1 of 33

ПРИНЦИП УСТРОЙСТВА КОМПЬЮТЕРОВ

2 of 33

М А Г И С Т Р А Л Ь

Центральный процессор

Оперативная память

Долговременная память

Устройства ввода информации

Устройства вывода информации

Функциональная схема компьютера

системный блок

Архитектура фон Неймана

Джон фон Нейман

(1903-1957)

3 of 33

Магистраль (шина FSB)

Шина данных

Шина адреса

Шина управления

Передача данных между устройствами компьютера

​

Выбор устройства или ячейки памяти

​

Передача управляющих сигналов

​

Разрядность равна разрядности процессора – количеству двоичных разрядов (бит), обрабатываемых процессором за один такт

У

У

П

У

Разрядность определяет объём адресуемой памяти; N=2I, где I – разрядность, а N – объём адресуемой памяти

64 бит

64 бит

N=264=18446744073709551616 ячеек; Iоп=Iяч*N ≈ 17 млрд. Гбайт

У

У

4 of 33

Цель урока:

Изучить материнскую плату

5 of 33

Системная (материнская) плата

Разъём для установки процессора

Слоты для установки оперативной памяти

Слоты для установки контроллеров внешних устройств

Слот для установки видеокарты

«Северный мост» – контроллер оперативной памяти и видеопамяти

«Южный мост» – контроллер внешних устройств

CPU

RAM

Северный мост

Южный мост

PCI-Express

PCI

SATA

Системная шина

Шина памяти

Видеоплата

Монитор, проектор

PCI-Express

Сетевая карта

Звуковая плата

Контроллер IEEE 1394

Модем

Колонки и наушники

Цифровая видеокамера

Жёсткий магнитный диск, DVD-дисковод

IDE

Жёсткий магнитный диск, DVD-дисковод

Audio

LAN

USB

COM, LPT

PS/2

Клавиатура, мышь

Принтер (LPT), мышь, модем, клавиатура (COM)

Принтер, мышь, модем, сканер, клавиатура, WEB-камера и др.

Модем

Колонки, наушники, микрофон

USB

Передняя панель корпуса

TV-тюнер

TV-кабель

AGP

Чипсет

PCI

PCI

PCI-Express x16

PCI

PCI

PCI-Express x1

AGP

19

6 of 33

Системная (материнская) плата

CPU

CPU

RAM

RAM

С. мост

Ю. мост

Ю. мост

PCI-Express

AGP

PCI

PCI

IDE

IDE

SATA

SATA

7 of 33

Задание № 1

1

2

4

6

3

5

8

9

7

CPU

RAM

Северный мост

Южный мост

PCI-Express

PCI-Express

PCI-Express

PCI

SATA

6

4

3

1

7

2

9

8

5

8 of 33

Задание № 2

1

2

4

6

3

5

8

9

7

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

RAM

10

PCI-Express

PCI

CPU

Северный мост

Южный мост

PCI-Express

PCI

SATA

PCI-Express

9 of 33

Порты системной (материнской) платы

PS/2

COM

LPT

VGA

USB 2.0

RG-45 (LAN)

AUDIO

HDMI

DVI

USB 3.0

OPTICAL

IEEE 1394

e-SATA

10 of 33

Задание № 3

1

2

3

4

5

6

7

8

9

USB 2.0

10

PS/2

HDMI

OPTICAL

DVI

VGA

USB 3.0

USB 2.0

RJ-45 (LAN)

AUDIO

11 of 33

Пропускная способность

Пропускная способность

Разрядность

Частота

=

*

Бит/с

Биты

Гц (1/с)

=

*

Шина FSB (магистраль)

Частота = 400 МГц

Разрядность = 64 бит

Пропускная способность =

64 бит * 400 МГц =

= 25600 Мбит/с =

25 Гбит/с =

3,125 Гбайт/с

12 of 33

Пропускная способность

CPU

RAM

Северный мост

Южный мост

PCI-Express

PCI

SATA

Системная шина

Шина памяти

PCI-Express

IDE

Audio

LAN

USB

COM, LPT

PS/2

USB

AGP

100 Мбайт/с

380 Мбайт/с

4 Гбайт/с

16 Гбайт/с

2,1 Гбайт/с

6,4 Гбайт/с

60 Мбайт/с

32 Гбайт/с

12 Гбайт/с

13 of 33

Что такое устройство ввода?

13

Устройством ввода называется устройство, которое: позволяет человеку отдавать компьютеру команды и/или выполняет первичное преобразование данных в форму, пригодную для хранения и обработки в компьютере.

сенсорная панель

(touchpad)

микрофон

джо йстик

графический

планшет

датчики

мышь

сканер

флэш-диск

сетевая карта

жесткий диск

Что не относится к устройствам ввода?

?

Устройство компьютера, 10 класс

© К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013 http://kpolyakov.spb.ru

14 of 33

Клавиатура

14

Мембранная

Механическая

  • простая и дешёвая
  • недолговечна (1-10 млн нажатий)
  • со временем свойства ухудшаются (залипание, нужны бόльшие усилия)
  • реакция быстрее
  • 20-50 млн нажатий
  • характеристики не меняются
  • дороже
  • тяжелее

Устройство компьютера, 10 класс

© К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013 http://kpolyakov.spb.ru

15 of 33

Контроллер клавиатуры

15

  • опрашивает клавиши; фиксирует их нажатие или отпускание;
  • хранит скан-коды нескольких последних нажатых или отпущенных клавиш;
  • посылает требование прерывания центральному процессору, передаёт ему скан-коды;
  • управляет индикаторами клавиатуры;
  • диагностика неисправностей клавиатуры

центральный�процессор

контроллер клавиатуры

​

​

​

​

– 43

+43

–12

– 78

+78

+12

буфер клавиатуры

прерывание

скан-коды

Устройство компьютера, 10 класс

© К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013 http://kpolyakov.spb.ru

16 of 33

Манипуляторы

16

Мышь (оптическая)

приемное устройство�(адаптер, USB)

Лазерные мыши:

  • подсветка лазером
  • более контрастное �изображение
  • точность выше

Характеристики:

  • разрешение ≈ 1000 dpi
  • количество кадров в секунду�(до 10000)
  • размер кадра (16×16, 32×32)

Устройство компьютера, 10 класс

© К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013 http://kpolyakov.spb.ru

17 of 33

Манипуляторы

17

Трекбол

Сенсорная панель (тачпад)

Трекпоинт

Джойстик

Игровые манипуляторы

мультитач – реакция на касание в нескольких местах одновременно

Устройство компьютера, 10 класс

© К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013 http://kpolyakov.spb.ru

18 of 33

Сканеры

18

со слайд-модулем

Сканер – устройство для ввода изображений.

барабанные

планшетные

рулонные

ручные

Устройство компьютера, 10 класс

© К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013 http://kpolyakov.spb.ru

19 of 33

Сканеры

19

ppi = pixels per inch, пиксели на дюйм

150-300 ppi – низкое разрешение

300 ppi – сканирование любительских фото�до 5400 ppi – сканирование фотопленки

планшетные – до 5400 ppi рулонные – до 800 ppi

барабанные – до 14400 ppi

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

на бумаге

в компьютере

1 дюйм = 2,54 см

пиксель

Разрешающая способность — это максимальное количество точек на единицу длины, которые способен различить сканер.

Устройство компьютера, 10 класс

© К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013 http://kpolyakov.spb.ru

20 of 33

Сканеры

20

Ввод текста��

Для редактирования в текстовом редакторе, нужно распознать символы с помощью специальной программы (> 300 ppi!):

OCR = Optical Character Recognition, оптическое � распознавание символов �ABBY FIneReader, CuneiForm

Сканер вводит текст как изображение!

!

Устройство компьютера, 10 класс

© К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013 http://kpolyakov.spb.ru

21 of 33

Сканирование

21

​

Разрешение, ppi

Сканирование в отраженном свете:

иллюстрации для веб-страниц

75-150

сканирование текста без распознавания

150-200

сканирование текста для распознавания

300-400

цветное фото для печати на струйном принтере

200

цветное фото для типографской печати

не менее 300

Сканирование в проходящем свете:

35-мм пленка, для веб-страниц

200-600

35-мм пленка, для печати на струйном принтере

600-2000

Устройство компьютера, 10 класс

© К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013 http://kpolyakov.spb.ru

22 of 33

Устройства ввода

22

Микрофоны

Датчики

датчик

АЦП

компьютер

101001010101

Веб-камера

Графический планшет

Устройство компьютера, 10 класс

© К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013 http://kpolyakov.spb.ru

23 of 33

Что такое устройства вывода?

23

Устройства вывода — это устройства, которые представляют компьютерные данные в форме, доступной для восприятия человеком.

сенсорный экран

колонки

плоттер

МФУ

датчики

монитор

принтер

флэш-диск

сетевая карта

жесткий диск

Что не относится к устройствам вывода?

?

Устройство компьютера, 10 класс

© К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013 http://kpolyakov.spb.ru

24 of 33

Мониторы

24

Монитор = дисплей + электронные схемы управления

электронно-лучевые

жидкокристаллические (ЖК)

  • очень малое излучение
  • малые размеры и вес
  • потребляют мало �электроэнергии (40 Вт)
  • нет искажений изображения
  • хуже цветопередача (чёрный цвет?)
  • изображение зависит от угла зрения
  • смазывание изображения
  • «битые пиксели»
  • только одно разрешение

Устройство компьютера, 10 класс

© К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013 http://kpolyakov.spb.ru

25 of 33

Мониторы

25

R

G

B

пиксель

управляющий�транзистор

диагональ

15’’, 17’’, 19’’, …

Разрешение — это количество точек экрана по ширине и по высоте.

1280×1024, 1440×900, 1366×768, …

Соотношение сторон 4:3, 5:4, 16:9

Углы обзора 160° … 178°

Время отклика 2…8 мс

Устройство компьютера, 10 класс

© К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013 http://kpolyakov.spb.ru

26 of 33

Принтеры

26

Принтер – устройство для вывода информации на бумагу или пленку.

Разрешающая способность�dpi = dots per inch, точки на дюйм

обычно 300 – 600 dpi

1200 dpi (типографское качество)

Виды принтеров

    • матричные (красящая лента)
    • струйные (чернила)
    • лазерные (порошок)
    • сублимационные (красящая лента)

Устройство компьютера, 10 класс

© К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013 http://kpolyakov.spb.ru

27 of 33

Матричные принтеры

27

красящая лента

бумага

печатающая головка

Качество печати:�72…300 dpi

текст: до 337 символов в минуту

графика: до 5 мин на страницу!!!

  • дешевые принтеры и ленты
  • нетребовательны к бумаге
  • невысокое качество низкая скорость печати графики
  • шумят
  • черно-белые (почти все)

Устройство компьютера, 10 класс

© К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013 http://kpolyakov.spb.ru

28 of 33

Струйные принтеры

28

Качество печати:�300…4800 dpi

ч/б: до 30 стр/мин

цвет: до 30 стр/мин

фото 10×15: �от 10 сек

  • относительно дешевые
  • качественная печать
  • мало шумят
  • большинство – цветные
  • требовательны к бумаге
  • дорогие катриджи
  • чернила расплываются от воды

цвет: CMYK

Cyan

Magenta

Yellow

Key color

Устройство компьютера, 10 класс

© К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013 http://kpolyakov.spb.ru

29 of 33

Лазерные принтеры

29

Качество печати:�600…1200 dpi

ч/б: до 50 стр/мин

цвет: до 25 стр/мин

  • становятся все дешевле
  • очень качественная печать
  • мало шумят
  • есть цветные
  • требовательны к бумаге
  • дорогие катриджи
  • потребляют много электроэнергии
  • цветные дорогие

картридж

с тонером

лазер

призма

фотобарабан

нагретые �валики

чистящий �элемент

бумага

Устройство компьютера, 10 класс

© К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013 http://kpolyakov.spb.ru

30 of 33

Сублимационные принтеры

30

качество печати:�300 dpi�(= 4800 dpi)

фото 10×15: �около 1 мин

  • твердые красители:

​

​

  • 256 оттенков каждого цвета, всего 16,7 млн. цветов
  • печать при нагреве
  • верхний защитный слой

Cyan

Magenta

Yellow

Сублимация – быстрый переход вещества из твердого состояния в газообразное.

  • очень качественная печать фото
  • не выцветает 100 лет
  • печать прямо с фотоаппарата
  • специальная бумага и пленки с красками

Устройство компьютера, 10 класс

© К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013 http://kpolyakov.spb.ru

31 of 33

3D-принтеры

31

3D-принтер — устройство, которое создает физический объект по слоям на основе его цифровой трёхмерной модели.

3D = 3-dimensions, трёхмерный

Устройство компьютера, 10 класс

© К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013 http://kpolyakov.spb.ru

32 of 33

Устройства ввода и вывода

32

Сенсорный экран

мультитач – реакция на касание экрана в нескольких местах одновременно

Устройство компьютера, 10 класс

© К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013 http://kpolyakov.spb.ru

33 of 33

Домашнее задание

П. 11 повторить

Выполнить работу

2.3.(1) на стр. 222-223

согласно своего варианта

Устройство компьютера, 10 класс

© К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013 http://kpolyakov.spb.ru