2. Функціональна блок-схема пк.

Розглянемо склад і призначення основних блоків ПК.

Примітка. Організація ПК розглядається стосовно до найпоширеніших у цей час IBM PC-подібним комп'ютерам.

Структурна схема ПК на мал.

С труктурна схема ПК

Мікропроцесор (МП). Це центральний блок ПК, призначений для керування роботою всіх блоків машини й для виконання арифметичних і логічних операцій над інформацією.

До складу мікропроцесора входять:

пристрій керування (ПК) – формує й подає в усі блоки машини в потрібні моменти часу певні сигнали керування (керуючі імпульси), обумовлені специфікою виконуваної операції й результатами попередніх операцій; формує адреси комірок пам'яті, використаних виконуваною операцією, і передає ці адреси у відповідні блоки ЕОМ; опорну послідовність імпульсів пристрій керування одержує від генератора тактових імпульсів;

арифметико-логічний пристрій (АЛП) – призначений для виконання всіх арифметичних і логічних операцій над числовою й символьною інформацією (у деяких моделях ПК для прискорення виконання операцій до АЛП підключається додатковий математичний співпроцесор);

мікропроцесорна пам'ять (МПП) – служить для короткочасного характеру, запису й видачі інформації, безпосередньо використаної в обчисленнях у найближчі такти роботи машини, тому що основна пам'ять (ОП) не завжди забезпечує швидкість запису, пошуку й зчитування інформації, необхідної для ефективної роботи швидкодіючого мікропроцесора. Регістри – це швидкодіючі комірки пам'яті різної довжини (на відміну від осередків ОП, що мають стандартну довжину 1 байт і більш низьку швидкодію);

інтерфейсна система мікропроцесора – реалізує сполучення й зв'язок з іншими пристроями ПК; містить у собі внутрішній інтерфейс МП, буферні запам'ятовувальні регістри й схеми керування портами вводу-виводу (ПВВ) і системною шиною. Інтерфейс (interface) – сукупність засобів сполучення й зв'язки пристроїв комп'ютера, що забезпечує їхню ефективну взаємодію. Порт вводу-виводу (I/O – Input/Output port) – це апаратура сполучення, що дозволяє підключити до мікропроцесора інший пристрій ПК.

Генератор тактових імпульсів, генерує послідовність електричних імпульсів. Частота генератора тактових імпульсів є однієї з основних характеристик персонального комп'ютера й визначає його швидкість роботи, тому що кожна операція в машині виконується за певну кількість тактів.

Системна шина – це основна інтерфейсна система комп'ютера, що забезпечує сполучення й зв'язок всіх його пристроїв між собою.

Системна шина містить у собі:

кодову шину даних (КШД), що містить проведення й схеми сполучення для паралельної передачі всіх розрядів числового коду (машинного слова) операнда;

кодову шину адреси (КША), що включає проведення й схеми сполучення для паралельної передачі всіх розрядів коду адресу осередку основної пам'яті або порту вводу-виводу зовнішнього пристрою;

кодову шину інструкцій (КШІ), що містить проведення й схеми сполучення для передачі інструкцій (керуючих сигналів, імпульсів) в усі блоки машини;

шину живлення, що має проведення й схеми сполучення для підключення блоків ПК до системи енергоживлення.

Системна шина забезпечує три напрямки передачі інформації:

- між мікропроцесором і основною пам’яттю;

- між мікропроцесором і портами вводу-виводу зовнішніх пристроїв;

- між основною пам'яттю й портами вводу-виводу зовнішніх пристроїв (у режимі прямого доступу до пам'яті).

Основна пам'ять (ОП). Вона призначена для зберігання й оперативного обміну інформацією з іншими блоками машини. ОП містить два види запам'ятовувальних пристроїв: постійний запам'ятовувальний пристрій (ПЗП) і оперативний запам'ятовувальний пристрій (ОЗП).

ПЗП служить для зберігання незмінної (постійної) програмної й довідкової інформації, дозволяє оперативно зчитувати інформацію, що зберігається в ньому (змінити інформацію в ПЗП не можна).

ОЗП призначений для оперативного запису, зберігання й зчитування інформації (програм і даних) , що безпосередньо приймає участь в інформаційно-обчислювальному процесі, виконуваному ПК у поточний період часу. Головними перевагами оперативної пам'яті є її висока швидкодія й можливість звертання до кожної комірки пам'яті окремо (прямий адресний доступ до осередку). Недоліком ОЗП є неможливість збереження інформації в ній після вимикання живлення машини.

Зовнішня пам'ять. Використовується для довгострокового зберігання будь-якої інформації, що може коли-небудь, знадобитися для рішення завдань. У зовнішній пам'яті зберігається все програмне забезпечення комп'ютера. Зовнішня пам'ять містить різноманітні види запам'ятовувальних пристроїв, але найпоширенішими на будь-якому комп'ютері, є накопичувачі на тверді (HDD) і гнучких (HD) магнітних дисках. Призначення цих накопичувачів – це зберігання більших обсягів інформації, запису і видачі збереженої інформації із запиту в оперативний запам'ятовувальний пристрій. Як пристрої зовнішньої пам'яті використовуються також запам'ятовувальні пристрої на магнітній дискеті, накопичувачі на оптичних дисках (CD-ROM-Compact Disk Read Only, DVD, Memory-компакт-диск із пам'яттю) і ін.

Зовнішні пристрої (ЗП) – це найважливіша складова частина будь-якого обчислювального комплексу. Досить сказати, що за вартістю ЗП іноді становлять 50-80% усього ПК. Від складу й характеристик ЗП багато в чому залежать можливість і ефективність застосування ПК у системах керування й у народному господарстві в цілому. ЗП ПК забезпечують взаємодію машини з навколишнім середовищем користувача, об'єктами керування й іншими ЕОМ. ЗП досить різноманітні й можуть бути класифіковані по ряду ознак. Так, по призначенню можна виділити наступні види ЗП:

• зовнішні запам'ятовувальні пристрої (ЗЗП) або зовнішня пам'ять ПК;

• діалогові засоби користувача;

• пристрої введення інформації;

• пристрої виводу інформації;

• засоби зв'язку й телекомунікації.

Діалогові засоби користувача включають у свій склад відеомонітори (дисплеї), рідше пультові друкарські машинки (принтери із клавіатурою) і пристрої мовного вводу-виводу інформації.

Відеомонітор (дисплей) – це пристрій для відображення що вводить і виводить із ПК інформацію.

Пристрої мовного вводу-виводу відносяться до засобів мультимедіа. Пристрої мовного введення – це різні мікрофонні акустичні системи, "звукові миші", наприклад, зі складним програмним забезпеченням, що дозволяють розпізнавати вимовні людиною букви й слова, ідентифікувати їх і закодовувати. Пристрої мовного виводу - це різні синтезатори звуку, що виконують перетворення цифрових кодів у букви й слова, відтворені через динаміки або звукові колонки, приєднані до комп'ютера.

До пристроїв введення інформації відноситься:

клавіатура – пристрій для ручного введення числової, текстової й керуючої інформації в ПК;

графічні планшети використовуються для ручного введення графічної інформації, зображень шляхом переміщення по планшеті спеціального покажчика (пера);

сканери використовуються для автоматичного зчитування з паперових носіїв і введення в ПК машинописних текстів, графіків, малюнків, креслень;

маніпулятори (пристрої вказівки): джойстик – важіль, миша, світлове перо й ін. – для введення графічної інформації на екран дисплея шляхом керування рухом курсору по екрані з наступним кодуванням координат курсору й введенням їх у ПК;

сенсорні екрани використовуються для введення окремих елементів зображення, програм або команд із поля екрана дисплея в ПК.

До пристроїв виводу інформації відноситься:

Принтери – це друкувальні пристрої для реєстрації інформації на паперовий носій;

графобудівники (плоттери) – для виводу графічної інформації (графіків, креслень, малюнків) із ПК на паперовий носій; плоттери бувають векторні із кресленням зображення за допомогою пера й растрові: термографічні, електростатичні, струминні й лазерні. Найбільша розв'язна здатність і чіткість зображення в лазерних плоттерів, але вони найдорожчі.

Засоби мультимедіа – це комплекс апаратних і програмних засобів, що дозволяють людині спілкуватися з комп'ютером, використовуючи самі різні, природні для себе середовища: звук, відео, графіку, тексти, анімацію й ін.

До засобів мультимедіа відносяться пристрої мовного введення й виводу інформації; широко розповсюджені вже зараз сканери (оскільки вони дозволяють автоматично вводити в комп'ютер друковані тексти й малюнки); високоякісні відео- (video-) і звукові (sound-) плати, плати відеозахвата (videograbber), що знімають зображення з відеомагнітофона або відеокамери й уводять його в ПК; високоякісні акустичні й відеовідтворюючі системи з підсилювачами, звуковими колонками, більшими відеоекранами. Також до засобів мультимедіа відносять зовнішні запам'ятовувальні пристрої великої ємності на оптичних дисках, часто використаних для запису звуків і відеоінформації. Вартість зберігання інформації на CD для користувача виявляється незрівнянно меншої, ніж на магнітних дисках. CD широко використовуються, наприклад, при вивченні іноземних мов, правил дорожнього руху, бухгалтерського обліку, законодавства. І все це супроводжується текстами й малюнками, мовною інформацією й мультиплікацією, музикою й відео. У чисто побутовому аспекті CD можна використати для зберігання аудіо- і відеозаписів, тобто використати замість плейєрних аудіокасет і відеокасет, для збереження великої кількості програмних комп'ютерних ігор. Таким чином, CD-ROM відкриває доступ до величезних обсягів різноманітної по функціональному призначенню, і по середовищу відтворення інформації, записаної на компакт-дисках.

Питання для самоконтролю:

1. З яких частин складаються звичайні ПК?

2. Які основні вузли розташовані в системному блоці?

3. Як схематично зобразити структурну схему ПК?

4. Які пристрої відносять до додаткових?

5. Для чого призначений мікропроцесор?

6. Які пристрої входять до складу мікропроцесора?

7. Що таке системна шина?

8. Для чого призначена основна пам'ять?

9. Для чого використовується зовнішня пам'ять?

10. Які пристрої відносять до пристроїв введення-виведення інформації?