Размещено на http://www.allbest.ru/

Лабораторна робота

План

1. Теорія

1.1 Базова апаратна конфігурація персонального комп'ютера

1.2 Системний блок персонального комп'ютера

1.3 Внутрішні пристрої системного блоку

1.4 Монітор

1.5 Клавіатура

1.6 Миша

1.7 Порти

2. Хід роботи

3. Контрольні запитання

1. Теорія

Мета роботи - ознайомитися з конфігурацією персонального комп'ютера, його складовими частинами. Дослідити будову системного блоку, вивчити призначення його основних компонентів.

Процесор, або мікропроцесор (МП), - пристрій, який здійснює всі обчислення й обробку інформації. Він являє собою функціонально закінчений програмно-керований пристрій, реалізований у вигляді надвеликої інтегральної мікросхеми. Ступінь інтеграції МП визначається розмірами кристала та кількістю реалізованих у ньому транзисторів (для Intel 80586 - це від 3 млн. транзисторів на 3,5 см 2. Для більш нових процесорів це співвідношення виглядає таким чином: Pentium III (Katmai) має 9,5 млн. транзисторів при площі 106 мм 2, Pentium III (Coppermine) - 28 млн. транзисторів при площі 128мм 2, AMD Athlon (Thunderbird) має 37 млн. транзисторів при площі 120 мм 2). Сьогодні безумовним лідером створення сучасних МП є фірма Intel (INTegrated ELectronics).

Основні компоненти процесора:

система команд, або інструкцій для арифметичних дій, логічних операцій, операцій передачі даних, операцій передачі управління тощо.

пристрій керування, який керує роботою процесора й обміном інформацією з іншими пристроями;

арифметико-логічний пристрій, що виконує всі числові і логічні операції з даними;

регістри комірок внутрішньої пам'яті, де зберігаються дані, команди і адреси комірок пам'яті;

Основні характеристики процесора:

розрядність (кількість бітів, що обробляється за одну операцію). Найпоширенішими на ринку зараз є 32-х розрядні мікропроцесори, але існуютьуже 64-х бітові і навіть 128-бітові процесори.

тактова частота (кількість елементарних операцій-тактів, що виконуються за 1сек.). Тактова частота вимірюється в МГц (1мегагерц = 1 млн. коливань за 1сек.). В сучасних процесорах (основні виробники Intel, AMD, Cyrix, IDT, Rise, …) тактова частота досягає більше 2-х ГГц.

тактова частота процесора в в кратне число раз перевищує тактову частоту системної шини, по якій відбувається обмін інформацією з відносно повільним ОЗП. Без внутрішньої кеш-пам'яті (що має особливо високу швидкодію) МП часто працював би вхолосту, чекаючи чергової інструкції з ОЗП або закінчення операції запису у пам'ять. Для забезпечення їх синхронної роботи встановлюється спеціальна кеш-пам'ять (cache - "тайник") першого і другого рівня.

MMX (MultiMedia eXtention) - різновид процесора, в якому передбачено додаткові команди для обробки звуку і графіки..

Основні покоління процесорів:

1) 8086/8088 застосовувався IBM у обчислювальних системах класу XT (eХtended Technology);

2) 80286 був складовою частиною PC AT. Процесор 16-розрядний. Тактова частота - до 20 МГц;

3) 80386 з'явився в 1986 році в ПК від фірми Compaq. Розрядність - 32, тактова частота найбільш поширеного 386DX - 33 МГц. У менш продуктивного 386SX зовнішня розрядність - 16;

4) 80486 довгий час був стандартом для ПК. У мікросхему інтегрована кеш-пам'ять (Internal Cashe) для підвищення швидкодії. Вперше інтегрований у МП співпроцессор для виконання операцій із плаваючою точкою. Подальшим підвищенням продуктивності було підвищення тактової частоти, проте виробництво периферії було б дуже ускладненим. Intel виводить на ринок системи, у яких внутрішні схеми процесорів працювали на частоті в два рази більшій, ніж частота системної шини. До сімейства 486 процесорів відносять і останню розробку Intel у рамках цього процесора - DX4 із потроєнням внутрішньої тактової частоти;

5) процесори сімейства 80586 випускався Intel за назвою Pentium. Це 32-розрядний процесор із 3,1 млн транзисторів. Широке поширення одержали процесори даного класу компаній AMD і Cyrix;

6) процесори класу 80686: Intel Pentium Pro, Pentium II, Pentium III, Pentium 4 і основного конкурента -AMD: К 6, К 7;

7) процесори 80786 розробляються Intel разом із Hewlett Packard (HP). Процесор "Merced" сполучає в собі архітектуру RISC і технологію VLIW (наддовгі команди).

Оперативна пам'ять

RAM (Random-Access Memory - пам'ять з довільним доступом) - пристрій, який використовується для тимчасового зберігання і обробки даних. ОЗП - робоча пам'ять комп'ютера, величина якої визначає розмір і число програм, що можуть одночасно виконуватись. Усі дані в ОЗП втрачаються при вимиканні живлення ПК, тобто найважливіша властивість оперативної пам'яті - енергозалежність. Об'єм оперативної пам'яті коливається від 64 МБ до 512 МБ і більше. Її можна нарощувати.

При запуску системи або прикладної програми відбувається завантаження даних із постійної пам'яті в оперативну.

Існують два типи мікросхем пам'яті: статична та динамічна. У пам'яті першого типу елементарну комірку утворюють тригерні схеми. Будучи встановленою вхідним імпульсом в один із двох можливих станів ("0" або "1"), така схема зберігає його до чергового імпульсу або до вимкнення живлення. При зчитуванні записаного в комірку значення її стан також не змінюється. персональний комп'ютер конфігурація мікросхема

Динамічна пам'ять складається з мікроскопічних конденсаторів, кожний з яких може перебувати в стані "заряджений" (що означає двійкову одиницю) або "не заряджений" (двійковий нуль). Щоб зберігати дані в такій пам'яті, заряджені конденсатори необхідно періодично підживлювати. Тому динамічний ОЗП за інших однакових умов істотно повільніший від статичного, проте він менш енергоємний. Обидва види пам'яті зберігають дані лише при постійному електроживленні, тобто такий запам'ятовуючий пристрій є енергозалежним. Дані в цій пам'яті знищуються після вимкнення або перезавантаження комп'ютера.

Найбільш поширеною є пам'ять у вигляді модулів SIMM (Single In-line Memory Module) і DIMM (Dual In-line Memory Module).

Найважливішою характеристикою елементів оперативної пам'яті є час доступу (access time). Час доступу необхідний для здійснення повного циклу звертання до інформації, що зберігається по випадковій адресі пам'яті. Якщо у перших ПК використовували пам'ять із часом доступу больш ніж 140 нс, то для оптимальної роботи на новітніх ПК потрібний ОЗП з 45 нс, а при використанні скорочених циклів звертання - 6-10 нс. Час доступу до пам'яті і число мікросхем звичайно маркірується на корпусі модуля. Це дозволяє уникнути різноманітних проблем із сумісністю.

Конструктивно сучасна пам'ять (типу SIMM) має вигляд невеликої продовгувастої друкованої плати з розміщеними на ній мікросхемами. Останнім часом застосовують в основному 72-контактні (72-pin) 36-бітові модулі (32 біти - довжина слова з чотирьох байтів плюс по біту контролю парності на кожний байт). На сучасних системних платах використовують в основному більш довгі 168-контактні 64-розрядні модулі DIMM, що дає змогу повніше задіяти можливості 64-бітової системної шини. На багатьох системних платах є два типи роз'мних з'єднань - SIMM та DIMM.

З 1997 р. на вітчизняному ринку найпоширенішими стали сучасні модулі ОЗП типу SD-RAM (синхронний динамічний ОЗП), доступ до яких може здійснюватися ще швидше. Модулі SD-RAM, що випускають під роз'ємне з'єднання DIMM, мають ємність 16, 32, 64, 128 256 і навіть 512 Мбайт. Вони призначені тільки для нових Pentium-плат і на сьогодні є найбільш поширеними. Останнім часом набувають дедалі більшого поширення модулі пам'яті типу DDR (Double Data Rate - синхронна пам'ять з подвоєним передаванням даних), які мають ще більшу вмістимість.

Кожна материнська плата містить мікросхему або декілька мікросхем енергонезалежної пам'яті ROM (Read-Only Memory - пам'ять лише для читання). Записана в ній інформація не зникає навіть при вимкненні комп'ютера. Цей тип пам'яті, як правило, використовується для зберігання програм BIOS, "комп'ютерного годинника" (таймера) і т. п., а в деяких типах портативних комп'ютерів - для зберігання прикладних програм і операційних систем. Сучасні материнські плати використовують ROM, які можна перепрограмовувати.

Накопичувачі

Накопичувач є сукупністю носія та відповідного приводу.

Привід - це поєднання механізму читання-запису з відповідними електронними схемами керування.

Носій - середовище зберігання інформації, може бути дисковим або стрічковим, за принципом запам'ятовування - магнітним, магнітооптичним, оптичним.

Жорсткий диск (Вінчестер)

Жорсткий диск - основний пристрій для довгострокового збереження великих обсягів даних і програм. Насправді це не один диск, а група дисків, що мають магнітне покриття й обертаються з високою швидкістю. Таким чином, цей "диск" має не дві поверхні, як повинно бути в звичайного плоского диска, а 2п поверхонь, де п - число окремих дисків у групі. Над кожною поверхнею розташовується головка, призначена для читання-запису даних.

Управління роботою жорсткого диска виконує спеціальний апаратно-логічний пристрій - контролер жорсткого диска.

До основних параметрів жорстких дисків відносяться ємність і продуктивність.

Ємність дисків залежить від технології виготовлення і на сьогодні складає від 10 до 200 Гбайт і більше.

Серед основних параметрів продуктивності вінчестера - середній час доступу (визначається часом позиціювання магнітних головок на доріжці та часом очікування сектору, у сучасних моделей складає 9-10 мс) та швидкість обміну даними (визначається, головним чином, застосовуваним інтерфейсом), у сучасних моделях досягає 32 Мб/с.

Дисковод гнучких дисків

Привід НГМД - це електронно-механічний пристрій стандартних габаритних розмірів, у корпусі якого розміщуються:

* електродвигун, що обертає шпиндель;

* магнітна головка і механізм її позиціювання;

* друкована плата зі схемами живлення двигуна, керування механізмом позиціювання, підсилювачів запису і зчитування, формування вихідних сигналів.

У системному блоці НГМД кріпиться так, що щілина для приймання дискети виходить на лицьову панель (частіше - горизонтально). 3,5-дюймова дискета вставляється в накопичувач засувкою вперед (по нарисованій або видавленій на дискеті стрілці) лицьовим боком (де клеїться етикетка) вгору. Щоб вийняти таку дискету з дисковода, потрібно натиснути на його кнопку. Світловий індикатор на дисководі показує, що пристрій зайнятий (іде зчитування або запис інформації), в цей час виймати дискету не можна.

У різних типах НГМД використовують дискети різного типорозміру - 3,5-дюймові (89 мм) і 5,25-дюймові (133 мм). Останній типорозмір є застарілим і сьогодні практично не застосовується. Є накопичувачі з різними щільністю запису (bрі - byte per inch, байтів на дюйм) і щільністю доріжок (tpi - track per inch, доріжок на дюйм). Для кожного такого накопичувача ємність відповідної стандартно відформатованої дискети буде різною. Найтиповіший сучасний дисковод - це пристрій, що працює з 3,5-дюймовими носіями з високою щільністю запису. Стандартна ємність дискети - 1,44 Мбайт, можливим є використання дискет ємністю 720 Кбайт.

Дисковод компакт-дисків CD-ROM

Абревіатура CD-ROM (Compact Disc Read-Only Memory) перекладається як постійний запам'ятовуючий пристрій на основі компакт-диска. Принцип дії цього пристрою складається в зчитуванні числових даних за допомогою лазерного променя, що відбивається від поверхні диска. Цифровий запис на компакт-диску відрізняється від запису на гнучких магнітних дисках дуже високою щільністю, і стандартний компакт-диск може зберігати приблизно 700 Мбайт даних.

Великі обсяги даних характерні для мультимедійної інформації (графіка, музика, відео), тому дисководи CD-ROM відносять до апаратних засобів мультимедіа. Програмні продукти, що поширюються на лазерних дисках, називають мультимедійними виданнями.

Дисковод компакт-дисків DVD

Майбутнє компакт-дисків - це так звані диски DVD (Digital Video Disc - цифровий відеодиск). Це новий стандарт, який значно збільшує об'єм пам'яті і, отже, кількість використовуваних для компакт-дисків додатків. Головна проблема сучасної технології CD-ROM полягає в тому, що вона жорстко обмежена об'ємом пам'яті диска. Диск CD-ROM може містити відносно великий об'єм, проте цього недостатньо для багатьох сучасних застосувань, особливо для тих, які використовують відео.

Відповідно до стандарту DVD-диск є одностороннім, одношаровим і містить 4,7 Гбайт інформації. Диск має такий же діаметр, як CD-диски, проте він в два рази тонше (0,6 мм). Застосовуючи стиснення MPEG-2, на новому диску можна розмістити 135 хвилин відео - повнометражний повноекранний фільм з повною кількістю кадрів, з трьома каналами якісного звуку і 4-ма каналами субтитрів. Значення місткості диска не випадково: стандарт створювався під керівництвом індустрії кіно, яка давно шукала недорогу і надійну заміну відеокасетам.

До теперішнього часу розроблені і використовуються також двошарові DVD-диски місткістю 9,4 Гбайт і двосторонні двошарові диски місткістю I8,8 Гбайт, що в 30 разів більше, ніж може вміщати звичайний CD-ROM. Але це не межа - з розвитком технології блакитного лазера вже в недалекому майбутньому можливо збільшення щільності у декілька разів. Пристрої DVD відрізняються швидкістю читання даних. Стандартна швидкість - 1,3 Мбайт/с, що приблизно еквівалентно накопичувачу 9х CD-ROM.

Відеокарта (відеоадаптер)

Разом з монітором відеокарта складає відеопідсистему персонального комп'ютера.

Фізично видеоадаптер виконаний у вигляді окремої дочірньої плати, що вставляється в один з слотів материнської плати і називається відеокартою. Відеоадаптер переклав на себе функції відеоконтролера, відеопроцесора і відеопам'яті.

Звукова карта

Звукова карта підключається до одного з слотів материнської плати у вигляді дочірньої плати і виконує обчислювальні операції, пов'язані з обробкою звуку. Звук відтворюється через зовнішні звукові колонки, які підключаються до виходу звукової карти. Спеціальний роз'єм дозволяє відправити звуковий сигнал на зовнішній підсилювач. Є також роз'єм для підключення мікрофона, що дозволяє записувати мову або музику і зберігати їх на жорсткому диску для наступної обробки і використання. Основним параметром звукової карти є розрядність, яка визначає кількість бітів, що використовуються при перетворенні сигналів з аналогової в цифрову форму і навпаки. Чим вище розрядність, тим менше похибка, пов'язана із оцифровкою, тим вище якість звучання. Мінімальною вимогою сьогоднішнього дня є 16 розрядів, а найбільше поширення мають 32- і 64-розрядні пристрої.

1.4 Монітор

Монітор - це пристрій, призначений для відображення текстової та графічної інформації. За принципом дії вони поділяються на монітори з електронно-променевою трубкою (як у телевізорі) і монітори на основі рідких кристалів - LCD (Liquid-Crystal Display). Останні забезпечують набагато нижчий рівень шкідливого випромінювання і сприяють меншій втомлюваності очей.

Відеопідсистема ПК може працювати в одному з двох режимів: текстовому або графічному.

У текстовому режимі екран монітора умовно розбивається на окремі ділянки - знакомісця (найчастіше - на 25 рядків по 80 символів у кожному). На кожному знакомісці може бути відображений один із 256 заздалегідь визначених символів. У число цих символів входять великі та малі літери, цифри, знаки пунктуації, символи псевдографіки тощо. Загальна номенклатура символів, що відображаються на екрані монітора, не обмежується числом 256. Одному і тому самому коду можуть відповідати різні символи на екрані монітора залежно від записаної у пам'ять відеоадаптера таблиці (латинь, кирилиця, псевдографіка тощо).

У графічному режимі екран монітора - це по суті растр, що складається з точок (пікселів). Кількість точок по горизонталі та вертикалі, які монітор здатний відтворити чітко і роздільно, називається його роздільною здатністю. Ця властивість монітора визначається розміром точки (зерна) екрана, у сучасних моніторів цей розмір не перевищує 0,28 мм, при його зменшенні істотно зростає вартість пристрою. Якість зображення непрямо пов'язана також із розміром діагоналі екрана.

Розмір діагоналі - є однією з основних характеристика монітора, яка визначає його вартість. Поширеними є монітори з діагоналлю 14, 15 і 17 дюймів. Монітори з більшим екраном використовують лише в спеціальних цілях, наприклад, в інженерній САПР, видавничій справі.

Важливою характеристикою монітора є частота регенерації зображення, або частота кадрової розгортки (refresh rate). Чим вищий цей показник, тим менше буде помітно мерехтіння зображення і менше втомлюватимуться очі оператора під час роботи з монітором.

Рідкокристалічні монітори мають (за інших однакових умов) на порядок менші масу та геометричний об'єм, споживають на два порядки менше енергії, але вони значно дорожчі, тому застосовуються поки в основному в офісах та у переносних комп'ютерах.

У настільних ПК монітор є самостійним конструктивним блоком. Усередині корпуса розміщено електронно-променеву трубку, блок живлення та електронні схеми, необхідні для формування зображення.

Монітор є пристроєм із максимальним рівнем різних випромінювань і полів у складі ПК. Неякісні дешеві монітори можуть бути потенціально небезпечні для здоров'я користувача. У позначенні моніторів з низьким рівнем випромінювання є абревіатура LR (Low Radiation). Клас захисту монітора визначається стандартом, до якого відноситься монітор з точки зору техніки безпеки. У нинішній час загальноприйнятими є міжнародні стандарти MPR-II, TCO-92, TCO-95, TCO-99.

У сучасних ПК вживаються спеціальні апаратно-програмні заходи для продовження терміну служби екрана монітора і зберігання електроенергії. Якщо протягом певного часу користувач не виконує ніяких дій, то спочатку ОС видає команду на виведення на екран спеціальної картинки (наприклад, зоряного неба або пустого екрана), а пізніше - на переведення електроживлення монітора у "сплячий режим" (живлення зберігається тільки для логічних схем, щоб монітор міг працювати знову в колишньому режимі).

1.5 Клавіатура

Клавіатура - клавішний пристрій управління персональним комп'ютером. Служить для введення алфавітно-цифрових (знакових) даних, а також команд управління. Комбінація монітора і клавіатури забезпечує найпростіший інтерфейс користувача. За допомогою клавіатури управляють комп'ютерною системою, а за допомогою монітора одержують від неї відгук.

Склад клавіатури:

· група алфавітно-цифрових клавіш;

· група функціональних клавіш;

· група службових клавіш;

· група клавіш управління курсором;

· група клавіш додаткової панелі.

Більш розгорнута інформація стосовно клавіатури подана в лабораторній роботі № 2.

1.6 Миша

Миша - пристрій управління маніпуляторного типу. Являє собою плоску коробочку з двома-трьома кнопками. Переміщення миші по плоскій поверхні синхронізовано з переміщенням графічного об'єкта (покажчика миші) на екрані монітора.

Комбінація монітора і миші забезпечує найбільш сучасний тип інтерфейсу користувача, який називається графічним. Користувач спостерігає на екрані графічні об'єкти й елементи управління. За допомогою миші він змінює властивості об'єктів і пускає в хід елементи управління комп'ютерної системи, а за допомогою монітора одержує від неї відгук у графічному вигляді.

1.7 Порти

Порти (port) - електронні плати, за допомогою яких приєднюються до комп'ютера інші пристрої (зовнішні чи внутрішні). Розрізняють:

– паралельні (LPT1, LPT2, … - Line Port Terminal, 25 гнізд) - приєднують принтер, сканер.

– послідовні (COM1, COM2… - Communications, 9 чи 25 штирів) - приєднують мишу, модем.

– USB (Universal Serial Bus - Універсальна послідовна шина) - для під'єднання найновіших принтерів і сканерів, електронних фотоапаратів тощо.

– IrDA (Infrared Data Communications) - інфрачервоні порти для дистанційного управління.

Існують також варіанти дистанційного підключення за допомогою радіосигналу.

2. Хід роботи

Ця лабораторна робота виконується обов`язково в повному обсязі без розбиття на рівні складності.

3. Контрольні запитання

Які пристрої входять до базової (стандартної) конфігурації персонального комп'ютера?

Умовне позначення комп'ютера.

Склад та призначення процесора.

Склад та призначення оперативної пам'яті.

Склад та призначення системного блоку.

Призначення та споживацькі характеристики моніторів.

Склад та призначення клавіатури. Призначення клавіш з різних груп.

Призначення миші.

Які пристрої знаходяться всередині системного блоку?

Призначення та будова накопичувачів на жорсткому диску.

Основні характеристики жорстких дисків.

Основні характеристики гнучких дисків.

Поняття, призначення та основні характеристики CD-ROM.

Поняття та призначення відеокарти.

Поняття та призначення звукової карти.

Які пристрої розташовані на системній платі?

Размещено на Allbest.ru