Как устроен персональный компьютер

Размещено на http://www.allbest.ru/

Муниципальное бюджетное учреждение

«Балтасинская средняя общеобразовательная школа»

Балтасинского муниципального района Республики Татарстан

Реферат

«Как устроен персональный компьютер»

Выполнила: Кузьмина Дарина,

ученица 8А класса

Проверил: Файзрахманов И.Р.

Балтаси 2016

Содержание

Введение

1. Что такое персональный компьютер

2. Принцип действия компьютера

3. Структурная схема компьютера

Список использованной литературы

Введение

В настоящем времени трудно назвать те области человеческой деятельности, успехи в которых не были бы связаны с использованием компьютера. Сфера применения компьютера постоянно расширяется, существенно влияя на развитие производительных сил нашего общества. Непрерывно изменяются технико-экономические характеристики компьютера, например, такие, как быстрота действия, ёмкость памяти, надёжность в работе, стоимость, удобства в эксплуатации, габаритные размеры, потребляемая мощность и др. В широком понимании всякий компьютер рассматривается как преобразователь информации. При этом под информацией понимается различные сведения о тех или иных явлениях природы, событиях общественной жизни или процессах, протекающих в технических устройствах.

Актуальность темы реферата обусловлена тем, что сегодня практически у каждого человека имеется персональный компьютер и необходимо каждому человеку знать устройство компьютера, чтобы упростить его использование. Многие люди используют его для работы, учебы, в целях развлечения. Компьютер стал неотъемлемой частью нашей жизни.

Цель работы - понять, как устроен компьютер.

Задачи.

1) Узнать, что такое персональный компьютер.

2) Рассмотреть основные элементы, из которых состоит компьютер и их функции.

3) Узнать, как взаимодействуют устройства ПК.

В последние годы произошли кардинальные изменения в области вычислительной техники. Благодаря разработке и внедрению микропроцессоров в структуру ЭВМ появились малогабаритные, удобные для пользователя персональные компьютеры. Ситуация изменилась, в роли пользователя может быть не только специалист по вычислительной технике, но и любой человек, будь то школьник или домохозяйка, врач или учитель, рабочий или инженер. Часто это явление называют феноменом персонального компьютера. В настоящее время мировой парк персональных компьютеров превышает 20 млн.

1. Что такое персональный компьютер

Что же такое персональный компьютер? Ответ на этот вопрос можно найти, если четко сформулировать, что такое персональный компьютер и каковы его основные признаки. Надо правильно воспринимать само определение " персональный", оно не означает принадлежность компьютера человеку на правах личной собственности. Определение "персональный" возникло потому, что человек получил возможность общаться с ЭВМ без посредничества профессионала-программиста, самостоятельно, персонально. При этом не обязательно знать специальный язык ЭВМ. Существующие в компьютере программные средства обеспечат благоприятную " дружественную" форму диалога пользователя и ЭВМ. Можно выделить пять формальных признаков, которые помогут нам определить, является ли данный компьютер персональным или нет.

1. Способ управления простой, наглядный, удобный, не требующий глубоких знаний в области вычислительной техники. Все технические средства (дисплей, клавиатура, манипулятор, печатающее устройство и т.д.), обеспечивающие взаимодействие человека и ЭВМ, сделаны так, чтобы на них безбоязненно мог работать даже ребенок. Общение человека и компьютера организованно в диалоговом режиме.

2. Разработано большое количество программных средств для различных областей применения. Это избавит пользователя от необходимости самому составлять программу на языке компьютера.

3. Малогабаритные устройства внешней памяти большой емкости допускают замену одного накопителя другим. К таким устройствам можно отнести: накопители на гибких магнитных дисках и винчестерских дисках, кассетные магнитофон.

4. Благодаря малым габариту и массе, сравнимым с телевизором, для установки не требуется специальных приспособлений, достаточно место на рабочем столе.

5. Конструкция персонального компьютера и его внешнее оформление привлекательны по цвету и форме, удовлетворяют эргономическим показателям. Впервые за время развития вычислительной техники этот признак включен в качестве основного при определении целого класса ЭВМ.

Если описывать компьютер внешне, то это «небольшой ящик, лежащий (desktop) или стоящий (mini-tower) на столе, реже - ящик высотой около метра (tower), стоящий на полу, с выключателем питания и прорезями, в которые вставляются дискеты. К этому ящику подключается монитор (дисплей), напоминающий телевизор, клавиатура и мышь - небольшая коробочка с двумя или тремя кнопками, которую перемещают по столу или специальному коврику. К компьютеру также подключаются принтер или сканер - устройства, позволяющие сканировать и распечатывать на бумаге тексты, изображения, графики, письма, таблицы и т.д.

Но компьютер - это не только аппаратура или железо. Это также и различные программы, записанные в нём и выполняемые по приказу пользователя или незаметно для него, обеспечивающие работоспособность всей системы в целом. Стоимость установленных на компьютере программ всё чаще оказывается выше стоимости самого компьютера. Своим широким распространением персональные компьютеры обязаны в первую очередь удобству использования и "дружелюбно" разработанных для них программ.

Один из важнейших элементов компьютера - микропроцессор, для краткости часто называемый процессором. Именно он проделывает все вычисления, необходимые при выполнении программы. Микропроцессоры постоянно совершенствуются, каждые 1 - 2 года появляется новая модель. Однако новые микропроцессоры используют тот же набор команд, что и старые, только постоянно расширяемые.

РС - совместимые компьютеры построены на микропроцессорах, разработанных фирмой INTEL, это 8088 в первых компьютерах, 80286 - в РСАТ, в следующих моделях - 80386, 8046 и в последних - PENTIUM. Зачастую тип компьютера определяют типом микропроцессора и его быстродействием.

Компьютер является универсальным средство обработки информации, представленной в дискретной форме. Принцип действия компьютера, назначение его устройств и характер их взаимодействия удобно проследить по классической схеме, которая легла в основу построения первых ЭВМ. Последующая эволюция внесла в неё определённые изменения, однако принципы, заложенные в данной структурной схеме, в основном сохранились до наших дней. Пульт управления предназначен для пуска и остановки машины, задания режимов её работы, контроля и индикации состояния отдельных устройств и ЭВМ в целом. На пульте управления располагаются необходимые органы управления - кнопки, тумблеры, клавиатура, а также сигнализационные лампочки, отражающие состояние различных устройств и узлов ЭВМ.

2. Принцип действия компьютера

Важнейшим элементом компьютера является память. Она делится на оперативную и долговременную. Память измеряется в байтах. В одном байте может храниться одна буква или цифра. Используются также величины кило байт (Кб), мегабайт (Мб) и гигабайт (Гб). Один килобайт равен 1024 байтам. Из-за того, что внутри компьютера используется двоичная система счисления, такие числа оказываются более удобными, чем круглые. Доступ к оперативной памяти практически не отнимает времени у процессора, на этой памяти всегда меньше, чем хотелось бы. Ёмкость долговременной памяти гораздо больше, но для доступа к ней требуется довольно большое компьютерное время.

Следующий важный элемент компьютера - контроллер дисплея, или видеоадаптер. Его задача заключается в преобразовании цифровых сигналов, поступающих от микропроцессора, в видеосигнал, подаваемый на дисплей. Видеоконтроллер имеет собственную память, размер которой определяет, на сколько точек можно разбить изображение на экране, и какое количество цветов можно использовать. Наиболее распространёнными в настоящее время являются видеоадаптеры VGA и SVGA.

VGA обеспечивает формирование изображения из 480 линий по 640 точек в каждой, причём одновременно можно использовать только 16 цветов (режим 640Х480Х16). SVGA - адаптеры в зависимости от объёма установленной на них памяти могут работать в большем числе режимов, например, 800х600Х256,1024х768х256 и даже 1600х1200х16млн. Конечно, чем мельче точки, из которых состоит изображение, тем легче глазу его воспринимать.

Существует несколько типов компьютеров, отличающихся составом и характеристиками своих компонентов, которые используются для решения различных задач. Так, для решения сложных задач обработки информации требуется компьютер, который содержал бы наиболее мощное устройство для проведения вычислений. В нём, как правило, несущественно качественное представление информации, и устройство, на котором эта информация отображается, может быть весьма слабым. Обычно компьютеры, удовлетворяющие таким условиям и работающие в общей вычислительной сети офиса, называются серверами и предназначены для обработки информации по требованиям, поступающих с других компьютеров. С другой стороны, компьютер, предназначенный в основном для печати документов, может не иметь столь мощного устройства обработки информации, однако к нему должно быть подключено печатающее устройство часто довольно высокого качества. В офисах используются компьютеры, стационарно располагающиеся на рабочих местах.

Основой персонального компьютера является системный блок. Он организует работу, обрабатывает информацию, производит расчеты, обеспечивает связь человека и ЭВМ. Пользователь не обязан досконально разбираться в том, как работает системный блок. Это удел специалистов. Но он должен знать, из каких функциональных блоков состоит компьютер. Мы не имеем четкого представления о принципе действия внутренних функциональных блоков окружающих нас предметов - холодильника, газовой плиты, стиральной машины, автомобиля, но должны знать, что заложено в основу работы этих устройств, каковы возможности составляющих их блоков.

Системный блок персонального компьютера состоит из системной платы, имеющей размеры 212/300 мм и расположенной в самом низу, динамика, вентилятора, источника питания, двух дисководов. Один дисковод обеспечивает ввод-вывод информации с винчестерского диска, другой- с гибких магнитных дисков.

Системная плата является центральной частью ЭВМ и составлена из нескольких десятков интегральных схем разного назначения. Микропроцессор выполнен в виде одной большой интегральной схемы. Предусмотрено гнездо для дополнительного микропроцессора Intel 8087 - выполнения операции с плавающей запятой. При необходимости повысить производительность компьютера можно поместить его в это гнездо. Имеется несколько модулей постоянной и оперативной памяти. В зависимости от модели предусмотрены от 5 до 8 разъемов, куда вставляются платы различных адаптеров.

Адаптер - это устройство, которое обеспечивает связь между центральной частью ЭВМ и конкретным внешним устройством, например между оперативной памятью и принтером или винчестерским диском. На плате также устанавливают несколько модулей, выполняющих вспомогательные функции при работе с компьютером. Имеются переключатели, которые необходимы для обеспечения работы компьютера при выбранном составе внешних устройств (конфигурация компьютера).

Процессор занимает центральное место в структуре компьютера, так как осуществляет автоматическое управление взаимодействием всех устройств, входящих в состав компьютера и выполняющее арифметическое и логическое действия.

Внутренняя память - это память высокого быстродействия и ограниченной емкости. При изготовлении блока памяти используют либо электронные схемы на полупроводниковых элементах, либо ферромагнитные материалы. Конструктивно он выполнен в одном корпусе с процессором и является центральной частью ЭВМ. Внутренняя память может состоять из оперативной и постоянной памяти. Принцип ее разделения такой же, как у человека. Мы обладаем некоторой информацией, которая хранится в памяти постоянно, а есть информация, которую мы помним некоторое время, либо она нужна только на тот момент, пока мы думаем над решением какой-то проблемы. Оперативная память служит для хранения оперативной, часто изменяющейся в процессе решения задачи. При решении другой задачи в оперативной памяти будет храниться информация только для этой задачи. При отключении ЭВМ вся информация, находящаяся в оперативной памяти, в большинстве случаев стирается. Постоянная память предназначена для хранения постоянной информации, которая не зависит от того, какая задача решается в ЭВМ. В большинстве случаев постоянной информацией являются программы решения часто используемых задач, например вычисление функций sinX, cosX, lgX, а также некоторые управляющие программы, микропрограммы и т.д. Отключение ЭВМ и включение ее в работу не влияют на качество хранения информации.

Внешняя память предназначена для долговременного хранения информации независимо от того, работает ЭВМ или нет. Характеризуется она более низким быстродействием, но позволяет хранить большой объем информации по сравнению с оперативной памятью. Во внешнюю память записывают информацию, которая не меняется в процессе решения задачи, программы, результаты решения и т.д. В качестве внешней памяти используют магнитные диски, магнитные ленты, магнитные карты, перфокарты, перфоленты. Устройства ввода - вывода предназначены для организации ввода информации в оперативную память компьютера или вывода информации из оперативной памяти компьютера во внешнюю память либо непосредственно пользователю (НМЛ - накопитель на магнитной ленте НГМД - накопитель на гибких магнитных дисках, НМД - накопитель на жестких магнитных дисках, УПК-устройство ввода-вывода с перфокарт, УПЛ - устройство ввода-вывода с перфолент).

Монитор чем-то похож на телевизор. Но телевизор нельзя смотреть вблизи, потому что он очень вредно действует на глаза. Монитор тоже действует на глаза, но не так сильно, как телевизор. При работе с компьютером больше всего информации мы получаем, глядя на экран монитора. Изображение у мониторов более четкое. Мониторы бывают разные. Они различаются размерами экранов и качеством изображения. Размер экрана измеряют дюймами. Длина половинки спички и есть дюйм. Измеряют экран наискосок - между противоположными углами. Обычные мониторы имеют 14 дюймов. Часто также встречаются мониторы с размером 15 дюймов. Гораздо лучше мониторы, у которых размер 15 дюймов. Они стоят дороже, но их качество выше. С такими мониторами можно работать и без защитного экрана, хотя он и им не помешает.

Клавиатура есть у каждого компьютера. С его помощью в компьютер вводят информацию или отдают компьютеру команды. Прабабушкой клавиатуры компьютера была пишущая машинка. От нее клавиатура получила в наследство клавиши с буквами и цифрами. Но компьютер умеет делать больше дел, чем пишущая машинка, и потому у его клавиатуры намного больше клавиш. Разные клавиши служат для разных дел. Например, у обычной пишущей машинки нет клавиш для стирания того, что написано, а у клавиатуры - есть. Такая пишущая машинка не может вставить новое слово между двумя другими, а компьютер - может, и для этого тоже есть специальная клавиша. Когда мы играем в компьютерные игры, то чаще всего используем клавиши со стрелками. Их еще называют "курсорными клавишами". С помощью этих клавиш можно управлять тем, как бегает по экрану герой игры. Очень часто в играх используются клавиши СTRI и ALT. Одной клавишей герой стреляет, а другой - прыгает. Это довольно большие клавиши, к тому же они находятся в самом низу клавиатуры, и потому ими пользоваться удобно. Самая длинная клавиша - ПРОБЕЛ. Ее можно нажать даже с завязанными глазами. И потому ее тоже очень часто используют в играх.

Мышь - очень удобная пластмассовая машинка для управления компьютером. Это небольшая коробочка, внутри которой крутится резиновый шарик. Когда мышка двигается по столу или по специальному коврику, шарик крутится, а на экране двигается указатель мышки - курсор. Как и клавиатура или джойстик, мышь служит для управления компьютером. Это как бы "клавиатура наоборот". У клавиатуры более 100 клавиш, а у мыши-всего 2, но зато мышь можно катать по столу, а клавиатура стоит на одном месте. У мыши есть кнопки. Обычно их две - правая кнопка и левая. На левую кнопку удобно нажимать указательным пальцем. Поэтому эта кнопка используется очень часто. Правая кнопка используется реже - когда надо сделать что-то очень хитрое или умное. Между двумя кнопками есть маленькое колесико для прокрутки или, как говорят, для быстрого просмотра печатаного материала.

Принтер - это отдельное устройство, которое используется для того, чтобы вывести на бумагу информацию, имеющуюся в компьютере. Он подключается к компьютеру с помощью разъема USB. Самые первые принтеры для компьютеров были струйные и печатали очень медленно. Печатный текст был похожим на тот, что получался при печатании на пишущей машинке.

Сегодня самые популярные принтеры - лазерные. На них получаются странички, не уступающие по качеству книжным.

Сканер - это как бы принтер "наоборот". С помощью принтера компьютер печатает на бумаге тексты или картинки. А с помощью сканера - наоборот. Напечатанные на бумаге тексты или картинки вводят в компьютер для сохранения и для пользования в дальнейшем. Сканерами пользуются художники для рисования предметов для компьютерных игр. Однако художники ими пользоваться не очень любят. Они любят рисовать карандашом на бумаге - так получается лучше и быстрее. Поэтому картинки для игр сначала рисуют карандашом. Потом картинку вводят в компьютер при помощи сканера. Так нарисованная картинка превращается в данные, которые поступают в компьютер. На компьютере картинку раскрашивают. Для раскрашивания используют графический редактор. Хоть графический редактор и не очень удобен для рисования, для раскрашивания он подходит очень хорошо. Сканер необходим художнику, как писателю - принтер.

3. Структурная схема компьютера

Анализ новых решений построения структуры компьютера показывает, что процессор, память, устройства ввода - вывода составляют основу любого компьютера. Рассмотрим наиболее распространенную структурную схему, которая лежит в основе наиболее часто встречающихся моделей компьютеров, в частности персональных.

Современный компьютер можно представить в большинстве случаев упрощенной структурной схемой, где выделены центральная и периферийная части. К центральной части относятся процессор и внутренняя память, к периферийной части - устройства ввода-вывода и внешняя память. В основу упрощенной структурной схемы заложены принцип магистральности, модульности, микропрограммируемости.

Модульность, магистральность, микропрограммируемость используется при разработке практически любой модели компьютера.

Модульность - это построение компьютера на основе набора модулей. Модуль представляет собой конструктивно и функционально законченный электронный блок в стандартном исполнении. Это означает, что с помощью модуля может быть реализована какая-то функция либо самостоятельно, либо совместно с другими модулями. Организация структуры ЭВМ на модульной основе аналогична строительству блочного дома, где имеются готовые функциональные блоки, например санузел, кухня, которые устанавливаются в нужном месте.

Магистральность - это способ связи между различными модулями компьютеров, т.е. все входные и выходные устройства подсоединены одними и теми же проводами, называемыми шинами. Как в человеке главной артерией является аорта, связывающая сердце с помощью мелких кровеносных сосудов, так и в компьютере главной артерией является магистраль, по которой происходит основное движение информации. Магистраль компьютера состоит из нескольких групп шин, объединенных по функциональному признаку. Шинами данных служат провода, по которым передается только информация: шины адреса-провода, по которым передаются адреса ячеек и участков памяти, шины управления-провода, по которым передаются управляющие сигналы. Магистральный принцип лег в основу организации интерфейса.

Интерфейс - это совокупность аппаратуры сопряжения и программных средств для организации связи устройств компьютера и самих компьютеров. Аппаратуру сопряжения составляют электронные модули и шины, предназначенные для выполнения различных функций. Организует работу аппаратуры сопряжения по передаче информации комплекс специальных программ. компьютер микропроцессор интерфейс

Для реализации принципа микропрограммируемости необходимо наличие в компьютере так называемой постоянной памяти, в ячейках которой будут постоянно храниться коды, соответствующие различным комбинациям управляющих сигналов. Каждая такая комбинация позволяет выполнить элементарную операцию, т.е. подключить определенные электрические цепи и схемы. Для того чтобы выполнить элементарную операцию, необходимо задать управляющий сигнал. Как уже было сказано, он хранится в ячейке постоянной памяти, имеющей совершенно определенный, конкретный адрес. Значит, достаточно задать определенную последовательность адресов, чтобы был сформирован набор управляющих сигналов для выполнения элементарных операций. Задает эту последовательность адресов микропрограмма, также хранящаяся в постоянной памяти.

Однако не следует надеяться, что развитие вычислительной техники как-то кардинально изменит существование человечества. Персональный компьютер не более (но и не менее), чем один из мощных двигателей прогресса (как энергетика, металлургия, химия, машиностроение), который берет на свои "железные плечи" такую важную функцию, как рутину обработки информации. Эта рутина всегда и везде сопровождает самые высокие полеты человеческой мысли. Именно в этой рутине очень часто тонут дерзкие решения, недоступные компьютеру. Может поэтому так важно " свалить" на компьютер рутинные операции, чтобы освободить человека для его истинного предназначения - творчества.

Алексей Максимович Горький когда-то сказал знаменитые слова: "Все - в человеке, все для человека! Существует только человек, все же остальное - дело его рук и его мозга".

Компьютер - тоже дело рук и мозга человека.

Список использованной литературы

1. Иванов Е.А., Степанов И.М., Хомяков К.С. "Периферийные устройства ЭВМ",

2. М, "Инфо", 1987 г.

3. Ламекин В.Ф. "Оргтехника для вашего офиса", Ростов-на-Дону, "Новая печать", 1997г.

4. Семененко В.А. Айдидын В.М., Липова А.Д. «Электронные вычислительные машины», М, "Высшая школа", 1991 г.

5. А. М. Горький «Детство. В людях. Мои университеты». М., «Художественная литература», 1984 г.

Размещено на Allbest.ru