Transcript Цель: познакомить учащихся с принципами работы

Цель: познакомить
учащихся с принципами
работы персонального
компьютера
1. Принципы работы персонального
компьютера.
Все блоки компьютера связаны между
собой при помощи системной шины
(системная магистраль) – основная
задача которой, передача информации
между процессором и остальными
компонентами компьютера.
Для того чтобы, ускорить работу
компьютера, системная шина была
разделена на “шину адреса” и “шину
данных”.
По шине адреса передаются данные о
логическом адресе размещаемых данных, а по
шине данных – сами данные.
Основные характеристики любой шины:
 пропускная способность;
 частота шины;
 разрядность шины адреса;
 разрядность шины данных.
Открытая архитектура – это архитектура, основу
которой составляет ряд решений интерфейсов
и шин, предназначенных для объединения
самых различных устройств в единую систему.
Любой персональный компьютер состоит из
следующих персональных блоков:
 материнская плата;
 центральный процессор;
 основная память;
 периферийные устройства.
Материнская плата (системная плата) –
получила свое название от английских слов
“motherboard” и “system board”/ На ней
устанавливаются все необходимые для
работы компьютера устройства.
Применительно к материнским платам
встречаются такие понятия, как форм –
фактор и чипсет. Форм – фактор
характеризует физическую конструкцию
материнской платы: габариты,
расположение соединительных разъемов,
способы питания. Наиболее
распространены форм-факторы AT, ATX,
BTX.
Чипсет – это набор микросхем, составляющих
“скелет” материнской платы. Служит для
обеспечения обмена данными между ЦП и
периферийными устройствами
Для подключения к материнской плате
периферийных устройств (клавиатуры,
мыши, жестких дисков) служат
специальные схемы которые называются
контроллерами. Отдельные платы (платы
расширения) подключаются к общей
системе при помощи специальных
разъемов на материнской плате, которые
называются слотами, а к внешним
разъемам подключают внешние
устройства.
Наглядное сопоставление некоторых наиболее часто
встречающиеся форм-факторов материнских плат
компьютера.
Шины расширения ПК.
1. Шина ISA. Впервые появилась на
компьютерах IBM PC в 1981 году. Это 8 –
битная шина с тактовой частотой 4,77 МГц и
скорость передачи данных 4,77МБ/с.
Разъем состоит из 62 контактов. В 1984
шина была усовершенствована и стала
передавать 16 бит данных за один такт.
Разъем был увеличен на 36 контактов.
Шина снята с производства в 1999 г. Для
изготовления этой шины применялся
черный пластик.
5 разъёмов 16-битной и 1 разъём 8-битной шины ISA
2. Шина PCI (Peripheral Component
Interconnect). Шина ввода/вывода для
подключения периферийных устройств к
материнской плате компьютера. PCIустройства с точки зрения пользователя
самонастраиваемы (Plug and Play). После
старта компьютера системное программное
обеспечение обследует конфигурационное
пространство PCI каждого устройства,
подключённого к шине, и распределяет
ресурсы. Шина выполнена из белого
пластика.
Белые разъёмы на материнской
плате — 32-разрядные PCI
Разъём 64-разрядной PCI
3. Шина AGP. В 1997 году компанией Intel
была разработана 32 – битная системная
шина для видеокарты. Она появилась
одновременно с чипсетами для процессора
Intel Pentium II. Шины AGP напрямую
подключены к блоку управления основной
памятью. Такой подход позволил
организрвать быстрое переключение
доступа к памяти между ЦП и
видеосистемой. Для изготовления шины
используется пластик коричневого цвета.
Эта шина заменила шину PCI.
слот AGP (фиолетовый) и два слота PCI (белые)
4. Шина PC – E (PCI Express).
Разработана компанией PCI – SIG в 2002 году.
Пришла на смену шине AGP.
Технические характеристики:
 рабочая частота – 2500 МГц;
 разрядность шины – 64 бит;
 пропускная способность – до 16 Гбайт/с
(PCI-E x16) и до 32 Гбайт/с (PCI – E x32).
Для изготовления этой шины используется
пластик коричневого или желтого цвета.
На фотографии слоты материнской
платы DFI LanParty nForce4 SLI-DR
(сверху вниз): x4 PCI Express,
x16 PCI Express,
x1 PCI Express,
x16 PCI Express,
стандартный 32-разрядный слот PCI
1. Разъемы для подключения внешних
устройств. Разъемы для подключения
клавиатуры и мыши.
Для подключения клавиатуры используется
три типа разъемов – AT, PS/2, и USB. AT –
представляет собой толстый круглый 5 –
контактный разъем. Применяется в
компьютерах форм – фактора AT. Разъем
PS/2 представляет собой круглый 6 –
контактный разъем.
2. Разъемы последовательных портов COM.
Communication Port (порт связи)
представляет собой последовательный
порт для подключения мыши, внешнего
модема и т. п. Очень часто обозначаются
как RS – 232C. Разъемы COM – порта
представляют собой 9 – контактные
разъемы DB – 9P. Обычно на материнской
плате выведено два разъема COM1 и COM2
При этом к каждому порту может быть
подключено одно устройство.
3. Разъем параллельного порта LPT.
Порт LPT (Line Printer) предназначен для
подключения принтеров, сканеров и других
устройств совместимых с интерфейсом
Centronics, который используется для
организации работы параллельного порта.
Интерфейс Centronics использует
стандартный 36 – контактный разъем с
двухрядным расположением выводов.
Интерфейс обеспечивает скорость
передачи данных до 2 Мбит/с.
4. Разъем последовательной шины USB.
Порт USB (Universal Serial Bus) предназначен для
подключения практически любых
периферийных устройств. Версия первого
утвержденного варианта появилась 15 января
1996 г и предназначалась для организации
соединения многочисленных и разнотипных
внешних устройств с помощью единого
интерфейса. Стандарт USB предполагает
взаимодействие по архитектуре “клиент сервер” (используется терминология “Master slave”) и позволяет подключать до 127
устройств последовательно или используя
концентратор USB (hub) к которому
присоединяется до 7 устройств.
• Спецификация USB 3.0
• В спецификации USB 3.0 разъёмы и кабели обновлённого
стандарта физически и функционально совместимы с USB 2.0,
причём для однозначной идентификации разъёмы USB 3.0
принято изготавливать из пластика синего цвета. Кабель USB 2.0
содержит в себе четыре линии — пару для приёма/передачи
данных, плюс и ноль питания. В дополнение к ним USB 3.0
добавляет ещё четыре линии связи (две витые пары), в
результате чего кабель стал гораздо толще. Hовые контакты в
разъёмах USB 3.0 расположены отдельно от старых в другом
контактном ряду. Спецификация USB 3.0 повышает
максимальную скорость передачи информации до 5 Гбит/с —
что на порядок больше 480 Мбит/с, которые может обеспечить
USB 2.0. Таким образом, скорость передачи возрастает с 60
Мбайт/с до 600 Мбайт/с и позволяет передать 1 Тб не за 8-10
часов, а за 40-60 минут.
•
• Версия 3.0 отличается не только более высокой скоростью
передачи информации, но и увеличенной силой тока с 500 мА
до 900 мА. Таким образом, от одного хаба можно подпитывать
большее количество устройств либо избавить сами устройства
от отдельных блоков питания.
Наружные разъёмы материнской платы: PS/2 (1 — мышь, 2 — клавиатура),
100BASE-T 8P8C (3), USB (4), RS-232 DE-9 (5), IEEE 1284 (LPT) DB-25 (6), видеопорт
VGA (7), игровой порт (8)) и аудиоразъемы мини-TRS (9)
Параллельный порт.
Разъём DE-9, часто используемый для передачи по протоколу RS-232.
5. Разъем последовательной шины FireWire.
Этот интерфейс известен также под именем IEEE 1394 и как
i-Link. Это последовательная высокоскоростная шина,
предназначенная для обмена информацией между
компьютером и другими устройствами.
Интерфейс FireWare
• 6. . Интерфейсы беспроводной связи.
IrDA. Ассоциация инфракрасной передачи
данных, начиная с 1993 г., работала над
открытым стандартом инфракрасной передачи
данных на короткие расстояния.
Спецификация IrDA базируется на двух
стандартах – протоколе физического уровня
115 Кбит/с, который был развит Hewlett
Packard. Это протокол передачи данных связи
“точка-точка”, предназначенный для работы
на расстоянии до 1 м со скоростями между 9,6
Кбит/с и 16 Мбит/с. В настоящее время
практически вытеснен современными
способами связи такими как WI-Fi и Bluetooth.
• 6. Интерфейс беспроводной связи Bluetooth.
Названная по имени датского короля Х
столетия это спецификация для портативных
устройств, обеспечивающая дешевую
радиосвязь между мобильными
компьютерами, мобильными телефонами,
цифровыми камерами и т.д. Устройство,
связывающее по протоколу Bluetooth
работают в режиме “клиент-сервер”.
Устройство клиент может вызывать до 7
устройств серверов. Клиент и сервер могут в
любой момент поменяться местами.
Модули Bluetooth имеют приемопередатчики,
которые сканируют пространство и
обнаруживают другие устройства Bluetooth,
что установить связь.
7. Другие внешние интерфейсы.
ACR – Advanced Communications Riser –
специальный разъем для подключения
сетевых, аудио-, и модемных плат, а также USB
– контроллеров.
AMR – Audio Modem Riser, предназначен для
установки голосового программного модема.
CNR – Communication and Network Riser,
предполагает установку программной сетевой
платы.
SCR – Smart Card Reader, предназначен для
устройства считывания так называемых Smart
– карт, применяемых в качестве накопителя
информации в цифровых камерах.
8. Классификация периферийных устройств.
Периферийное устройство – это устройство,
входящее в состав внешнего оборудования
микроЭВМ, служащее для расширения ее
стандартных возможностей. В настоящее
время распространено множество
разнообразных периферийных устройств,
поэтому можно считать, что периферия –
это все то, что подключается к материнской
плате через шину расширения, внешний
интерфейс или контроллер ввода – вывода.
Основные функциональные классы периферийных
устройств:
 внешние запоминающие устройства (дисководы,
винчестеры, оптические приводы, и т.д. );
 устройства ввода информации (клавиатуры, мыши,
джойстики, трекболы, сканеры, цифровые
фотоаппараты и д.р.);
 устройства вывода информации (принтеры и д.р.);
 звуковая система (аудиоплаты, акустические
системы, микрофоны, наушники и т.д.);
 видеосистема (видеоплаты, мониторы, ТВ – тюнеры
и т.д.);
 сетевые устройства (модемы, сетевые платы и д.р.);
 остальные устройства (USB – игрушки, лампы,
ионизаторы воздуха и т.д.).