Архитектура персонального компьютера

Размещено на http://www.allbest.ru/

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Лабораторная работа №1

по дисциплине:

«Вычислительные системы, сети и телекоммуникации»

Тема: Архитектура персонального компьютера

Выполнил: студент 1-го года обуч.

Специальность:__ПИЭ^зу

Хабаровск 2007

Лабораторная работа №1

ТЕМА: Архитектура персонального компьютера

Цель и задачи работы: изучение основных блоков персонального компьютера и оценка его стоимости

Срок выполнения: 2 недели

Характер: индивидуальный, опрос

Инструменты: персональный компьютер, отвертка

Этапы выполнения

1. Изучение комплектации рабочей станции

2. Проведение экономического исследования

3. Защита работы

Этап 1. Изучение комплектации рабочей станции

1. Зарисовать вид рабочей станции с 2-3 периферийными устройствами (рис.1)

2. Обозначить и подписать на рис.1 все узлы персонального компьютера

3. Раскрыть корпус системного блока

4. Зарисовать внутренние компоненты системного блока (рис.2)

5. Обозначить и подписать на рис.2 все узлы системного блока.

Этап 2. Проведение экономического исследования

1. Заполнить таблицу 1 для исследуемой на этапе 1 конфигурации ПК

2. Вариант 1. Используя прайс-листы магазинов по продаже компьютерной техники и/или журналы «Мир техники», «Хабаровский компьютерный рынок» предложите альтернативную конфигурацию персонального компьютера за ту же стоимость. Но с использованием компонентов других производителей. Письменно обоснуйте ваши предложения.

3. Вариант 2. Предложите минимальную конфигурацию для рабочего места секретаря. Письменно обоснуйте ваши предложения.

4. Вариант 3. Предложите минимальную конфигурацию для рабочего места в игровом зале. Письменно обоснуйте ваши предложения.

Этап 1. Изучение комплектации рабочей станции

ПК и их значение

Архитектура компьютера обычно определяется совокупностью ее свойств, существенных для пользователя. Основное внимание структуре и функциональных возможностях машины. Которое можно разделить на основные и дополнительные.

Основные функции определяют назначение ЭВМ: обработка и хранение информации, обмен информацией с внешними объектами. Дополнительные функции повышают эффективность выполнения основных функций: обеспечивают эффективные режимы ее работы, диалог с пользователем, высокую надежность и др. названные функции ЭВМ реализуются с помощью ее компонентов: аппаратных и программных средств. персональный компьютер системный

Структура компьютера - это некоторая модель, устанавливающая состав, порядок и принципы взаимодействия входящих в нее компонентов.

Персональный компьютер - это настольная или переносная ЭВМ, удовлетворяющая требованиям общедоступности и универсальности применения.

Достоинствами ПК являются:

- малая стоимость, находящаяся в пределах доступности для индивидуального покупателя;

- автономность эксплуатации без специальных требований к условиям окружающей среды;

- гибкость архитектуры, обеспечивающая ее адаптивность к разнообразным применениям в сфере управления, науки, образования, в быту;

- «дружественность» операционной системы и прочего программного обеспечения, обусловливающая возможность работы с ней пользователя без специальной профессиональной подготовки;

- высокая надежность работы (более 5 тыс. ч наработки на отказ).

Структура персонального компьютера

Рассмотрим состав и назначение основных блоков ПК.

Рис. 1. Структурная схема ПК

Обычно персональный компьютер состоит из трех частей:

· системного блока;

· клавиатуры, позволяющей вводить символы в компьютер;

· монитора (или дисплея) - для изображения текстовой или графической информации.

Компьютеры выпускаются и в портативном варианте (как дипломат) или блокнотном (ноутбук) исполнении. Здесь системный блок, монитор и клавиатура заключены в один корпус: системный блок "спрятан" под клавиатурой, а монитор сделан как крышка к клавиатуре.

Хотя из этих частей компьютера системный блок выглядит наименее эффектно, именно он является в компьютере "главным". В нем располагаются все основные узлы компьютера:

· электронные схемы, управляющие работой компьютера (микропроцессоры, оперативная память, контроллеры устройств);

· блок питания, преобразующий электропитание сети в постоянный ток низкого напряжения, подаваемый на электронные схемы компьютера;

· накопители (или дисководы) для гибких магнитных дисков, используемые для чтения и записи на гибкие магнитные диски (дискеты);

· накопитель на жестких магнитных дисках, предназначенные для чтения и записи на несъемные жесткие магнитные диски (винчестер).

Микропроцессор - важнейший элемент компьютера, так как им определяется скорость выполнения машиной программ пользователя. Со времени появления персональных компьютеров (ПК) сменилось несколько поколений процессоров, что составляет следующий ряд в порядке увеличения скорости: 8088, 486,Pentium1-4,AMD Athlon XP, Pentium D,E,AthlonX2 и другие.

Параметры процессора:

· разрядность - ширина "такта", по которому передается компьютерная информация: 8, 16, 32 или 64 бита;

· тактовая частота, характеризующая число команд, выполняемых процессором за одну секунду ,измеряется в мегагерцах (МГц)

Микропроцессор включает в себя:

· арифметико-логическое устройство (АЛУ), которое выполняет операции (микрооперации), необходимые для выполнения команд микропроцессора;

· устройство управления (УУ) - управляет всеми частями компьютера посредством принципов программного управления;

· микропроцессорная память (МПП). В микропроцессоре есть несколько ячеек собственной памяти, они называются регистрами. Некоторые из них предназначены для хранения операндов - величин, участвующих в текущей операции. Такие регистры называются регистрами общего назначения (RON).

Регистр команд (RK) предназначен для хранения текущей команды. В регистре - счетчике команд (СК) хранится текущий адрес. Перед выполнением программы необходимо задать ее начальный адрес - записать его в счетчик команд.

Через интерфейсную систему, основу которой составляет системная шина персонального компьютера, микропроцессор соединяется с:

а) Основной памятью компьютера:

· оперативное запоминающее устройство (RAM) хранит работающую программу и данные;

· постоянное запоминающее устройство (ROM) - хранит информацию, которая необходима для постоянной работы.

RAM и ROM разбиты на ячейки, каждой из которых присвоен порядковый номер (адрес).

б) Внешней памятью:

· накопители на жестких магнитных дисках - устройства с несъемными носителями (винчестеры). Жесткие диски служат для постоянного хранения в компьютере программ и данных.

Выполнение многих современных прикладных программ без них невозможно. Большинство жестких дисков, в отличие от имеющих меньшую емкость дискет, нельзя снять, поэтому их иногда называют несъемными дисками. Можно, однако приобрести и съемные жесткие диски. Они ценны, когда нужно сохранять конфиденциальность информации и как средство переноса больших объемов данных между компьютерами. Емкость современных накопителей на жестких магнитных дисках может достигать нескольких Гбайт.

Более популярны накопители на оптических дисках благодаря большой емкости и надежности.

Неперезаписываемые лазерно-оптические диски обычно называют компакт-дисками ПЗУ - Compact disc (CD/DVD) ROM. Они имеют емкость От 700Мбайт до 9Гбайт, время доступа - от 30 до 300мс.

· накопители на гибких магнитных дисках. Для данных накопителей носителями являются дискеты (флоппи-диски)-морально устарели

в) С монитором через видеоадаптер.

г) С принтером через адаптер принтера.

д) С источником питания.

ж) С каналом связи через сетевой адаптер.

Сетевой адаптер дает возможность подключить компьютер в локальную сеть. При этом пользователь может получать доступ к данным, находящимся на других компьютерах.

з) таймером (таймер - внутренние электронные часы, которые подключены к автономному источнику питания (аккумулятору), продолжающий работать даже после отключения машины от питающей сети).

и) Микропроцессор через интерфейс связан с клавиатурой, а также имеет генератор тактовых импульсов, который генерирует последовательность электрических импульсов, а частота этих импульсов определяет тактовую частоту машины (ее быстродействие).

к) С математическим сопроцессором.

Обычно универсальные микропроцессоры относительно медленно выполняют арифметические операции над числами с плавающей запятой. Это объясняется тем, что они работают с целыми числами, и при использовании чисел, представленных в другой форме, им требуются дополнительные команды преобразования.

Для ускорения выполнения арифметических операций часто используется отдельный процессор, называемый математическим сопроцессором. Он выполняет арифметические операции над числами с плавающей запятой самостоятельно, без дополнительных программных средств. Благодаря этому в несколько раз возрастает скорость вычислительного процесса.

Рис.2. Узлы системного блока

Процессор и вентилятор;

1. Материнская плата;

2. Южный мост;

3. Северный мост;

4. Видеокарта;

5. Встроенный звуковой кодек;

6. жесткий диск;

7. оперативная память;

8. блок питания;

9. оптический привод;

10. Флоппи дисковод;

11. Корпус;

Этап 2. Проведение экономического исследования

Рассмотренные конфигурации ПК по заданию приведены в таблице 1, цены указанные действующие.

Таблица 1.

Комментарии к варианту 1

Альтернативная конфигурация ПК собрана на базе комплектующих INTEL. Оборудование данного производителя обеспечивает лучшую производительность всей системы, однако увеличивается суммарная стоимость системы. В ходе разработки альтернативной конфигурации системы был замен ЭЛТ монитор на ЖК, в связи с тем, что данная технология морально устарела и данный монитор занимает много полезной площади. Жесткие диски Seagate и Western Digital обладают одинаковыми параметрами работы, однако надежность Seagate будет на пару пунктов больше. Видеокарта на чипсете ATI по своим параметрам является аналогом моей видеокарты по производительности, но в некоторых графических приложениях и играх обеспечивает прирост по производительности

Комментарии к варианту 2

Данная конфигурация компьютера собрана для работы в Офисе. ЖК монитор обладает малыми размера, что позволяет сэкономить весьма дефицитную полезную площадь рабочего места, также при работе за ЖК монитором не устают глаза, Размер матрицы выбран 17”, так как данный размер монитора позволяет комфортно работать с текстом. Система базируется на процессоре Intel Celeron, данная урезанная версия процессора Intel Pentium D в сочетании с встроенной видеокартой обеспечивает комфортную работу в офисных приложениях и при работе со стандартными графическими приложениями. Объема оперативной памяти хватает для одновременной работы сразу в нескольких приложениях. Показатели системы удовлетворяют рекомендуемым системным требованиям Windows Vista/Windows XP

Комментарии к варианту3

Данная конфигурация позволяет справится с любыми самыми «жадными» приложениями, начиная от сверх современных игр, заканчивая сложными графическими пакетами обработки 3D графики, следовательно данный компьютер будет полезен не только заядлым геймерам, но и серьезным разработчикам софта и даже самих игр. Мощный четырехядерный процессор последней разработки Intel обеспечивает просто фантастическую мощь-2.4 GHz в четырех ядрах, а наличие большого объема Кеша позволяет оптимизировать выполнение сложных задач. В системе установлено 2 гигабайта оперативной памяти, что является вполне закономерным решением, все современные приложения требуют от 1 до 2 гигабайт памяти, пропускная частота памяти в 800Mhz обеспечивает эффективную работу системы в целом. В компьютере установлена материнская плата на чипсете Nforce 680, данный вид чипсета оптимизирован для работы с несколькоядерными процессорами. Также на материнской плате установлен контроллер Gigabit LAN , что позволит подключить компьютер к сети. Отдельно стоит сказать о технологии PCI-Ex16 SLI- Данная технология обеспечивает одновременную работу двух топовых видеокарт в режиме моста, разделение задач между двумя видеокартами обеспечивает эффективную работу графики, так что пользователь надолго забудет, о торможении кадров и выпадении текстур. Выбор жесткого диска объемом в 750Gb является оптимальным с точки зрения соотношения объем/качество/цена. Данная емкость позволяет хранить огромное количество игр, фильмов, музыки и других фалов пользователя. Блок питания фирмы Hiper на 580W обеспечивает запас по мощности, для дальнейшей модернизации. 22 дюймовый монитор с функцией HDTV и откликом 2мс позволит полностью насладится качеством 3D графики современных игр и приложений. Привод гибких дисков Plextor может прочитать, все современные форматы данных даже на очень некачественных носителях и высокую скорость передачи обеспечивает подключение по интерфейсу SATA. Стильный алюминиевый корпус полностью дополняет всю систему.

Вывод

Выполняя лабораторную работу я ознакомился с основными узлами персонального компьютера, оценил стоимость различных конфигураций систем и провел исследование различных конфигураций системных блоков. В ходе работы я пришел к выводу, что на компьютерном рынке существуют различные классы и типы комплектующих и при покупке или сборке компьютера следует руководствоваться требованиям, предъявляемым программным обеспечением и областью применения данного оборудования

Список литературы

1. Смирнов А.Д. Архитектура вычислительных систем. М.: Наука, 1990. 320с.

2. Вычислительные машины системы и сети. /Под ред. А.П. Пятибратова. М.: Финансы и статистика, 1991. 400 с.

3. Ахметов К.С., Борзенко А.Е. Современный персональный компьютер. М.: ТОО КомпьютерПресс, 1995. 317 с

Размещено на Allbest.ru