Зміст

Вступ…………………………………………………………………….4

I. Функціонально-структурна організація

1.1 Основні блоки ПК і їх значення…………………………….….6

1.2 Внутрімашинний системний інтерфейс. ……………………..13

1.3. Функціональні характеристики ПК…………………………...16

II. Мікропроцесори

1.1 Типи мікропроцесорів. ………………………………………….19

1.2. Структура мікропроцесора. …………………...……………….19

1.3. Послідовність роботи блоків ПК………………………………23

III. Запам'ятовувальні пристрої ПК

1.1 Регістрова КЕШ - пам'ять. ………………………………………25

1.2 Основна пам'ять. ……………………………………………...….27

1.3 Зовнішня пам'ять…………………………………………………..28

IV. Основні зовнішні й внутрішні пристрої ПК………………………..34

Висновки. ………………………………………………………………...45

Список використовуваної літератури…………………………………...47

Вступ

Розповсюдження персональних комп'ютерів до кінця 70-х років привело до деякого зниження попиту на великі ЕОМ і міні ЭВМ.Це стало предметом серйозного занепокоєння фірми IBM (International Bussines Machines Corporation) - провідної компанії по виробництву великих ЕОМ, і в 1979 році фірма IBM вирішила спробувати свої сили на ринку персональних комп'ютерів. Проте керівництво фірми недооцінило майбутню важливість цього ринку і розглядало створення комп'ютера лише як дрібний експеримент - щось подібне до однієї з десятків робіт, що проводилися у фірмі, із створення нового устаткування. Щоб не витрачати на цей експеримент дуже багато грошей, керівництво фірми надало підрозділу, відповідальному за даний проект, небачену у фірмі свободу..Зокрема, йому було дозволено не конструювати персональний комп'ютер "з нуля", а використовувати блоки, виготовлені іншими фірмами. І цей підрозділ сповна використовував наданий шанс.

Перш за все, як основний мікропроцесор комп'ютера був вибраний новітній тоді 16-розрядний мікропроцесор Intel-8088.Его використовування дозволило значно збільшити потенційні можливості комп'ютера, оскільки новий мікропроцесор дозволяв працювати з 1 Мбайтом пам'яті, а всі комп'ютери, що були тоді, були обмежені 64 Кбайтамі.В комп'ютері були використані і інші комплектуючі різних фірм, а його програмне забезпечення було доручене розробити невеликій фірмі Microsoft.

У серпні 1981 року новий комп'ютер під назвою IBM PC був офіційно представлений публіці і незабаром після цього він придбав велику популярність у користувачів.Через один-два роки комп'ютер IBM PC зайняв провідне місце на ринку, витіснивши моделі 8-бітових комп'ютерів.Фактично IBM PC став стандартом персонального комп'ютера.Зараз такі комп'ютери ("сумісні з IBM PC") складають близько 90% всіх вироблюваних в світі персональних комп'ютерів.

Комп'ютер (англ. computer — обчислювач) являє собою програмувальний електронний пристрій, здатний обробляти дані й робити обчислення, а також виконувати інші завдання маніпулювання символами.

Існує два основних класи комп'ютерів:

- цифрові комп'ютери, що обробляють дані у вигляді числових двійкових кодів;

- аналогові комп'ютери, що обробляють безупинно мінливі фізичні величини (електрична напруга, час і т.д.), які є аналогами величин, що обчислюються.

Основу комп'ютерів утворює апаратура (HardWare), побудована, в основному, з використанням електронних і електромеханічних елементів і пристроїв. Принцип дії комп'ютерів складається у виконанні програми (SoftWare) - заздалегідь заданої, чітко певної послідовності арифметичних, логічних і інших операцій.

Персональні комп'ютери сприяють переходу до нових комп'ютерних інформаційних технологій, яким властиві:

- дружній інформаційний, програмний і технічний інтерфейс із користувачем;

- виконання інформаційних процесів у режимі діалогу з користувачем;

- наскрізна інформаційна підтримка всіх процесів на основі інтегрованих баз даних;

- так звана «безпаперова технологія».

 Під архітектурою комп'ютера розуміється його логічна організація, структура й ресурси, тобто засоби обчислювальної системи, які можуть бути виділені процесу обробки даних на певний інтервал часу.

Функціонально-структурна організація

1.1 Основні блоки пк і їхнє значення

Архітектура комп'ютера звичайно визначається сукупністю її властивостей, істотних для користувача. Основна увага при цьому приділяється структурі й функціональним можливостям машини, які можна розділити на основні й додаткові.

Основні функції визначають призначення ЕОМ: обробку й зберігання інформації, обмін інформацією із зовнішніми об'єктами. Додаткові функції підвищують ефективність виконання основних функцій: забезпечують ефективні режими її роботи, діалог з користувачем, високу надійність і ін. Названі функції ЕОМ реалізуються за допомогою її компонентів: апаратних і програмних засобів.

Структура комп'ютера - це деяка модель, що встановлює склад , порядок і принципи взаємодії вхідних у неї компонентів.

Персональний комп'ютер -це настільна або переносна ЕОМ, що задовольняє вимогам загальнодоступності й універсальності застосування.

Перевагами ПК є:

- мала вартість, що перебуває в межах доступності для індивідуального покупця;

- автономність експлуатації без спеціальних вимог до умов навколишнього середовища;

- гнучкість архітектури, що забезпечує її адаптивність до різноманітних застосувань у сфері керування, науки, у побуті;

- "дружність" операційної системи й іншого програмного забезпечення, що обумовлює можливість роботи з нею користувача без спеціальної професійної підготовки;

- висока надійність роботи (більше 5 тис. ч наробітку на відмову).

Структура персонального комп'ютера

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.

мал.1

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'ятю;

- 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:

Прінтери -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 аудио- і відеозаписів, тобто використати замість плейерних 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.

Переривання – це тимчасовий остановка виконання однієї програми з метою оперативного виконання іншої, а в цей момент більш важливішої(пріоритетної) програми.

Переривання виникають при роботі комп'ютера постійно. Досить сказати, що всі процедури вводу-виводу інформації виконуються по перериваннях, наприклад переривання від таймера виникають і обслуговуються контролером переривань 18 разів у секунду (природно, користувач їх не зауважує).Контролер переривань обслуговує процедури переривання, приймає запит на переривання від зовнішніх пристроїв, визначає рівень пріоритету цього запиту й видає сигнал переривання в МП. МП, одержавши цей сигнал, припиняє виконання поточної програми й переходить до виконання спеціальної програми обслуговування того переривання, що запросило зовнішній пристрій. Після завершення програми обслуговування відновлюється виконання перерваної програми.