які спеціальна фарба видувається на папір. Ці принтери можуть забезпечити якісний кольоровий друк, але потребують складного обслуговування.
Найкращими принтерами вважаються лазерні. Їх робота основана на притягуванні частинок фарби на наелектризований барабан та відбиванні цієї фарби на папері. Якість їх друку- найвища, але ціна найдорожча.
Модеми.(Modem — скорочення від модулятор-демодулятор) пристрій зв'язку для перетворення аналогового сигналу в дискретний (модуляція) та навпаки (демодуляція), що, наприклад, дозволяє комп'ютеру передавати дані по телефонній лінії; він є пристроєм узгодження у телекомунікаційних системах, системах автоматичного керування тощо. Стосовно застосування модемів у комп'ютерній техніці, то модеми поділяють на внутрішні (що встановлюються усередині системного блока), зовнішні (що встановлюються ззовні системного блока), портативні (застосовуються з портативними комп'ютерами), групові (при об'єднанні відповідних модемних пристроїв в групи).
За сферою застосування модеми можна поділити на такі групи:
- для комутованих телефонних каналів;
- для виділених телефонних каналів;
- для фізичних з'єднувальних ліній:
модеми низького рівня (лінійні драйвери) або модеми на коротку відстань (short range modems);
модеми основної смуги (baseband modems);
- для цифрових систем передачі (CSU/DSU);
- для стільникових систем зв'язку;
- для пакетних радіомереж;
- для локальних радіомереж.
Аудіо системаслужить для відтворення звукової інформації та складається з звукової плати й акустичної системи: колонок, навушників, сабвуферу та ін.
Системні вимоги деяких поширених програм(тут наведені конфігурації ЕОМ, при яких робота “комфортна”).
ОС ДОС –8086, 1 Мб пам’яті, один дисковод, будь-який монітор.
ОС Windows 3.1– 80386, 4 Мб пам’яті, 50 Мбайт на вінчестері, монітор SVGA, миша
ОС Windows 95 –80486, 32 Мб пам’яті, 100 Мбайт на вінчестері, монітор SVGA, миша
ОС Windows 98 –Pentium, 32 Мб пам’яті, 200 Мбайт на вінчестері, монітор SVGA, миша
ОС Windows NT –Pentium, 32 Мб пам’яті, 200 Мбайт на вінчестері, монітор SVGA, миша
OC Windows XP – Intel Pentium, 128 МБ пам’яті, 1,5 ГБ на вінчестері, монітор SVGA(800x600), миша
ОС Windows Vista –процесорчастотою 3 ГГц (бажано багатоядерний), 1 ГБ пам’яті, 15 ГБ на вінчестері, відеоадаптер DirectX 8 та вище DirectX 9 сумісний з підтримкою технологій Hardware Pixel Shader v2.0 та WDDM (128 МБ відеопам’яті), монітор SVGA, миша.
ОС Windows 7 –процесор, побудований на архітектуріx86 чи x86-64 з тактовою частотою 1 ГГц, 1 Гб ОЗП, Відеоадаптер З підтримкою DirectX 9 та драйвера WDDM версii 1.0 та вище, 16 Гб на вінчестері, оптичний накопичувач DVD-RW.
Інші програми слід орієнтувати на ту конфігурацію, на якій працює ОС, для якої вона призначена.
Контрольні запитання:
1. Яку роботу виконує центральний процесор?
2. Які перспективи застосування багатоядерних процесорів?
3. Що таке відеоадаптер? Види відеоадаптерів.
4. Навіщо потрібен дисковод?
5. Чи є вінчестер пристроєм виведення?
6. Що таке модем?
7. Хто такий Джон фон Нейман?
8. Що представляє собою комп’ютерна програма?
9. Чи продовжує зберігати дані вінчестер після вимикання струму комп’ютера?
10. Який пристрій називають оперативною пам’яттю комп’ютера?
Завдання:
1. Назвіть основні блоки ЕОМ.
2. Де розташовано ЦП. Перелічіть функції центрального процесора.
3. Які типи ЦП ви знаєте?
4. Перелічіть види пам’яті і їх функції.
5. Види ОЗП.
6. Перелічіть види принтерів та їх особливості.
7. Швидкодія якого з пристроїв більша дисководу чи вінчестера?
8. Назвіть пристрої вводу інформації до комп’ютера.
9. Чи можна працювати з Windows 95 на машині з 640 Кб пам'яті?
10. Чи можна модем назвати пристроєм введення? Чому?
11. З яких пристроїв складається аудіосистема?
12. Назвіть пристрої виведення інформації.
13. Назвіть основні характеристики моніторів.
Дата добавления: 2018-04-15; просмотров: 418; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!