Характеристика внутренних устройств персонального компьютера: процессор и память

Размещено на http://www.allbest.ru/

АВТОНОМНАЯ НЕКОММЕРЧЕСКАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ

ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«БЕЛГОРОДСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

КООПЕРАЦИИ, ЭКОНОМИКИ И ПРАВА»

НАЛЬЧИКСКИЙ ИНСТИТУТ КООПЕРАЦИИ (филиал)

Кафедра гуманитарных, социальных, естественнонаучных дисциплин

Доклад

«Характеристика внутренних устройств ПК: процессор и память»

Выполнила

студентка группы Эо-22

Таумурзаева Салидат Мухарбиевна

НАЛЬЧИК 2015

Персональные компьютеры выпускаются в следующих конструктивных исполнениях: стационарные (настольные) и переносные. Наиболее распространенными являются настольные ПК, которые позволяют легко изменять конфигурацию.

К базовой конфигурации относятся устройства, без которых не может работать современный ПК:

· системный блок;

· клавиатура, которая обеспечивает ввод информации в компьютер;

· манипулятор мышь, облегчающий ввод информации в компьютер;

· монитор, предназначенный для изображения текстовой и графической информации.

Внутренние устройства компьютера

Самым главным элементом в компьютере, его "мозгом" является микропроцессор. Микропроцессор - это электронная схема, выполняющая все функции обработки информации и управление всеми блоками ЭВМ.. Физически микропроцессор представляет собой интегральную схему -- тонкую пластинку кристаллического кремния прямоугольной формы площадью всего несколько квадратных миллиметров, на которой размещены схемы, реализующие все функции процессора. Кристалл-пластинка обычно помещается в пластмассовый или керамический плоский корпус и соединяется золотыми проводками с металлическими штырьками, чтобы его можно было присоединить к системной плате компьютера.

Центральный процессор (CPU, от англ. Central Processing Unit) -- это основной рабочий компонент компьютера, который выполняет арифметические и логические операции, заданные программой, управляет вычислительным процессом и координирует работу всех устройств компьютера.

Центральный процессор в общем случае содержит в себе:

· арифметико-логическое устройство;

· шины данных и шины адресов;

· регистры;

· счетчики команд;

· кэш -- очень быструю память малого объема (от 8 до 512 Кбайт);

· математический сопроцессор чисел с плавающей точкой.

Микропроцессоры различаются рядом важных характеристик:

· тактовой частотой обработки информации;

· разрядностью;

· адресным пространство

Тактовая частота обработки информации

Тактом называют время между началом подачи двух последовательных импульсов электрического тока, синхронизирующих работу различных устройств компьютера. Специальные импульсы для отсчета времени для всех устройств вырабатывает тактовый генератор частоты, расположенный на системной плате. Тактовая частота определяется как количество тактов в секунду и измеряется в мегагерцах(1МГц= 1 млн тактов/сек). Микропроцессоры с наибольшей тактовой частотой обладают и наибольшим быстродействием - количество операций, выполняемых ими в секунду - MIPS(миллион инструкций в сек). Тактовая частота процессора часто указывается в его названии. Например, процессор Pentium III 800 работает с тактовой частотой 800 МГц, то есть его "сердце" бьется почти в миллиард раз чаще, чем ваше. Этот микропроцессор может выполнять несколько сотен миллионов команд в секунду.

Разрядность процессора

Разрядность процессора - это число битов, обрабатываемых процессором одновременно. Процессор может быть 8-, 16-, 32- и 64-разрядным. Вместе с быстродействием разрядность характеризует объем информации, перерабатываемый процессором компьютера за единицу времени.

Адресное пространство (адресация памяти)

Объем физически адресуемой МП оперативной памяти называется его адресным пространством. Он определяется разрядностью внешней шины адреса. Поэтому разрядность процессора часто уточняют записывая, например, 32/32, это значит МП имеет 32х разрядную шину данных и 32х разрядную шину адреса, т.е. одновременно обрабатывается 32 бита информации, а объём адресного пространства МП составляет 4 Гбайта.

Основной алгоритм работы процессора

Алгоритм работы центрального процессора компьютера можно представить как последовательность следующих действий.

· Блок управления процессором берет из оперативной памяти, в которую загружена программа, определенные значения (данные) и команды которые необходимо выполнить (инструкции). Эти данные загружаются в кэш-память процессора.

Из буферной памяти процессора (кэша) инструкции и полученные данные записываются в регистры. Инструкции помещаются в регистры команд, а значения в регистры данных.

· Арифметико-логическое устройство считывает инструкции и данные из соответствующих регистров процессора и выполняет эти команды над полученными числами.

· Результаты снова записываются в регистры и если вычисления закончены в буферную память процессора. Регистров у процессора совсем немного, поэтому он вынужден хранить промежуточные результаты в кэш-памяти различного уровня.

· Новые данные и команды, необходимые для расчетов, загружаются в кеш верхнего уровня (из третьего во второй, из второго в первый), а неиспользуемые данные наоборот в кэш нижнего уровня.

· Если цикл вычислений закончен, результат записывается в оперативную память компьютера для высвобождения места в буферной памяти процессора для новых вычислений. То же самой происходит при переполнении данными кэш-памяти: неиспользуемые данные перемещаются в кеш нижнего уровня или в оперативную память.

Последовательность этих операций образует операционный поток процессора. Во время работы процессор сильно нагревается. Чтобы этого не происходило нужно своевременно делать чистку ноутбука на дому.

Внутренняя память компьютера

Под внутренней памятью современного компьютера принято понимать быстродействующую электронную память, расположенную на его системной плате. Сейчас такая память изготавливается на базе самых современных полупроводниковых технологий (раньше использовались магнитные устройства на основе ферритовых сердечников - лишнее свидетельство тому, что конкретные физические принципы значения не имеют).

В состав внутренней памяти входят оперативная память, постоянная память, кэш-память, CMOS-RAM, видеопамять.

Оперативная память

Оперативная память - электронная память для хранения программ и данных, которые обрабатываются процессором в данный момент времени. В оперативной памяти хранится временная информация, которая изменяется в ходе выполнения микропроцессором различных операций. Оперативная память обеспечивает режимы записи, считывания и хранения информации, причем в любой момент времени возможен доступ к любой произвольно выбранной ячейки памяти. Это свойство отражено в англоязычном названии оперативной памяти RAM (Random Access Memory - память с произвольным доступом).

Нельзя забывать, что микросхемы оперативной памяти являются энергозависимыми устройствами, т.е. при выключении питания компьютера стирается вся находящаяся в оперативной памяти информация. Если необходимо сохранить результаты обработки надолго, то следует воспользоваться каким-либо внешним запоминающим устройством.

Оперативная память характеризуется высоким быстродействием и относительно малым объемом. Для современных компьютеров диапазон емкости памяти составляет 8 - 512 Мбайт.

Микросхемы оперативной памяти монтируются на маленькой плате. Каждая такая плата снабжена контактами, расположенными вдоль нижнего края. С их помощью плата вставляется в специальный разъем на системной плате. Системная плата имеет несколько разъемов для расширения памяти.

Основными характеристиками ОЗУ являются: объем и время доступа.

· Объем ОЗУ (ед. измерения - Мбайт) - это общее количество ячеек памяти на всех кристаллах ОЗУ. В каждой ячейке может хранится либо «1» либо «0». Ячейки в кристаллах памяти объединены в блоки по 8 ячеек, и в каждый такой блок таким образом можно записать байт информации. От объема ОЗУ во многом зависит скорость работы компьютера: чем больше объем ОЗУ, тем быстрее работает компьютер.

· Время доступа - время, за которое процессор может прочитать содержимое ячейки ОЗУ или записать в нее информацию. Чем меньше время доступа, тем быстрее общается процессор с ОЗУ и тем быстрее работает компьютер.

Постоянная память - электронная память для долговременного хранения программ и данных. В постоянной памяти хранится информация, записанная на предприятии-изготовителе, она должна быть неизменна в течение длительного времени.

Постоянная информация включает основные системные программы, которые автоматически запускаются при включении компьютера. Эти программы предназначены для проверки исправности компьютера и первоначальной загрузки операционной системы, содержат специальные инструкции, детализирующие выполнение компьютерных операций.

Компьютер может читать или исполнять программы из постоянной памяти, но он не может изменять их и добавлять новые.

Постоянная память предназначена только для считывания информации. Это свойство постоянной памяти объясняет часто используемое английское название ROM (Real Only Memory - память только для чтения).

Постоянная память, так же как и оперативная, реализуется интегральными схемами (микросхемами). Отличие заключается в том, что эти микросхемы являются энергонезависимыми. Включение питания не приводит к потере данных.

Существуют две основные разновидности микросхем ROM-памяти: однократно программируемые (после записи содержимое памяти не может быть изменено) и многократно программируемые. Стирание содержимого многократно программируемой памяти производится электрическим сигналом или ультрафиолетовым лучом.

КЭШ-память

Для увеличения производительности компьютера, согласования работы устройств с различным быстродействием современный компьютер использует еще один вид памяти - кэш-память (от англ. cache - тайник, склад).

Кэш-память является промежуточным запоминающим устройством или буфером. Она используется при обмене данными между микропроцессором и RAM, между RAM и внешним накопителем.

Использование кэш-памяти сокращает число обращений к жесткому диску за данными, т.к. в ней хранятся данные, которые могут понадобиться в процессе обработки информации.

Существуют два типа кэш-памяти: внутренняя (от 8 до 64 Кбайт) - размещается внутри процессора и внешняя (от 256 Кбайт до 1 Мбайт) устанавливается на системной плате.

CMOS-RAM

устройство компьютер память

Специально выделенный участок внутренней памяти персонального компьютера для хранения его конфигурации. Своё название он получил от одноимённой технологии, которая обладает невысоким энергопотреблением. Эта память считается энергонезависимой, поскольку информация в ней не теряется при отключении питания ПК. Однако это не совсем так. Если вы вдруг забыли свой пароль от компьютера, вам достаточно снять крышку с системного блока, найти на материнской плате батарейку-таблетку и вынуть её. Без этого аккумулятора все настройки компьютера, включая пароль, будут обнулены.

Видеопамять

Ещё одна внутренняя память персонального компьютера, служащая для хранения графической информации. В персональном компьютере существует 2 способа её реализации.

· Первый - это встроенная видеокарта. В этом случае память реализуется на материнской плате.

· Второй вариант реализации видеопамяти - на встраиваемой видеокарте. Как и при работе с оперативкой, от объёма зависит количество информации, обрабатываемой центральным процессором, и скорость её вывода на экран. От объёма видеопамяти зависит быстродействие мощных графических редакторов, высококачественного видео и современных игр.

Основные характеристики памяти:

* емкость (объем) - количество байтов памяти;

* быстродействие - время обращения к ячейкам памяти, определяемое временем считывания или временем записи информации. Измеряется в наносекундах (10-10с);

* разрядность - количество линий ввода-вывода, которые имеют микросхемы оперативной и постоянной памяти или внешние накопители.

Заключение

В этом докладе рассмотрены такие элементы внутреннего устройства персонального компьютера, как процессор и внутренняя память. Поиск информации для данной работы помог мне получить углубленные знания по данному вопросу: алгоритм работы процессора и его характеристики, строение памяти и ее характеристики. В данной работе приведено много полезной и новой информации, которая интересна для ознакомления.

Список литературы

1. Информатика. Базовый курс. / Под ред. С.В.Симоновича. - СПб., 2000 г.

2. Компьютерные технологии обработки информации: Учебное пособие /Под ред. С.В. Назарова. - М.: Финансы и статистика, 1995.

3. Могилев А.В. Информатика: Учебное пособие, Москва: Издательский центр "Академия", 2001

4. Успенский И. Энциклопедия Интернет-бизнеса, СПб: Питер, 2001

5. Основы современных компьютерных технологий / под ред. Проф. А.Д. Хомоненко - СПб.: Корона-Принт, 1998

6. Угринович Н.Д.: Информатика и информационные технологии, М.: БИНОМ, 2003. 2.

7. Леонтьев В.П. «Новейшая энциклопедия ПК 2003.» - 5-е изд., перераб. и доп. - Москва.: ОАМА-ПРЕСС, 2003.

8. Информатика в экономике: Учеб. пособие. / Под ред. проф. Б.Е. Одинцова, проф. А.Н. Романова. М.: Вузовский учебник, 2008.

Размещено на Allbest.ru