Основные блоки персонального компьютера

Микропроцессор

АЛУ

Память

УУ

интерфейс

ГТИ

ИК

Клавиатура

Системная шина

ОП

ПЗУ

ОЗУ

Видео А

Монитор

А Принтера

Принтер

ИП

Сетевой А

Таймер

ОП

НЖМД

НТМД

МС

АНИТМД

АНГМД

канал связи

ИП – источник питания

МС – математический сопроцессор

Микропроцессор – центральное устройство персонального компьютера, предназначенный для управления всеми блоками ВМ, а так же выполнения арифметических и логических операций над информацией.

В состав МП входят:

· устройство управления – формирует и подает во все блоки ВМ в нужные моменты времени определенные сигналы управления, называемые управляющими импульсами, обусловленные спецификой выполняемой операцией и результатами предыдущих операций, формирует адреса ячеек памяти используемых выполняемой операцией и передает эти адреса в соответствующие блоки ВМ. Опорную последовательность импульсов УУ получает от генератора тактовых импульсов.

· АЛУ предназначено для выполнения всех арифметических и логических операций над числовой и символьной информацией. В некоторых моделях ПК, для ускорений выполнения операций к АЛУ подключается дополнительный математический сопроцессор.

· Микропроцессорная память. Предназначена, для коротко временного хранения записи и выдачи информации, непосредственно используемой в ближайшие такты работы ВМ. Микропроцессорная память строится на регистрах, для обеспечения высокого быстродействия ВМ. Т.к. основная память не всегда обеспечивает скорость записи, поиска и считывания информации, необходимую для эффективной работы быстродействующего микропроцессора. Регистры – это быстродействующие ячейки памяти различной длинны, в отличие от ячеек основной памяти имеющих стандартную длину (1 байт) и более низкое быстродействие.

· Интерфейсная система микропроцессора предназначена, для сопряжения и связи с другими устройствами ПК. Включает в себя внутренний интерфейс микропроцессора, буферные запоминающие регистры и схемы управления портами ввода вывода и системной шины.

· Генератор тактовых импульсов. Генерирует последовательность электрических импульсов, частота которых определяет тактовую частоту работы микропроцессора. Промежуток времени между соседними импульсами определяет время одного такта, который так же называют такт работы ВМ. Частота генератора тактовых импульсов, является одной из основных характеристик ПК и во многом определяет скорость его работы, поскольку каждая операция в ВМ выполняется за определенное количество тактов.

Интерфейс – это совокупность средств сопряжения и связи устройств компьютера, обеспечивающее их эффективное взаимодействие (interface).

Порт ввода – вывода, это элемент системного интерфейса компьютера, через который микропроцессор обменивается информацией с другими устройствами.

Системная шина

Это основная интерфейсная система компьютера, обеспечивающая сопряжение и связь всех его устройств между собой.

Системная шина включает в себя:

· кодовую шину данных, содержащую провода и схемы сопряжения для параллельной передачи всех разрядов числового кода операнда. Кодовую шину адреса содержащую провода и схемы сопряжения для параллельной передачи всех разрядов кода адреса, ячейки основной памяти или порта ввода – вывода внешнего устройства. Кодовую шину инструкций содержащую провода и схемы сопряжения, для передачи инструкций (управляющих сигналов, импульсов) во все блоки ВМ.

· Шина питания, содержит провода и схемы сопряжения для подключения блоков компьютера к системе электропитания.

Системная шина обеспечивает три направления передачи информации:

1. Между микропроцессором и основной памятью

2. Между микропроцессором и портами ввода – вывода внешних устройств

3. Между основной памятью и портами ввода – вывода внешних устройств

Все блоки ВМ, а точнее их порты ввода – вывода, через соответствующие унифицированные разъемы (стык), подключаются к шине единообразно, непосредственно или через контроллеры (адаптеры).

Управление системной шиной осуществляется микропроцессором, либо непосредственно, либо через дополнительную микросхему контроллера шин, формирующую основные сигналы управления.

Обмен информацией между внешними устройствами и системной шиной выполняется как правило с использование ASCI кодов.

Основная память

Предназначена для хранения и оперативного обмена информацией со всеми заинтересованными блоками ВМ.

К основной памяти как правило относят два вида запоминающих устройств ROM (постоянное запоминающее устройство) и RAM (оперативное запоминающее устройство).

ПЗУ предназначено для хранения неизменяемой программы и справочной информации, позволяет оперативно лишь, считывать информацию хранящуюся в нем.

ОЗУ предназначена, для оперативной записи, хранения и считывания информации, программ и данных, непосредственно участвующей в информационно вычислительном процессе выполняемым компьютером в текущий момент времени.

Достоинством оперативной памяти является высокое быстродействие и возможность обращения к каждой ячейки памяти отдельно, т.е. гарантировано осуществляется прямой адресный доступ к ячейки памяти по её номеру.

Недостатком оперативной памяти является невозможность сохранения информации в ней после выключения питания ВМ, т.е. её энергозависимость.

Кроме основной памяти на системной плате имеется и энергонезависимая память CMOS RAM. Постоянно питающаяся от своего аккумулятора.

В ней хранится информация об аппаратной конфигурации компьютера, которая проверяется при каждом включении системы.

Внешняя память

Внешняя память относится к внешним устройствам компьютера и используется для долговременного хранения любой информации, которая может когда либо потребоваться для решения текущей задачи.

В частности и во внешней памяти хранится все программное обеспечение компьютера.

В настоящее время внешняя память представлена разнообразными видами запоминающих устройств, но наибольшее распространение встречающееся практически в любой ВМ получили накопители на гибких магнитных дисках (FDD) и жестких магнитных дисках (ЖМД HDD).

Их назначение, хранение больших объемов информации, запись и выдача информации по запросу в ОЗУ.

Все внешние запоминающие устройства различаются конструктивно, предельными объемами хранимой информации, временем её поиска, записи и считывания.

Источник питания

Это блок содержащий системы автономного и сетевого энергопитания компьютера.

Таймер

Это внутри машинные электронные часы реального времени, обеспечивающие при необходимости автоматический съем текущего момента времени.

Таймер подключается к автономному источнику питания, аккумулятору, и продолжает свою работу при отключении компьютера от электросети.

Внешние устройства

Это важнейшие элементы компьютера по статистике составляющие 80-85% стоимости всего компьютера.

Внешние устройства обеспечивают взаимодействии ВМ с внешней средой, пользователями, объектами управления, другими компьютерами.

К внешним устройствам относят:

· внешние запоминающие устройства или внешнюю память ВМ

· пользовательские диалоговые средства

· устройства ввода информации

· устройства вывода информации

· устройства связи и телекоммуникации

Основными диалоговыми средствами пользователя являются:

· дисплей (устройства отображения данных имеющихся в ВМ)

· устройство речевого ввода и вывода

К устройствам ввода информации относят:

· клавиатура – устройство ввода, числовой, текстовой и управляющей информации в ВМ

· графический планшет (дигитайзеры) – устройство ручного ввода графической информации

· сканеры – оборудование для автоматического считывания с бумажных или пленочных носителей и ввода в ЭВМ машинописных текстов, графиков, рисунков и чертежей, в целом любых изображений

· устройство целее указания или графические манипуляторы – предназначены для ввода графической информации путем указания координат, средством движения курсором по экрану (джойстик, мышь, трекбол, тачпад, световое перо и тому подобное).

· сенсорный экран – это устройство ввода отдельных команд прямо с экрана ВМ

Устройства вывода информации:

· принтер – это печатающие устройство для регистрации информации для регистрации информации на бумажном или пленочном носителе.

· плоттер (графо построитель) – устройство для вывода графической информации на бумажный носитель

Устройства связи и телекоммуникации используются, для связи с приборами и другими средствами автоматизации (согласователи интерфейсов, адаптеры, ЦАПЫ, АЦП, …) и для подключения ВМ к каналам связи к другим ВМ и вычислительным сетям (сетевые платы, стыки, мультиплексоры передачи данных, модемы).

В настоящее время очень многие из перечисленных устройств, относят к новой условно выделенной группе, средства мультимедиа.

Мультимедиа – это комплекс аппаратных и программных средств, позволяющих человеку общаться с компьютером, использую различные, естественные для себя среды: звук, видео, графику, тексты, анимацию и тому подобное.

К средствам мультимедиа относят: устройства речевого ввода и вывода информации, микрофоны, видеокамеры, акустические системы с усилителями, видеовоспроизводящие системы с усилителями, звуковые колонки, большие видео экраны, звуковые и видео адаптеры, платы видео захвата, снимающие видеоизображения с какого либо источника (видеосигнала), сканеры, внешние запоминающие устройства на оптических дисках и многое другое.