Архитектура современного персонального компьютера

Тема: Архитектура современного персонального компьютера

Раздел: Бесплатные рефераты по информатике

Тип: Курсовая работа | Размер: 1.04M | Скачано: 348 | Добавлен 15.03.13 в 11:30 | Рейтинг: 0 | Еще Курсовые работы

Оглавление

Введение. 3

Теоретическая часть. 5

1.     Структура современного ПК.. 5

2.     Характеристика основных компонентов ПК.. 7

Практическая часть. 14

1.     Общая характеристика задачи. 14

2.   Описание алгоритма решения задачи. 17

Список использованной литературы.. 24

Приложение. 25

 

Введение

Целью данной курсовой работы является изучение архитектуры современного персонального компьютера и её основных компонентов.

Под архитектурой компьютера понимается его логическая  организация, структура и ресурсы, то есть средства вычислительной системы, которые могут быть выделены процессу обработки данных на определенный интервал времени. Архитектура ПК определяет принцип действия, информационные связи и взаимное соединение основных логических узлов компьютера: центрального процессора, основной памяти, внешней памяти, периферийных устройств.

Современный рынок компьютерной техники столь разнообразен, что рост потенциальных возможностей ПК и появление более новых производительных компонентов неизбежно вызывает желание модернизировать свой компьютер.

Актуальность данной темы заключается в том, что, не зная общего устройства и основных принципов работы компьютера, невозможно провести его подключение и модернизацию.

В данной курсовой работе будут рассмотрены следующие вопросы:

1. Структура современного ПК

2. Характеристика основных компонентов ПК

В практической части курсовой работы будет решена и описана задача под вариантом №9 с использованием пакета прикладных программ на ПК.

Для выполнения и оформления курсовой работы использовался следующий состав программного и технического обеспечения.

Программное обеспечение: ОС MS Windows XP; пакет прикладных программ – MS Office 2007 ( MS Word 2007 и MS Excel 2007).

Техническое обеспечение: процессор Intel Pentium.

 

Теоретическая часть

1.     Структура современного ПК

Архитектура компьютера обычно определяется совокупностью ее свойств, существенных для пользователя. Основное внимание при этом уделяется структуре и функциональным возможностям машины, которые 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.

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

Рассмотрим принципы взаимодействия основных устройств ПК.

Материнская (системная) плата – важнейший элемент ПК, к которому подключено всё то, что составляет сам компьютер (Приложение 2). В нее устанавливается процессор, оперативная память, микропроцессорный комплект (чипсет), с ней связаны жесткий диск и CD-ROM, к ней подключаются различные дополнительные устройства.

Таким образом, материнская плата, центральный процессор, оперативная память составляют основу ПК, от их производительности зависит производительность компьютера в целом. На материнской плате находятся специальные перемычки – джамперы, позволяющие подстроить ее под тип процессора и других устройств, устанавливаемых на ней. На материнской плате устанавливаются разъемы для установки дополнительных устройств – слоты расширения. Все дополнительные устройства взаимодействуют с процессором и оперативной памятью через системную магистраль передачи данных – шину. Виды слотов расширения различаются по типу шины.

Аппаратно-логические устройства, отвечающие за совместное функционирование различных компонентов, называют интерфейсами.

Современный компьютер заполнен разными интерфейсами, обеспечивающими всеобщее взаимодействие. Именно совокупность интерфейсов, реализованных в компьютере, образует архитектуру компьютера.

Центральной частью компьютера является системный блок с присоединенными к нему клавиатурой, монитором и мышью.

В системном блоке располагаются все основные устройства компьютера: микропроцессор, оперативная память, контроллеры, накопители, дисководы для компакт-дисков, блок питания, счетчик времени и другие устройства.

Все компоненты ПК по их функциональному отношению к работе с информацией можно условно разделить на:

• устройства обработки информации (центральный процессор, специализированные процессоры);
• устройства хранения информации (жесткий диск, CD-ROM, оперативная память и др.)
• устройства ввода информации (клавиатура, мышь, микрофон, сканер и т.д.)
• устройства вывода информации (монитор, принтер, акустическая система и т.д.).

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.

 

2.     Характеристика основных компонентов ПК

Устройства обработки

Процессор – основная микросхема компьютера, предназначенная для обработки информации и управления этим процессом. Основу процессора составляют регистры – быстродействующие устройства, предназначенные для хранения и обработки информации (команд и данных).

Процессор состоит из арифметико-логического устройства (АЛУ), устройства управления (УУ) и нескольких ячеек внутренней памяти – регистров. В регистрах хранятся команды, данные и адреса. АЛУ выполняет числовые и логические операции с данными в соответствии с кодом команды, хранящимся в регистре команд (сложение, сравнение, простые логические операции – И, ИЛИ, НЕ, операции сдвига и т.п.). УУ с помощью набора управляющих сигналов организует согласованную работу всех блоков процессора и управляет как передачей адресов, команд и данных в процессоре по внутренней шине, так и взаимодействием процессора с внешними устройствами.

Главными характеристиками процессора являются его быстродействие – число выполняемых операций в единицу времени, и разрядность – объем информации, которую процессор обрабатывает за одну операцию. Быстродействие современных процессоров превышает 1 ГГц. Под разрядностью процессора принято понимать количество двоичных разрядов в его регистрах.

Системная шина является основной интерфейсной системой компьютера, обеспечивающей сопряжение и связь всех его устройств между собой. (Приложение 3)

Системная шина включает:

• шину данных, содержащую провода и схемы сопряжения для параллельной передачи всех разрядов числового кода;

• шину адреса, состоящую из проводов и схем сопряжения, для параллельной передачи всех разрядов кода адреса ячейки основной памяти или порта ввода-вывода внешнего устройства;

• шину управления для передачи управляющих сигналов во все блоки компьютера.

Внешние, или периферийные, устройства ПК подключаются к интерфейсным шинам через адаптеры (или контроллеры) и предназначены для организации интерфейса ПК с пользователем, осуществления операций ввода-вывода и хранения данных. Во многом благодаря разнообразным внешним устройствам обеспечивается универсальность использования ПК в различных областях деятельности человека.

Устройства хранения

Центральный процессор (ЦП) взаимодействует с внутренним ЗУ, называемым оперативным запоминающим устройством (ОЗУ) или оперативной памятью (ОП). ОП  предназначена для приема, хранения и выдачи всей информации, необходимой для выполнения операций в ЦП. Кроме оперативной памяти во всех компьютерах обычно имеется внутренняя постоянная память, используемая для хранения постоянных данных и программ.

Оперативная память (ОП, англ. RAM – Random Access Memory – память с произвольным доступом) – это быстродействующее запоминающее устройство с прямым доступом процессора, которое предназначено для записи, считывания и временного хранения выполняемых программ и данных. Она ограничена по объему. ОП – электрическое устройство, и при выключении ПК все его содержимое пропадает.

Внутренняя память имеет в своем составе несколько устройств. Основным является оперативное запоминающее устройство (ОЗУ).

ОЗУ имеет непосредственную связь с процессором. В нем хранятся программные команды и данные, участвующие в данное время в вычислениях. Обычно они поступают от внешних устройств – с клавиатуры, жесткого и гибких дисков, сканера и пр. Результаты работы выводятся на внешние устройства – монитор или принтер. В ОЗУ записываются результаты вычислений перед пересылкой их во внешнюю память или на устройства вывода. Основными особенностями ОЗУ являются:

• возможность считывать и записывать информацию из произвольного места памяти;
• высокая скорость работы, близкая к быстродействию микропроцессора;
• необходимость специальных мер по сохранению информации из ОЗУ после завершения работы (энергозависимость).

Другим важным устройством внутренней памяти компьютера является постоянное запоминающее устройство (ПЗУ). Информация в это устройство записывается производителем, сохраняется неизменной и постоянно доступна компьютеру, в том числе сразу в момент включения. Когда ПК находится в выключенном состоянии, сохранность информации в ПЗУ обеспечивается вмонтированной в системный блок аккумуляторной батареей. ПЗУ играет очень важную роль, потому что в нем записана программа начальной загрузки компьютера.

Также в ПЗУ находится комплект программ, который образует базовую систему ввода-вывода (BIOS – Basic Input Output System). Основное назначение программ этого пакета состоит в том, чтобы проверить состав и работоспособность компьютерной системы и обеспечить взаимодействие с клавиатурой, монитором, жестким диском и дисководом гибких дисков. Программы, входящие в BIOS, позволяют нам наблюдать на экране диагностические сообщения, сопровождающие запуск компьютера, а также вмешиваться в ход запуска с помощью клавиатуры.

В современных компьютерах быстродействие процессора и ОЗУ может существенно отличаться. Поэтому, для повышения производительности системы в качестве буфера между АЛУ и ОЗУ используется сверхоперативное ЗУ (СЗУ) или кэш-память. СЗУ невидимо для пользователя и данные, хранящиеся в нем, недоступны для прикладного программного обеспечения.

Основная идея работы кэш-памяти заключается в том, что извлеченные из ОЗУ данные или команды программы копируются в СЗУ; одновременно в специальный каталог адресов, который находится в той же самой памяти, запоминается, откуда информация была извлечена. Если данные потребуются повторно, то уже не надо будет терять время на обращение к ОЗУ – их можно получить из кэш-памяти значительно быстрее. Как и для ОЗУ, увеличение объема кэша повышает эффективность работы компьютера.

Для хранения больших объемов информации, которые не используются в данный момент времени процессором, предназначаются внешние запоминающие устройства (ВЗУ). К ним относятся: винчестеры (жесткие магнитные диски), оптические диски, магнитно-оптические диски, флоппи диски, Zip and Jaz Iomega discs (относительно новые носители информации, которые призваны заменить гибкие магнитные диски), стримеры (магнитные ленты).

Накопители на компакт-дисках CD-ROM, CD-R и CD-RW относятся к оптическим накопителям информации, чтение которой и запись (только для накопителей CD-R и CD-RW) производятся лучом лазера.

Накопитель на CD-ROM предназначен для хранения и чтения информации.

В середине 1990-х гг. появились накопители и компакт-диски с возможностью однократной записи CD-R (CD-Recordable).

Позднее появились компакт-диски с возможностью перезаписи данных – CD-ReWritable.

Дальнейшее развитие технологий изготовления компакт-дисков привело к созданию дисков с высокой плотностью записи, которые получили название цифровых универсальных дисков (DVD – Digital Versatile Disk).

Дальнейшее увеличение объема информации было обеспечено появлением двусторонних DVD.

Flash-память – очень компактный накопитель информации достаточно большой емкости. Устройство распознается как жесткий диск и допускает «горячее», то есть при включенном компьютере, подключение. Обладает высокой скоростью обмена информацией.

Устройства ввода и вывода

Внешние устройства ПК делятся на три группы:

• ввода данных (клавиатура, сканер, графический планшет, микрофон, специальные манипуляторы: мышь, джойстик, трекбол, тачпэд и т.п.).

• вывода данных (монитор, принтер, колонки, графопостроитель).

• хранения данных (НЖМД, НГМД, флэш-память, стримеры и т.п.).

Основным устройством ручного ввода информации в ПК является клавиатура. Она содержит стандартный набор клавиш пишущей машинки, дополненный управляющими и функциональными клавишами, клавишами управления курсором и малой цифровой клавиатурой. По принципу работы выделяют два вида клавиатур – с механическими и мембранными переключателями. В первом случае используется традиционный датчик с контактами из специального сплава, во втором – мембранный переключатель. Существуют эргономичные клавиатуры, специально предназначенные для набора символов «вслепую». Имеются проводные и беспроводные клавиатуры. Передача информации в беспроводных системах осуществляется инфракрасным лучом.

Манипуляторы данными типа мышь работают по одному принципу. При перемещении мыши по горизонтальной поверхности её движение преобразуется в последовательности импульсов, а нажатие кнопок мыши – в команды. В зависимости от способа определения перемещения различают механические и оптические мыши.

Функциональное устройство трекбол аналогично механической мыши с той лишь разницей, что пользователь сам вращает шарик, встроенный в верхнюю часть корпуса. Трекболы в основном применяются в портативных компьютерах.

Тачпэд – представляет собой сенсорную пластину, которая передает в ПК движение пальца руки по поверхности пластины. Обычно тачпэд комплектуется двумя клавишами, аналогичными по функциям клавишам мыши. Тачпэды в основном используются в портативных компьютерах.

Пенмаус представляет собой аналог шариковой авторучки, на конце которой вместо пишущего узла установлен узел, регистрирующий величину перемещения.

Для компьютерных игр и в некоторых специализированных имитаторах применяют также манипуляторы рычажно-нажимного типа (джойстики) и аналогичные им джойпады,  геймпады и штурвально-педальные устройства.

С целью автоматизации ввода в компьютер графической и текстовой информации, представленной на бумажном носителе, используются сканеры. Конструктивно сканеры бывают трех типов: ручные, планшетные и роликовые.

Графический планшет (диджитайзер) является координатным преобразователем, в состав которого помимо планшета входит манипулятор в виде авторучки с датчиком вместо пера.

Для получения видеоизображений и фотоснимков непосредственно в цифровом формате служат цифровые камеры.

Звуковая информация вводится в компьютер с помощью микрофона, который подключается к специальному контроллеру – звуковой карте.

Монитор является основным устройством оперативного отображения в ПК текстовой и графической информации. Мониторы классифицируются по следующим признакам:

1. Физический принцип формирования изображения на экране монитора. По этому признаку различают мониторы с электроннолучевой трубкой, жидкокристаллические (LCD), плазменные (PDP).

Мониторы на жидких кристаллах и плазменные мониторы имеют преимущества перед мониторами с электронно-лучевыми трубками по техническим параметрам, экологической безопасности и сроку службы.

2. Размер экрана измеряется по диагонали в дюймах. Наиболее универсальными мониторами являются мониторы размером 17″.

Основными характеристиками монитора являются:

1. Частота кадровой развертки (смены кадров) измеряется в герцах и определяет скорость смены кадров изображения.

2. Разрешение экрана.

3. Цветовое разрешение экрана определяет числа различных оттенков, которые может принимать отдельная точка экрана.

Для вывода документов или других изображений на лист бумаги или прозрачную пленку используют печатающие устройства – принтеры. По принципу действия различают матричные, струйные, лазерные, светодиодные и термопринтеры.

Плоттеры или графопостроители используются в основном для вывода графической информации – чертежей, схем, рисунков и т.п.

Для вывода звука в ЭВМ используются акустические колонки или наушники, которые подключаются к выходу звуковой платы.

 

Практическая часть

1.     Общая характеристика задачи

Фирма ООО «Титаник» предоставляет услуги по перевозке грузов. Для определения затрат на приобретение материалов ежемесячно ведется учет количества приобретаемого топлива. Данные о ценах и количестве приобретенного топлива в течение месяца приведены на рис.1.

1. Построить таблицы по приведенным ниже данным.
2. Выполнить расчет средней цены 1 л топлива по каждому виду, данные расчета занести в таблицы (рис.1). Средняя цена определяется как отношение общей суммы затрат на приобретение данного вида топлива в течение месяца к общему количеству приобретенного топлива за месяц.
3. Организовать межтабличные связи для автоматического формирования ведомости затрат на приобретение топлива за квартал.
4. Сформировать и заполнить сводную ведомость затрат на приобретение топлива за квартал, определить среднюю цену 1 л топлива за квартал (рис.2).
5. Результаты расчета средней цены 1 л топлива по каждому месяцу и по каждому виду топлива представить в графическом виде.

Ведомость затрат на приобретение ГСМ за январь 2006 г.

Наименование материала	1 партия		2 партия		3 партия		Сред- няя цена за 1 л
	цена, руб.	кол-во, л	цена, руб.	кол-во, л	цена, руб.	кол-во, л
Дизельное Топливо	14,20	250	14,05	200	14,25	310
Бензин АИ-92	15,40	310	15,15	275	15,50	355
Бензин АИ-95	16,25	145	16,20	120	16,35	170
Средняя цена 1 л горючего за месяц:

Ведомость затрат на приобретение ГСМ за февраль 2006 г.

Наименование материала	1 партия		2 партия		3 партия		Сред- няя цена за 1 л
	цена, руб.	кол-во, л	цена, руб.	кол-во, л	цена, руб.	кол-во, л
Дизельное топливо	14,30	240	14,35	250	14,25	270
Бензин АИ-92	15,45	320	15,50	320	15,55	300
Бензин АИ-95	16,30	160	16,35	180	16,40	150
Средняя цена 1 л горючего за месяц:

Ведомость затрат на приобретение ГСМ за март 2006 г.

Наименование материала	1 партия		2 партия		3 партия		Сред- няя цена за 1 л
	цена, руб.	кол-во, л	цена, руб.	кол-во, л	цена, руб.	кол-во, л
Дизельное топливо	14,50	220	14,45	250	14,55	200
Бензин АИ-92	15,65	290	15,60	320	15,75	280
Бензин АИ-95	16,45	155	16,40	195	16,50	120
Средняя цена 1 л горючего за месяц:

Рис. 1. Данные о затратах на приобретение ГСМ по месяцам

	ООО «Титаник»
							Расчетный период
							с		по
							__.__.20__		__.__.20__
	СВОДНАЯ ВЕДОМОСТЬ ЗАТРАТ НА ПРИОБРЕТЕНИЕ ГСМ
	за 1 квартал 2006 г.
	Наименование материала	январь		февраль		март		Средняя цена за 1 л
		средняя цена, руб	количество, л	средняя цена, руб	количество, л	средняя цена, руб	количество, л
	Дизельное топливо
	Бензин АИ-92
	Бензин АИ-95
	Средняя цена 1 л горючего за квартал:
	Бухгалтер                                     ____________________

Рис. 2. Ведомость затрат на приобретение ГСМ за квартал

Цель решения задачи: на основании исходных данных необходимо рассчитать среднюю цену 1 л. топлива по каждому виду за месяц, а также за  квартал 2006 г., сформировать и заполнить сводную ведомость затрат на приобретение топлива за квартал и представить полученные данные в графическом виде.

 

Список использованной литературы

1. Экономическая информатика / Под ред. В.П. Косарева и Л.В. Еремина. -М.: Финансы и статистика, 2001. – 592 с.
2. Информатика и информационные технологии / Под ред. Ю.Д. Романовой. – М.: Эксмо, 2008. – 592 с.
3. Крайзмер Л.П. Персональный компьютер на вашем рабочем месте. – СПб.: Питер, 2006.
4. По ядру для каждого от Intel // Железо. – 2007. - № 45.
5. Александр Динаев. Дальше – больше // Мир ПК. – 2008. - № 1
6. Сайт компании NVIDIA. Высокопроизводительные и высокоточные эффекты - http://www.nvidia.ru/object/feature_HPeffects_ru.html
7. Алексей Садовский. Архитектура AMD K8L: собираем все слухи воедино - http://www.ferra.ru/online/processors/s26658/ (24.10.2006)
8. Американские ученые могут создавать миниатюрные накопители объемом 1 Тб - http://www.studioit.ru/hardware/data/Amerikanskie-uchenye-mogut-sozdavat-miniatjurnye-nakopiteli-obxemom-1-Tb/ (07.11.2007)
9. Роганов Е.А. Практическая информатика. -http://www.intuit.ru/department/se/pinform/1/7.html
10. Владимир Парамонов. Intel разрабатывает программируемый процессор. - http://hard.compulenta.ru//315511/?phrase_id=9165446 (18.04.2007)
11. Владимир Парамонов. Intel рассказал о процессорах Penryn и Nehalem. - http://hard.compulenta.ru//312994/?phrase_id=9165647\

---

Понравилось? Нажмите на кнопочку ниже. Вам не сложно, а нам приятно).

---

Чтобы скачать бесплатно Курсовые работы на максимальной скорости, зарегистрируйтесь или авторизуйтесь на сайте.

Важно! Все представленные Курсовые работы для бесплатного скачивания предназначены для составления плана или основы собственных научных трудов.

---

Друзья! У вас есть уникальная возможность помочь таким же студентам как и вы! Если наш сайт помог вам найти нужную работу, то вы, безусловно, понимаете как добавленная вами работа может облегчить труд другим.

Добавить работу

---

Если Курсовая работа, по Вашему мнению, плохого качества, или эту работу Вы уже встречали, сообщите об этом нам.

---

Добавление отзыва к работе

Добавить отзыв могут только зарегистрированные пользователи.

---

Похожие работы

• Архитектура современного ПК
• Архитектура современного ПК