Федеральное агентство по образованию

Государственное Образовательное Учреждение

Высшего Профессионального Образования

«Тверской государственный технический университет»

(ГОУПВО «ТГТУ»)

Методические указания по лабораторным работам

По дисциплине «Аппаратные средства вычислительных комплексов»

Тверь 2011г.

Содержание

Лабораторная работа № 1. «Состав и структура типовой ПЭВМ».……………...3

Лабораторная работа № 2. «Электротехника цепей постоянного и переменного тока, физические основы полупроводниковых материалов»........................................................................................................33

Лабораторная работа № 3. «Элементы ЭВМ»…………..…………………….51

Лабораторная работа № 4. «Узлы ЭВМ» ………………………………….......82

Лабораторная работа № 5. «Счетчики и сумматоры»……….....…………...108

Лабораторная работа № 6. «Принципы построения и функционирования центральных устройств ЭВМ»……………………………………………………………………….136

Лабораторная работа № 7. «Основные понятия теории вычислительных сетей»………………………………………………………………………………………………………………181

Лабораторная работа № 8. «Аппаратные средства вычислительных сетей»

……………………………………………………………………………………………….....217

Лабораторная работа № 9. «Сетевое передающее оборудование»……….… 263

Лабораторная работа № 10. «Сетевая модель OSI»…………………………………… 294

Лабораторная работа №1 «Состав и структура типовой пэвм».

Содержание:

1 Упрощенная структурная схема. …………………………………………. 3

2 Характеристики и принцип действия. …………………………6

2.1 Материнская плата. …………………………………………………. 6

2.2 Центральный процессор. …………………………………………………… .. 8

2.3 Основная память. ……………………………………………………. 9

2.4 Накопители на жестких магнитных дисках. ………………………...10

2.5 Накопители на сменных магнитных дисках. ………………………. 14

2.6 Носители на лазерных дисках. …………………………………….. 15

2.7 Твердотельные накопители. ………………………………………….16

2.8 Видеокарта. …………………………………………………………....21

3 Внешние устройства. ……………………………………………...22

3.1 Клавиатура. ………………………………………………………….…23

3.2 Монитор. ……………………………………………………………….23

3.3 Принтер. ……………………………………………………………….26

3.4 Сканер. ………………………………………………………………..27

4 Характеристики внутренних и внешних линий связи. ……….. 29

1 Упрощенная структурная схема.

В основу построения большинства ЭВМ положены принципы, сформулированные в 1945 г. Джоном фон Нейманом:

1. Принцип программного управления (программа состоит из набора команд, которые выполняются процессором автоматически друг за другом в заданной последовательности).

2. Принцип однородности памяти (программы и данные хранятся в одной и той же памяти; над командами можно выполнять такие же действия, как и над данными).

3. Принцип адресности (основная память структурно состоит из пронумерованных ячеек).

ЭВМ, построенные на этих принципах, имеют классическую архитектуру (архитектуру фон Неймана). Архитектура ЭВМ – это её логическая организация, структура и ресурсы. Архитектура определяет принцип действия, информационные связи и взаимное соединение основных логических узлов ЭВМ:

• процессора;

• оперативного ЗУ (запоминающего устройства);

• внешних ЗУ;

• периферийных устройств.

Функции памяти:

• приём информации от других устройств;

• запоминание информации;

• передача информации по запросу в другие устройства машины.

Память делят на :

1. основную:

0. ОЗУ (оперативно запоминающее устройство);

1. ПЗУ (постоянное запоминающее устройство);

1. внешнюю (устройства внешней памяти позволяют длительно хранить информацию).

Носители внешней памяти: жесткие и гибкие магнитные диски, а также лазерные диски (CD). Прежде, чем использовать, диски форматируют на дорожки и секторы.

К функциям периферийных устройств относятся ввод и вывод информации.

Каждое устройство имеет набор характеристик, которые позволяют подобрать такую конфигурацию устройств, которая наилучшим образом подходит для решения определенного круга задач с помощью компьютера.

Функции процессора:

1.обработка данных по заданной программе (выполнение над ними арифметических и логических операций)– функция АЛУ (арифметико-логического устройства);

2.программное управление работой устройств ЭВМ – функция УУ (устройства управления).

В состав процессора входят также регистры (процессорная память) – ряд специальных запоминающих ячеек.

Регистры выполняют две функции:

• кратковременное хранение числа или команды;

• выполнение над ними некоторых операций.

Важнейшие регистры:

• счетчик команд (служит для автоматической выборки команд программы из последовательных ячеек памяти, в нем хранится адрес выполняемой команды);

• регистр команд и состояний (служит для хранения кода команды).

Команда – это элементарная операция, которую должна выполнить ЭВМ. Команда содержит:

• код выполняемой операции;

• адреса операндов;

• адрес размещения результата.

Выполнение команды разбивается на следующие этапы:

1. из ячейки памяти, адрес которой хранится в счетчике команд, выбирается команда (при этом содержимое счётчика команд увеличивается);

1. команда передаётся в устройство управления (в регистр команд);

2. устройство управления расшифровывает адресное поле команды;

3. по сигналам устройства управления операнды выбираются из памяти в АЛУ (в регистры операндов);

4. УУ расшифровывает код операции и выдаёт сигнал АЛУ выполнить операцию;

5. результат операции остаётся в процессоре, либо возвращается в ОЗУ

Рис. 1. Взаимодействие процессора и ОЗУ

Рассмотрим классическую архитектуру персонального компьютера:

Структура ПК

Рис. 2. Общая структура ПК

Персональные компьютеры обычно состоят из следующих основных модулей, представленных на рисунке 3.

Системный блок

Монитор

Клавиатура

мышь

Рис. 3. Основные модули ПК