Архитектура ПОЕМ

Зміст Вступ .I. Функціонально-структурна організація 1.1 Основні блоки ПК і їх значення . .1.2 Внутрімашинний системний інтерфейс. 3. Функціональні характеристики ПК 16 II. Мікропроцесори 1.1 Типи мікропроцесорів. .2. Структура мікропроцесора. .3. Послідовність роботи блоків

ПК III. Запам ятовувальні пристрої ПК 1.1 Регістрова КЕШ - пам ять. 1.2 Основна пам ять. .1.3 Зовнішня пам ять IV. Основні зовнішні й внутрішні пристрої ПК 34 Висновки. 45 Список використовуваної літератури 47 Вступ Розповсюдження персональних комп ютерів до кінця 70-х років привело до деякого зниження попиту на великі

ЕОМ і міні ЭВМ.Це стало предметом серйозного занепокоєння фірми IBM International Bussines Machines Corporation - провідної компанії по виробництву великих ЕОМ, і в 1979 році фірма IBM вирішила спробувати свої сили на ринку персональних комп ютерів. Проте керівництво фірми недооцінило майбутню важливість цього ринку і розглядало створення комп ютера лише як дрібний експеримент - щось подібне до однієї з десятків робіт,

що проводилися у фірмі, із створення нового устаткування.Щоб не витрачати на цей експеримент дуже багато грошей, керівництво фірми надало підрозділу, відповідальному за даний проект, небачену у фірмі свободу.Зокрема, йому було дозволено не конструювати персональний комп ютер з нуля ,а використовувати блоки, виготовлені іншими фірмами.І цей підрозділ сповна використовував наданий шанс.

Перш за все, як основний мікропроцесор комп ютера був вибраний новітній тоді 16-розрядний мікропроцесор Intel-8088.Его використовування дозволило значно збільшити потенційні можливості комп ютера, оскільки новий мікропроцесор дозволяв працювати з 1 Мбайтом пам яті, а всі комп ютери, що були тоді, були обмежені 64 В комп ютері були використані і інші комплектуючі різних фірм, а його програмне забезпечення було доручене розробити невеликій фірмі Microsoft.

У серпні 1981 року новий комп ютер під назвою IBM PC був офіційно представлений публіці і незабаром після цього він придбав велику популярність у користувачів.Через один-два роки комп ютер IBM PC зайняв провідне місце на ринку, витіснивши моделі 8-бітових комп ютерів.Фактично IBM PC став стандартом персонального комп ютера.Зараз такі комп ютери сумісні з IBM PC складають близько 90 всіх вироблюваних в світі персональних комп

ютерів. Комп ютер англ. computer - обчислювач являє собою програмувальний електронний пристрій, здатний обробляти дані й робити обчислення, а також виконувати інші завдання маніпулювання символами. Існує два основних класи комп ютерів - цифрові комп ютери, що обробляють дані у вигляді числових двійкових кодів - аналогові комп ютери, що обробляють безупинно мінливі фізичні величини електрична напруга, час і т.д які

є аналогами величин, що обчислюються. Основу комп ютерів утворює апаратура HardWare , побудована, в основному, з використанням електронних і електромеханічних елементів і пристроїв. Принцип дії комп ютерів складається у виконанні програми SoftWare - заздалегідь заданої, чітко певної послідовності арифметичних, логічних і інших операцій. Персональні комп ютери сприяють переходу до нових комп ютерних

інформаційних технологій, яким властиві - дружній інформаційний, програмний і технічний інтерфейс із користувачем - виконання інформаційних процесів у режимі діалогу з користувачем - наскрізна інформаційна підтримка всіх процесів на основі інтегрованих баз даних - так звана безпаперова технологія . Під архітектурою комп ютера розуміється його логічна організація, структура й ресурси, тобто засоби

обчислювальної системи, які можуть бути виділені процесу обробки даних на певний інтервал часу. Функціонально-структурна організація 1.1 Основні блоки ПК і їхнє значення Архітектура комп ютера звичайно визначається сукупністю її властивостей, істотних для користувача. Основна увага при цьому приділяється структурі й функціональним можливостям машини, які можна розділити на основні й додаткові.

Основні функції визначають призначення ЕОМ обробку й зберігання інформації, обмін інформацією із зовнішніми об єктами. Додаткові функції підвищують ефективність виконання основних функцій забезпечують ефективні режими її роботи, діалог з користувачем, високу надійність і ін. Названі функції ЕОМ реалізуються за допомогою

її компонентів апаратних і програмних засобів. Структура комп ютера - це деяка модель, що встановлює склад , порядок і принципи взаємодії вхідних у неї компонентів. Персональний комп ютер -це настільна або переносна ЕОМ, що задовольняє вимогам загальнодоступності й універсальності застосування. Перевагами ПК є - мала вартість, що перебуває в межах доступності для

індивідуального покупця - автономність експлуатації без спеціальних вимог до умов навколишнього середовища - гнучкість архітектури, що забезпечує її адаптивність до різноманітних застосувань у сфері керування, науки, у побуті - дружність операційної системи й іншого програмного забезпечення, що обумовлює можливість роботи з нею користувача без спеціальної професійної підготовки - висока надійність роботи більше 5 тис. ч наробітку на відмову .

Структура персонального комп ютера Розглянемо склад і призначення основних блоків ПК. Примітка. Організація ПК розглядається стосовно до найпоширеніших у цей час IBM PC-подібним комп ютерам. Структурна схема ПК на мал. мал.1 Мікропроцесор МП . Це центральний блок ПК, призначений для керування роботою всіх блоків машини й для

виконання арифметичних і логічних операцій над інформацією. До складу мікропроцесора входять пристрій керування ПК - формує й подає в усі блоки машини в потрібні моменти часу певні сигнали керування керуючі імпульси , обумовлені специфікою виконуваної операції й результатами попередніх операцій формує адреси комірок пам яті, використаних виконуваною операцією,

і передає ці адреси у відповідні блоки ЕОМ опорну послідовність імпульсів пристрій керування одержує від генератора тактових імпульсів арифметико - логічний пристрій АЛП -призначений для виконання всіх арифметичних і логічних операцій над числовою й символьною інформацією у деяких моделях ПК для прискорення виконання операцій до АЛП підключається додатковий математичний співпроцесор мікропроцесорна

пам ять МПП -служить для короткочасного характеру, запису й видачі інформації, безпосередньо використаної в обчисленнях у найближчі такти роботи машини, тому що основна пам ять ОП не завжди забезпечує швидкість запису, пошуку й зчитування інформації, необхідної для ефективної роботи швидкодіючого мікропроцесора. Регістри -це швидкодіючі комірки пам яті різної довжини на відміну від осередків

ОП, що мають стандартну довжину 1 байт і більш низьку швидкодію інтерфейсна- система мікропроцесора - реалізує сполучення й зв язок з іншими пристроями ПК містить у собі внутрішній інтерфейс МП, буферні запам ятовувальні регістри й схеми керування портами вводу-виводу ПВВ і системною шиною. Інтерфейс interface - сукупність засобів сполучення й зв язки пристроїв комп

ютера, що забезпечує їхню ефективну взаємодію. Порт вводу-виводу I O - Input Output port - це апаратура сполучення, що дозволяє підключити до мікропроцесора інший пристрій ПК. Генератор тактових імпульсів, генерує послідовність електричних імпульсів.Частота генератора тактових імпульсів є однієї з основних характеристик персонального комп ютера й визначає його швидкість роботи, тому що кожна операція в машині виконується за певну кількість

тактів. Системна шина -це основна інтерфейсна система комп ютера, що забезпечує сполучення й зв язок всіх його пристроїв між собою. Системна шина містить у собі кодову шину даних КШД , що містить проведення й схеми сполучення для паралельної передачі всіх розрядів числового коду машинного слова операнда кодову шину адреси КША , що включає проведення й схеми сполучення для паралельної передачі всіх розрядів коду адресу осередку основної пам яті або порту вводу-виводу зовнішнього пристрою

кодову шину інструкцій КШІ , що містить проведення й схеми сполучення для передачі інструкцій керуючих сигналів, імпульсів в усі блоки машини шину живлення, що має проведення й схеми сполучення для підключення блоків ПК до системи енергоживлення. Системна шина забезпечує три напрямки передачі інформації - між мікропроцесором і основною пам ятю - між мікропроцесором і портами вводу-виводу зовнішніх пристроїв - між основною пам

яттю й портами вводу-виводу зовнішніх пристроїв у режимі прямого доступу до пам яті . Основна пам ять ОП . Вона призначена для зберігання й оперативного обміну інформацією з іншими блоками машини. ОП містить два види запам ятовувальних пристроїв постійний запам ятовувальний пристрій ПЗП і оперативний запам ятовувальний пристрій ОЗП . ПЗП служить для зберігання незмінної постійної програмної й довідкової

інформації, дозволяє оперативно зчитувати інформацію, що зберігається в ньому змінити інформацію в ПЗП не можна . ОЗП призначений для оперативного запису, зберігання й зчитування інформації програм і даних , що безпосередньо приймає участь в інформаційно - обчислювальному -процесі , виконуваному ПК у поточний період часу . Головними перевагами оперативної пам яті

є її висока швидкодія й можливість звертання до кожної комірки пам яті окремо прямий адресний доступ до осередку . Недоліком ОЗП є неможливість збереження інформації в ній після вимикання живлення машини. Зовнішня пам ять. Використовується для довгострокового зберігання будь-якої інформації, що може коли-небудь, знадобитися для рішення завдань.

У зовнішній пам яті зберігається все програмне забезпечення комп ютера. Зовнішня пам ять містить різноманітні види запам ятовувальних пристроїв, але найпоширенішими на будь-якому комп ютері, є накопичувачі на тверді HDD і гнучких HD магнітних дисках. Призначення цих накопичувачів - це зберігання більших обсягів інформації, запису і видачі збереженої інформації із запиту в оперативний запам ятовувальний пристрій.

Як пристрої зовнішньої пам яті використовуються також запам ятовувальні пристрої на магнітній дискеті, накопичувачі на оптичних дисках CD-ROM-Compact Disk Read Only, DVD, Memory-компакт-диск із пам яттю і ін. Зовнішні пристрої ЗП -це найважливіша складова частина будь-якого обчислювального комплексу. Досить сказати, що за вартістю ЗП іноді становлять 50-80 усього

ПК. Від складу й характеристик ЗП багато в чому залежать можливість і ефективність застосування ПК у системах керування й у народному господарстві в цілому. ЗП ПК забезпечують взаємодію машини з навколишнім середовищем користувача, об єктами керування й іншими ЕОМ. ЗП досить різноманітні й можуть бути класифіковані по ряду ознак. Так, по призначенню можна виділити наступні види ЗП - зовнішні запам ятовувальні пристрої

ЗЗП або зовнішня пам ять ПК - діалогові засоби користувача - пристрої введення інформації - пристрої виводу інформації - засоби зв язку й телекомунікації. Діалогові засоби користувача включають у свій склад відеомонітори дисплеї , рідше пультові друкарські машинки принтери із клавіатурою і пристрої мовного вводу-виводу інформації. Відеомонітор дисплей - це пристрій для відображення що вводить

і виводить із ПК інформацію. Пристрої мовного вводу-виводу відносяться до засобів мультимедіа. Пристрої мовного введення - це різні мікрофонні акустичні системи, звукові миші , наприклад, зі складним програмним забезпеченням, що дозволяють розпізнавати вимовні людиною букви й слова, ідентифікувати їх і закодовувати. Пристрої мовного виводу - це різні синтезатори звуку, що виконують перетворення цифрових кодів у букви й слова, відтворені через динаміки або звукові колонки, приєднані

до комп ютера. До пристроїв введення інформації відноситься клавіатура - пристрій для ручного введення числової, текстової й керуючої інформації в ПК графічні планшети використовуються для ручного введення графічної інформації, зображень шляхом переміщення по планшеті спеціального покажчика пера сканери використовуються для автоматичного зчитування з паперових носіїв і введення в ПК машинописних текстів, графіків, малюнків, креслень маніпулятори пристрої вказівки джойстик- важіль,

миша,світлове перо й ін для введення графічної інформації на екран дисплея шляхом керування рухом курсору по екрані з наступним кодуванням координат курсору й введенням їх у ПК сенсорні екрани використовуються для введення окремих елементів зображення, програм або команд із поля екрана дисплея в ПК. До пристроїв виводу інформації відноситься Прінтери -це друкувальні пристрої для реєстрації інформації на паперовий носій графобудівники плоттери

- для виводу графічної інформації графіків, креслень, малюнків із ПК на паперовий носій плоттери бувають векторні із кресленням зображення за допомогою пера й растрові термографічні, електростатичні, струминні й лазерні.Найбільша розв язна здатність і чіткість зображення в лазерних плоттерів, але вони найдорожчі. Засоби мультимедіа - це комплекс апаратних і програмних засобів, що дозволяють людині спілкуватися

з комп ютером, використовуючи самі різні, природні для себе середовища звук, відео, графіку, тексти, анімацію й ін. До засобів мультимедіа відносяться пристрої мовного введення й виводу інформації широко розповсюджені вже зараз сканери оскільки вони дозволяють автоматично вводити в комп ютер друковані тексти й малюнки високоякісні відео- video- і звукові sound- плати, плати відеозахвата videograbber , що знімають зображення з відеомагнітофона

або відеокамери й уводять його в ПК високоякісні акустичні й відеовідтворюючі системи з підсилювачами, звуковими колонками, більшими відеоекранами. Також до засобів мультимедіа відносять зовнішні запам ятовувальні пристрої великої ємності на оптичних дисках, часто використаних для запису звуків і відеоінформації. Вартість зберігання інформації на CD для користувача виявляється незрівнянно меншої, ніж на магнітних дисках.

CD широко використовуються, наприклад, при вивченні іноземних мов, правил дорожнього руху, бухгалтерського обліку, законодавства. І все це супроводжується текстами й малюнками, мовною інформацією й мультиплікацією, музикою й відео. У чисто побутовому аспекті CD можна використати для зберігання аудио- і відеозаписів, тобто використати замість плейерних аудіокасет

і відеокасет, для збереження великої кількості програмних комп ютерних ігор.Таким чином, CD-ROM відкриває доступ до величезних обсягів різноманітної по функціональному призначенню, і по середовищу відтворення інформації, записаної на компакт-дисках. Переривання - це тимчасовий остановка виконання однієї програми з метою оперативного виконання іншої, а в цей момент більш важливішої пріоритетної програми.

Переривання виникають при роботі комп ютера постійно. Досить сказати, що всі процедури вводу-виводу інформації виконуються по перериваннях, наприклад переривання від таймера виникають і обслуговуються контролером переривань 18 разів у секунду природно, користувач їх не зауважує .Контролер переривань обслуговує процедури переривання, приймає запит на переривання від зовнішніх пристроїв, визначає рівень пріоритету цього запиту й видає сигнал переривання в

МП. МП, одержавши цей сигнал, припиняє виконання поточної програми й переходить до виконання спеціальної програми обслуговування того переривання, що запросило зовнішній пристрій. Після завершення програми обслуговування відновлюється виконання перерваної програми. 1.2 Внутрішній системний інтерфейс Внутрішній системний інтерфейс-це система зв язків й сполучення вузлів і блоків

ЕОМ між собою, який являє собою сукупність електричних ліній зв язку проводів , схем сполучення з компонентами комп ютера, протоколів алгоритмів передачі й перетворення сигналів. Існує два варіанти організації внутрімашиного інтерфейсу. 1. Багатозвязний інтерфейс кожний блок ПК пов язаний з іншими блоками своїми локальними проводами інтерфейс застосовується, як правило,тільки в побутові.

2. Однозв язний інтерфейс всі блоки ПК зв язані один з одним через загальну або системну шину. У переважній більшості сучасних ПК як системних інтерфейсів використовується системна шина. Найважливішими функціональними характеристиками системної шини є кількість пристроїв, що обслуговуються нею, і її пропускна здатність , тобто максимально можлива швидкість передачі інформації . Пропускна здатність шини залежить від

її розрядності є шини 8 16 32- і 64- розрядні і тактової частоти , на якій шина працює . В якості системної шини в ПК використовуються шини розширень - це шини загального призначення, що дозволяють підключати велике число найрізноманітніших пристроїв локальні шини, що спеціалізуються на обслуговуванні невеликої кількості пристроїв певного класу. Також існують такі шини розширень ,як Шина Multibus 1 має дві модифікації

PC XT bus personal Computer eXtended Technology - ПК із розширеними технологіями і PC AT bus PC Advachnology - ПК із удосконаленою технологією . Шина PC XT bus - 8-розрядна шина даних і 20-розрядна шина адреси, розрахована на тактову частоту 4,77 МГц має 3 лінії для адаптерних переривань і 3 канали для прямого доступу на згадку канали

DMA - Direkt Memory Access . Шина адреса обмежувала адресний простір мікропроцесора величиною 1 Мбайт . Використовується із МП 8086,8088. Шина PC At bus- 16 розрядна шина даних і 24-розрядна шина адреси, робоча тактова частота до 8 МГц , але може використатися й МП із тактовою частотою 16 МГц ,тому що контролер шини може ділити частоту навпіл він має 7 ліній для адаптерных переривань

і 4 канали DMA . Використовуєється із МП 80286 Шина MCA Micro Channel Architecture - 32-розрядна шина, створена фірмою IBM в 1987 р. для машин PC 2 , пропускна здатність 76 Мбайт з ,робоча частота 10-20 Мгц. По своїм характеристиках вона близька до шини EISA ,але не сумісна ні з ISA,ні з EISA. Оскільки ЕОМ

PS 2 не одержала широкого поширення, у першу чергу через відсутність напрацьованого достатку прикладних програм. Сучасні обчислювальні системи характеризуються стрімким зростанням швидкодії мікропроцесорів наприклад, МП Pentium може видавати дані зі швидкістю 528 Мбайт з по 64-розрядній шині даних і деяких зовнішніх пристроях так, для відображення цифрового повноекранного відео з високою якістю і необхідною пропускною здатність 22

Мбайт с появою програм, що вимагають виконання великої кількості інтерфейсних операцій наприклад, програма обробки графіки в Windows , робота в середовищі Multimedia . У цих умовах пропускна здатность шин розширення, що обслуговуються виявилася недостатньою для комфортної роботи користувачів, тому що комп ютери стали подовгу замислюватися . Існують два основних стандарти універсальних локальних шин

VLB і PCI. Шина VLB VЕSA Local Bus- локальна шина VESA -розроблена в 1992 р асоціацією стандартів відеоустаткування VESA - Video Electronics Standards Association , тому часто її ще називають шиною VESA. Шина VLB ,по суті, є розширенням внутрішньої шини МП для зв язку з відеоадаптером і рідше з вінчестером.Реальна швидкість передачі даних по VLB -80 Мбайт з теоретично досяжна -

132 Мбайт с . Недоліки шини 1. розрахована на роботу МП 80386 ,80486 , не адаптована для процесорів Pentium, Pentium Pro , Power PC 2. тверда залежність від тактової частоти МП кожна шина VLB розрахована тільки на конкретну частоту 3. мала кількість пристроїв, що підключаються - до шини VLB можуть підключатися тільки чотири пристрої 4. відсутній арбітраж шини - можуть бути конфлікти

між підключаючими устройствами. Шина PCI Peripheral Component Interconnect - з єднання зовнішніх пристроїв - розроблена в 1993 р. фірмою Intel. Шина PCI є більш універсальнішою , чим VLB.Вона має свій адаптер, що дозволяє їй настроюватися на роботу з любим МП 80486, Pentium , Pentium Pro , Power PC і ін Шина PCI поки ще досить дорога.

Розрядність PCI -32 біта з можливістю розширення до 64 біт.Шина PCI хоч і є локальною, але вона виконує багато функцій шини розширення, зокрема, шини розширення ISA, EISA, MCA.Також існують нові шини AGP, які призначені для відеоадаптерів з високою пропускною здатністю або так звані 3D прискорювачі. 1.3 Функціональні пристрої ПК Основними характеристиками ПК є 1. Швидкодія, продуктивність, тактова частота.

Одиницями виміру швидкодії служать МІПС MIPC -Vega Instruction Per Second - це мільйон операцій над числами з фіксованою комою крапкою МФЛОПС MFLOPS- Mega Floating Operations Second - це мільйон операцій над числами із плаваючою комою крапкою КОПС KOPS- Kilo Operations Per Second -для низкопроізвольних ЕОМ - тисяча якихось усереднених операцій над числами

ГФЛОПС GFLOPS - Gigа Floating Operations Per Second -мільярд операцій . Оцінка продуктивності ЕОМ завжди приблизна, тому що при цьому орієнтуються на деякі усереднені або, навпаки, на конкретні види операцій. При рішенні різних завдань використовуються й різні набори операцій. Тому для характеристики ПК замість продуктивності звичайно вказують тактову частоту, що більш об єктивно визначає швидкодію машини. І тому що кожна операція вимагає для свого виконання цілком певної

кількості тактів. Знаючи тактову частоту, можна досить точно визначити час виконання будь-якої машинної операції. 2. Розрядність машини й кодових шин інтерфейсу. Це максимальна кількість розрядів двійкового числа, над яким одночасно може виконуватися машинна операція, у тому числі й операція передачі інформації чим більше розрядність, тим, за інших рівних умов, буде більше й продуктивність ПК.

3. Типи системного й локального інтерфейсів. Це різні типи інтерфейсів, які забезпечують різні строки передачі інформації між вузлами машини, дозволяють підключати різну кількість зовнішніх пристроїв і різні їхні види. 4. Ємність оперативної пам яті. Ємність оперативної пам яті виміряється найчастіше в мегабайтах

Мбайт . 1 Мбайт 1024 Кбайта 1024 байт. Багато сучасних прикладних програм при оперативній пам яті ємністю менше 32 Мбайл просто не працюють, або працюють, але дуже повільно.Варто мати на увазі, що збільшення ємності основної пам яті у два рази, крім усього іншого, дає підвищення ефективної продуктивності ЕОМ при рішенні складних завдань приблизно в 1,7 рази. 5. Ємність накопичувача на твердих магнітних дісках. вінчестера .

Ємність вінчестера виміряється звичайно в мегабайтах або гігабайтах 1 Гбайт 1024 Мбайта . 6. Тип і ємність накопичувачів на гнучких магнітних дісках і лазерних компакт дісках. Зараз застосовуються накопичувачі на гнучких магнітних дісках, що використовують дискети розміром 3,5 і 5,25 дюйми.Також застосовуються накопичувачі на компакт дисках у зв язку з їхньою низькою вартістю й великою ємністю, розміром 650

і 700 Мb, застосовуються лазерні перезаписувані диски CD-RW ємністю 650 - 700 Mb. Застосовуються й такий тип накопичувача як DVD. Високі технології й висока вартість, але й більша ємність до 24 Gb. 7. Види і ємність Кеш-пам яті. Кеш-пам ять - це буферна, недоступна для користувачів швидкодіюча пам ять, автоматично використанана комп ютером для прискорення операцій з

інформацією, що зберігається в більш повільно діючих запам ятовувальних пристроях. Наприклад, для прискорення операцій з основною пам яттю організується регістрова Кеш-пам ять усередині мікропроцесора Кеш-пам ять першого рівня або поза мікропроцесором на материнській платі Кеш-пам ять другого рівня для прискорення операцій з дисковою пам яттю організується Кеш-пам ять на осередок електронної пам яті.Варто мати на увазі, що наявність

Кеш-пам яті ємністю 256 Кбайт збільшує продуктивність ПК приблизно на 20 . Зустрічається ємність Кеш-пам яті й 512 Кбайт. 8. Тип відеомонітора дисплея і відеоадаптера. 9. Тип принтера. 10. Наявність математичного співпроцесора. Математичний співпроцесор дозволяє в десятки разів прискорити виконання операцій над двійковими числами

із плаваючою комою й над двійково-кодіруваними десятковими числами. 11. Наявне програмне забезпечення й вид операційної системи. 12. Апаратна й програмна сумісність із іншими типами ЕОМ. Апаратна й програмна сумісність із іншими типами ЕОМ означає можливість використання на комп ютері відповідно тих же технічних елементів

і програмного забезпечення, що й на інших типах машин. 13. Можливість роботи в обчислювальній мережі. 14. Можливість роботи в багатозадачном режимі. Багатозадачний режим дозволяє виконувати обчислення одночасно по декількох програмах багатопрограмний режим або для декількох користувачів багатопользовацький режим . Сполучення в часі роботи декількох будов машини, дозволяє значно збільшити ефективну швидкодію

ЕОМ. 15. Надійність це здатність системи виконувати повністю й правильно всі задані їй функції. Надійність ПК виміряється звичайно середнім часом наробітку на відмову. 16. Вартість. 17. Габарити й маса. II. Мікропроцесори 1.1 Типи мікропроцесорів Мікропроцесор, інакше, центральний процесор. Центральний процесор CPU, від англ. Central Processing

Unit - це основний робітник компонентів комп ютера, що виконує арифметичні й логічні операції, задані програмою, управляє обчислювальним процесом і координує роботу всіх пристроїв комп ютера. Центральний процесор містить у собі - арифметико-логічний пристрій - шини даних і шини адреси - регістри - лічильники команд - кеш - дуже швидка пам ять малого обсягу від 8 до 512 Кбайт - математичний співпроцесор чисел із плаваючою крапкою.

Сучасні процесори виконуються у вигляді мікропроцесорів. Фізично мікропроцесор являє собою інтегральну схему - тонку пластинку кристалічного кремнію прямокутної форми площею всього кілька квадратних міліметрів, на якій розміщені схеми, що реалізують всі функції процесора. Кристал-пластинка міститься в пластмасовому або керамічному плоскому корпусі і з єднується золотими проводками з металевими штирьками, щоб його можна було приєднати до системної

плати комп ютера. Перший мікропроцесор був випущений в 1971 р. фірмою Intel США - МП 4004.Також у цей час випускається кілька сотень різних мікропроцесорів, але найбільш популярними і розповсюдженими є мікропроцесори фірми Intel і AMD. 1.2 Структура мікропроцесора Пристрій керування є функціонально найбільш складним пристроєм ПК. Він виробляє керуючі сигнали, що надходять по кодових

шинах інструкційї в усі блоки машини.Регістр команд -це запам ятовувальний регістр, у якому зберігається код команди код виконуваної операції й адреси операндів, що приймають участь в операції. Регістр команд розташований в інтерфейсній частині МП, у блоці регістрів команд. Постійний запам ятовувальний пристрій мікропрограм - зберігає у своїх осередках керуючі сигнали імпульси , необхідні для виконання в блоках

ПК операції обробки інформацій. Імпульс по обраному дешифратором операцій відповідно до коду операції зчитує із ПЗП мікропрограм необхідну послідовність керуючих сигналів. Кодові шини даних, адреси й інструкцій - це частина внутрішньої шини мікропроцесора. У загальному випадку ПУ формує керуючі сигнали для виконання наступних основних процедур вибірки з регістра-лічильника адреси команди МПП адреси осередку

ОЗП, де зберігається чергова команда програми вибірки з осередків ОЗП коду чергової команди й прийому ліченої команди до регістра команд розшифровки коду операцій й ознаки обраної команди зчитування з відповідного розшифрованого коду операції осередків ПЗП мікропрограм керуючих сигналів імпульсів , що визначають у всіх блоках машини процедуру виконання заданої операції, і пересилання керуючих сигналів у ці блоки зчитування з регістра команд

і регістрів МПП окремих складових адресів операндів чисел , що беруть участь в обчисленнях, і формуванні повних адрес операндів вибірки операндів по сформованих адресах і виконання заданої операції обробки цих операндів запису результатів операції на згадку формування адресу наступної команди програми. Арифметикo-логічний пристрій призначений для виконання арифметичних і логічних операцій перетворення інформації. Функціонально

АЛП мал. 2 складається звичайно із двох регістрів, суматора й схем керування місцевого пристрою керування . мал. 2. Функціональна схема АЛП Суматор - це обчислювальна схема, що виконує процедуру додавання поступивших на її вхід двійкових кодів суматор має розрядність подвійного машинного слова. Регістри-це швидкодіючі комірки пам яті різної довжини регістр 1 Pr1 має розрядність подвійного слова, а регістр 2 Pr2 -розрядність слова.

При виконанні операції в Pr1 міститься перше число, що бере участь в операції, а по завершенні операції - результат в Pr2- друге число, що бере участь в операції по завершенні операції інформація в ньому не змінюється . Регістр 1 може приймати інформацію з кодових шин даних, і видавати інформацію із цих шин.Схеми керування приймають по кодових шинах

інструкції керуючих сигналів від пристрою керування й перетворюють їх у сигнали для керування роботою регістрів і суматора АЛП. АЛП виконує арифметичні операції , тільки над двійковою інформацією з комою, фіксованою після останнього розряду, тобто тільки над цілими двійковими числами.Виконання операцій над двійковими числами із плаваючою комою здійснюється або

із залученням математичного співпроцесора, або по спеціально складених програмах. Мікропроцесорна пам ять - це пам ять невеликої ємності, але надзвичайно високої швидкодії час звертання до МПП, тобто час, необхідний на пошук, запис або зчитування інформації із цієї пам яті, виміряється наносекундами .Вона призначена для короткочасного зберігання, запису й видачі

інформації, безпосередньо в найближчі такти роботи машини приймаючих участь в обчисленнях МПП використовується для забезпечення високої швидкодії машини, пошуку й зчитування інформації, необхідну для ефективної роботи швидкодіючого мікропроцесора. Спеціальні регістри застосовуються для зберігання різних адрес адреси команди, наприклад , ознак результатів виконання операцій і режимів роботи ПК регістр прапорів, наприклад

і ін.Регістри загального призначення є універсальними й можуть використовуватися для зберігання будь-якої інформації, але деякі з них теж повинні бути обов язково задіяні при виконанні ряду процедур Інтерфейсна частина МП призначена для зв язку й узгодження МП системною шиною ПК, а також для прийому, попереднього аналізу команд виконуваної програми й формування повних адрес операндів і команд. Інтерфейсна частина включає у свій склад адресні регістри

МПП, вузол формування адреси, блок регістрів команд, що є буфером команд у МП, внутрішню інтерфейсну шину МП і схеми керування шиною й портами вводу-виводу. Порти вводу-виводу - це пункти системного інтерфейсу ПК, через які МП обмінюється інформацією з іншими пристроями. Усього портів у МП може бути 65536.

Кожний порт має свій адрес -це номер порту, що відповідає адресі комірки пам яті. Порт пристрою містить апаратуру сполучення й два регістри пам яті - для обміну даними й для обміну керуючою інформацією. Деякі зовнішні пристрої використовуються в основній пам яті для збереження більших обсягів інформації, що підлягають обміну. Багато стандартних пристроїв клавіатура, принтер, співпроцесор і ін. і мають постійно закріплені за ними порти вводу-виводу.

Схема керування шиною й портами виконує наступні функції - формування адреси порту й керуючої інформації для нього перемикання порту на прийом або передачу й ін прийом керуючої інформації від порту, інформації про готовність порту і його стан - організацію наскрізного каналу в системному інтерфейсі для даних між портом пристрою вводу-виводу й

МП. Схема керування шиною й портами використовується для зв язку з портами кодової шини інструкції, адреси й даних системної шини при доступі до порту МП посилає сигнал по КШІ, що сповіщає всі пристрої вводу-виводу, що адреса на КША є адресою порту, а потім посилається й сама адреса порту. Той пристрій адреса порту який, дає відповідь про готовність, після чого по

КШД здійснюється обмін даними. 1.3 Послідовність роботи блоків ПК Програма зберігається в зовнішній пам яті ПК. При запуску програми в роботу користувача видається запит на її виконання в дискову операційну систему DOS- Disc Operation System комп ютера. Запит користувача - це введення імені виконаної програми у командний рядок на екран дисплея.

Головна програма DOS-Command.com забезпечує перезапис машинної програми із зовнішньої пам яті в ОЗП, у якій перебуває початок перша команда цієї програми.Після цього автоматично починається виконання командної програми один за одним. Кожна програма вимагає для свого виконання декількох тактів роботи машини такти визначаються періодом проходження імпульсів від генератора тактових імпульсів .

У першому такті виконання будь-якої команди виробляються зчитування коду самої команди з ОЗП за адресою, встановленої в регістрі-лічильника адреси, і запис цього коду в блок регістрів команди пристрою керування. Зміст другого й наступного такту виконання визначається результатами аналізу команди, записаної в блок регістрів команд, тобто залежить уже від конкретної команди.

Приклад. При виконанні раніше розглянутої машинної команди СЛ 0103 5102 будуть виконані наступні дії - другий такт зчитування з осередку 0103 ОЗП першого доданка й переміщення його в АЛП - третій такт зчитування з осередку 5102 ОЗП другого доданка й переміщення його в АЛП - четвертий такт додавання в АЛП переданих туди чисел і формування суми - п ятий такт зчитування з

АЛП суми чисел і запис її в осередок 0103 Наприкінці останнього у цьому випадку п ятого такту виконання команди в регістр-лічильник адреси команд МПП буде додане число, рівне кількості байтів, займаних кодом виконаної команди програми. Оскільки ємність однієї комірки пам яті ОЗП дорівнює 1 байту й команди програми в ОЗП розміщені послідовно один за одним, у регістрі-лічильнику адреси команд буде сформована адреса наступної команди машинної програми,

і машина приступить до її виконання й т.д. Команди будуть виконуватися послідовно одна за іншою, поки не завершиться вся програма. Після завершення програми керування буде передано назад у програму Command.com операційної системи. III. Запам ятовувальні пристрої ПК 1.1 Регістрова КЕШ - пам ять Пам ять комп ютера побудована із двійкових запам ятовувальних елементів - бітів, об

єднаних у групи по 8 бітов, які називаються байтами. Одиниці виміру пам яті збігаються з одиницями виміру інформації .Номер байта називається його адресою. Байти можуть поєднуватися в осередки, які називаються також словами. Для кожного комп ютера характерна певна довжина слова - два, чотири або вісім байтів. Це не виключає використання комірок пам яті іншої довжини наприклад, півслово, подвійне слово .

Як правило, в одному машинному слові може бути представлене або одне ціле число, або одна команда. Однак, допускаються змінні формати подання інформації. Розбивка пам яті на слова для чотирьохбайтових комп ютерів представлено в таблиці Байт 0 Байт 1 Байт 2 Байт 3 Байт 4 Байт 5 Байт 6 Байт 7 ПІВСЛОВО ПІВСЛОВО ПІВСЛОВО ПІВСЛОВО СЛОВО СЛОВО ПОДВІЙНЕ

СЛОВО Широко використавуються й більшіпроізводні одиниці обсягу пам яті Кілобайт, Мегабайт, Гігабайт, а також, останнім часом, Терабайт і Петабайт. Сучасні комп ютери мають багато різноманітних запам ятовувальних пристроїв, які сильно відрізняються між собою по призначенню, тимчасовим характеристикам, обсягом збереженої інформації й вартості зберігання однакового обсягу

інформації.Розрізняють два основних види пам яті -внутрішню і зовнішню. До складу внутрішньої пам яті входить оперативна пам ять, кеш-пам ять і спеціальна пам ять. Оперативна пам ять використовується тільки для тимчасового зберігання даних і програм, тому що, коли машина вимикається, усе, що перебувало в ОЗП, пропадає. Доступ до елементів оперативної пам яті прямий - це означає, що кожний байт пам яті має

свою індивідуальну адресу.Обсяг ОЗП становить 32 - 512 Мбайта, а для ефективної роботи сучасного програмного забезпечення бажано мати не менш 256 Мбайт ОЗП. Звичайно ОЗП виконується з інтегральних мікросхем пам яті DRAM Dynamic RAM - динамічне ОЗП . Мікросхеми DRAM працюють повільніше.Кожний інформаційний біт в DRAM запам ятовується у вигляді електричного заряду крихітного конденсатора,

утвореного в структурі напівпровідникового кристала. Сучасні мікросхеми мають ємність 1-16 Мбіт і більше. Вони встановлюються в корпуси й збираються в модулі пам яті. Найпоширенішийо модулі типу DIMM і SIMM.У модулі SIMM елементи пам яті зібрані на маленькій друкованій платі довжиною близько 10 см. Ємність таких модулів неоднакова.

Важлива характеристика модулів пам яті - час доступу до даних, що звичайно становить 60 - 80 наносекунд.У цей час SIMM и практично не застосовуються. На їх зміну прийшли DIMM, а на зміну DIMM приходять DDR і RIMM. Кеш- дуже швидкий ЗП невеликого обсягу, що використовується при обміні даними між мікропроцесором і оперативною пам яттю для компенсації різниці у швидкості обробки

інформації процесором і трохи меншою швидкодіючою оперативною пам яттю. Кеш-пам яттю управляє спеціальний пристрій -це контроллер,який аналізує виконувану програму, і намагається передбачати, які дані й команди найімовірніше знадобляться найближчим часом процесору, і підкачує їх у кеш-пам ять.Кеш-пам ять реалізується на мікросхемах статичної пам яті SRAM Static RAM , більше швидкодіючих, дорогих і малоемких, чим

DRAM.Сучасні мікропроцесори мають вбудовану кеш-пам ять, так званий кєш першого рівня розміром 8-16 Кбайт. Крім того, на системній платі комп ютера може бути встановлений кєш другого рівня ємністю від 64 Кбайт до 256 Кбайт і вище. 1.2 Основна пам ять До пристроїв основної пам яті відноситься постійна пам ять ROM , перепрограмувальна постійна пам ять Flash Memory , пам ять

CMOS RAM, що заряджаеться від батарейки, відеопам ять і деякі інші види пам яті. Постійна пам ять ПЗП, англ. ROM, Read Only Memory - пам ять тільки для читання -це енергонезалежна пам ять, використовується для зберігання даних, які ніколи не зажадають зміни. Зміст пам яті спеціальним образом зашивається у пристрої при його виготовленні для постійного зберігання. Із

ПЗП можна тільки читати. Насамперед у постійну пам ять записують програму керування роботою самого процесора. У ПЗП перебувають програми керування дисплеєм, клавіатурою, принтером, зовнішньою пам яттю, програми запуску й зупинки комп ютера, тестування пристроїв. Найважливіша мікросхема постійної або Flash-пам яті - є модуль BIOS. BIOS Basic Input Output System - базова система висновку-виводу-вводу-виводу - це сукупність

програм, призначених для автоматичного тестування пристроїв після включення живлення комп ютера завантаження операційної системи в оперативну пам ять. Роль BIOS двояка з однієї сторони це невід ємний елемент апаратур Hardware , а з іншої строни-це важливий модуль будь-якої операційної системи Software . Різновидом постійного ЗП -є CMOS RAM. CMOS RAM - це пам ять із невисокою швидкодією й мінімальним енергоспоживанням від батарейки.

Використовується для зберігання інформації про конфігурацію й склад устаткування комп ютера, а також про режими його роботи. Вміст CMOS змінюється спеціальною програмою Setup, що перебуває в BIOS Для зберігання графічної інформації використовується відеопам ять. Відеопам ять VRAM - це різновид оперативного ЗП, у якому зберігаються закодовані зображення.

Цей ЗП організований так, що його вміст доступний відразу двом пристроям - процесору й дисплею. Тому зображення на екрані міняється одночасно з відновленням відеоданих у пам яті. 1.3 Зовнішня память Зовнішня пам ять ЗЗП призначена для тривалого зберігання програм і даних, і цілісність її вмісту не залежить від того, включений або виключений комп ютер. На відміну від оперативної пам яті, зовнішня пам ять не має прямого зв язку

із процесором. Інформація від ЗЗП до процесора й навпаки циркулює приблизно по наступному ланцюжку До складу зовнішньої пам яті комп ютера входять - накопичувачі на твердих магнітних дісках - накопичувачі на гнучких магнітних дісках - накопичувачі на компакт-дісках - накопичувачі на магнітно-оптичних компакт-дісках - накопичувачі на магнітній стрічці стримери і ін. Накопичувачі на гнучких магнітних дсках. Гнучкий диск, діскета англ. floppy disk -це пристрій

для зберігання невеликих обсягів інформації, що представляє собою гнучкий пластиковий диск у захисній оболонці. Використовується для перенесення даних з одного комп ютера на інший і для поширення програмного забезпечення. Діскета складається із круглої полімерної підкладки, покритої по обидва боки магнітним окислом і поміщену в пластикову упаковку, на внутрішню поверхню якої нанесене покриття, що очищається.

В упаковкі зроблені із двох сторін радіальні прорізи, через які головки зчитування запису накопичувача одержують доступ до діска. Спосіб запису двійкової інформації на магнітному середовищі називається магнітним кодуванням. Він полягає в тім, що магнітні домени в середовищі вибудовуються уздовж доріжок у напрямку прикладеного магнітного поля своїми північними й південними полюсами.

Звичайно встановлюється однозначна відповідність між двійковою інформацією й орієнтацією магнітних доменів.Інформація записується по концентричних доріжках трекам , які діляться на сектори. Кількість доріжок і секторів залежить від типу й формату дискети. Сектор зберігає мінімальну порцію інформації, що може бути записана на діск. Ємність сектора постійна й становить 512 байтів. рис.

3. Поверхня магнітного диска. На дискеті можна зберігати від 360 Кілобайт до 2,88 мегабайт інформації.У цей час найбільше поширення одержали дискети з наступними характеристиками діаметр 3,5 дюйми 89 мм , ємність 1,44 Мбайт, число доріжок 80, кількість секторів на доріжках 18. Дискета встановлюється в накопичувач на гнучких магнітних дисках англ. floppy-disk drive , автоматично в ньому фіксується, після чого механізм накопичувача розкручується до частоти обертання 360 хв-1.

У накопичувачі обертається сама дискета, магнітні головки залишаються нерухомими. Дискета обертається тільки при звертанні до неї. Накопичувач пов язаний із процесором через контролер гнучких дисків. Накопичувачі на твердих магнітних дисках Якщо гнучкі діски - це засіб перенесення даних між комп ютерами, то жорсткий диск - це інформаційний склад комп ютера. Накопичувач на твердих магнітних дисках англ.

HDD - Hard Disk Drive або вінчестерский накопичувач - це найбільш масовий запам ятовувальний пристрій великої ємності, у якому носіями інформації є круглі алюмінієві пластини - плоттери, обидві поверхні яких покриті шаром магнітного матеріалу. Використовується для постійного зберігання інформації - програм і даних. Мал. 4. Вінчестерский накопичувач зі знятою кришкою корпуса. Як і в діскетах, робочі поверхні плотерів розділені на кільцеві концентричні доріжки, а доріжки - на

сектори. Головки зчитування-запису разом з їхньою несучою конструкцією й дисками укладені в герметично закритий корпус, названий модулем даних. При установці модуля даних на дісковод він автоматично з єднується із системою, що підкачує очищене охолоджене повітря.Поверхня плотера має магнітне покриття товщиною всього лише в 1,1 мкм, а також шар змащення для запобігання головки від ушкодження при опусканні й підйомі на ходу.

При обертанні плотера над ним утворюєься повітряний шар, що забезпечує повітряну подушку для зависання головки на висоті 0,5 мкм над поверхнею диска.Вінчестерскі накопичувачі мають дуже велику ємність від сотень Мегабайт до десятків Гбайт або навіть сотні Гбайт. У сучасних моделей швидкість обертання шпинделя досягає 5600 - 7200 обертів у хвилину, середній час пошуку даних -

10 мс, максимальна швидкість передачі даних до 40 Мбайт с. На відміну від дискети, вінчестерский диск обертається безупинно. Вінчестерский накопичувач пов язаний із процесором через контролер жорсткого диска. Всі сучасні накопичувачі забезпечуються вбудованим кєшем 64 Кбайт і більше , що істотно підвищує їхню продуктивність.

Накопичувачі на компакт-дисках. CD-ROM складається із прозорої полімерної основи діаметром 12см і товщиною 1,2 мм. Одна сторона покрита тонким алюмінієвим шаром, захищеним від ушкоджень шаром лаку. Двійкова інформація представляється послідовним чергуванням поглиблень pits - ямки і основного шару land - земля . На одному дюймі 2,54 см по радіусі діска розміщається 16 тисяч доріжок

з інформацією. Для порівняння - на дюймі по радіусі діскети всього лише 96 доріжок. Ємність CD до 780 Мбайт. Інформація заноситься на діск на заводі й не може бути змінена. Переваги CD-ROM 1. При малих фізичних розмірах CD-ROM мають високу інформаційну ємність, що дозволяє використати її у довідкових системах і в навчальних комплексах з багатим

ілюстративним матеріалом один CD, маючи розміри приблизно діскети, по інформаційному обсязі дорівнює майже 500 таким діскетам 2. Зчитування інформації з CD відбувається з високою швидкістю, порівнянної зі швидкістю роботи вінчестера 3. CD прості й зручні в роботі, практично не зношуються 4. CD не можуть бути уражені вірусами 5. На CD-ROM неможливо випадково стерти

інформацію 6. Вартість зберігання даних розраховуючи на 1 Мбайт низька. На відміну від магнітних дисків, компакт-диски мають не безліч кільцевих доріжок, а одну - спіральну, як у грамплатівок. У зв язку із цим, кутова швидкість обертання диска не постійна. Вона лінійно зменшується в процесі просування читаючої магнітної головки до центра диска. Для роботи з CD ROM потрібно підключити до комп ютера накопичувач

CD-ROM CD-ROM Drive , у якому компакт-диски переміняються як у звичайному програвачі. Накопичувачі CD-ROM часто називають програвачами CD-ROM або приводами CD-ROM.Багато накопичувачів CD-ROM здатні відтворювати звичайні аудіо-CD. Це дозволяє користувачеві, що працює за комп ютером, слухати музику у фоновому режимі.Є CD-RW для запису на спеціальні компакт диски CD-R від 650 -

700 Mb і CD-RW для кількаразового запису ємністю від 650 - 700 Mb.Згодом на зміну CD-ROM можуть прийти цифрові відеодиски DVD читається ди-ви-ди . Ці диски мають той же розмір, що й звичайні CD, але вміщають до 28 Гбайт даних, тобто по обсязі заміняють сім і більше стандартних дисків CD-ROM. Незабаром ємність дисків

DVD зросте до 48 Гбайт. DVD диски бувають 1, 2 і 4-х слойні, для програвання DVD дисків необхідний DVD-ROM. Записуючі оптичні й магнітнооптичні накопичувачі. Накопичувач на магнітноптичних компакт-дисках СD-MO Compact Disk-Magneto Optical . Диски СD-MO можна багаторазово використати для запису, але вони не читаються на традиційних дисководах CD-ROM. Ємність від 128 Мбайт до 2,6

Гбайт.Записуючий накопичувач CD-R Compact Disk Recordable здатний, поряд із прочитанням звичайних компакт-дисків, записувати інформацію на спеціальні оптичні диски. Ємність 650 Мбайт. Накопичувач WARM Write And Read Many times , дозволяє робити багаторазовий запис і зчитування.Накопичувач WORM Write Once, Read Many times , дозволяє робити однократний запис

і багаторазове зчитування. Накопичувачі на магнітній стрічці стримери і накопичувачі на змінних дисках. Стример англ. tape streamer -це пристрій для резервного копіювання більших обсягів інформації. Як носій тут застосовуються касети з магнітною стрічкою ємністю 1 - 2 Гбайта й більше. Стримери дозволяють записати на невелику касету з магнітною стрічкою величезну кількість інформації. Вбудовані в стример засоби апаратного стиску дозволяють автоматично

ущільнювати інформацію перед її записом і відновлювати після зчитування.Недоліком стримерів є їх порівняно низька швидкість запису, пошуку й зчитування інформації. Останнім часом усе ширше використаються накопичувачі на змінних дисках, які дозволяють не тільки збільшувати обсяг збереженої інформації, але й переносити інформацію між комп ютерами. Обсяг змінних дисків - від сотень

Мбайт до декількох Гігабайт. IV. Основні зовнішні пристрої ПК Клавіатура служить для введення інформації в комп ютер і подачі керуючих сигналів. Вона містить стандартний набір алфавітно-цифрових клавіш і деякі додаткові клавіші - керуючї й функціональні, клавіші керування курсором, а також малу цифрову клавіатуру. Курсор - це цвітний символ на екрані монітора, що вказує позицію, на якій буде відображатися

наступний знак, що вводиться із клавіатури.Усі символи, що набираються на клавіатурі, негайно відображаються на моніторі в позиції курсору.Найпоширеніша сьогодні 101-клавішна клавіатура c розкладкою клавіш QWERTY читається кверти , названа так по клавішах, розташованим у верхньому лівому ряді алфавітно-цифрової частини клавіатури Така клавіатура має 12 функціональних клавіш, розташованих уздовж верхнього краю. Натискання функціональної клавіші приводить до посилки в комп ютер не одного символу, а цілої сукупності

символів. Функціональні клавіші можуть програмуватися користувачем. Наприклад, у багатьох програмах для одержання допомоги підказки задіяна клавіша F1, а для виходу із програми - клавіша F10. Керуючі клавіші мають наступне призначення Enter - клавіша введення Esc Escape - вихід клавіша для скасування яких-небудь дій, виходу із програми, з меню й т.п. Ctrl і Alt - ці клавіші самостійного значення не мають, але при натисканні

разом з іншими керуючими клавішами змінюють їхню дію Shift регістр - забезпечує зміну регістра клавіш верхнього на нижній і навпаки Insert вставляти - перемикає режими вставки нові cимволи вводяться посередині вже набраних, розсовуючи їх і заміни старі символи заміщаються новими Delete видаляти - видаляє символ з позиції курсору

Back Space або - видаляє символ перед курсором Home і End - забезпечують переміщення курсору в першу й останню позицію рядка, відповідно Page Up і Page Down - забезпечують переміщення по тексту на одну сторінку один екран назад і вперед, відповідно Tab - клавіша табуляції, забезпечує переміщення курсору вправо відразу на кілька позицій до чергової позиції табуляції Caps Lock - фіксує верхній регістр, забезпечує уведення прописних

букв замість рядкових Print Screen - забезпечує печатку інформації, видимої в сучасний момент на екрані. Довга нижня клавіша без назви - призначена для уведення пробілів. Клавіші і служать для переміщення курсору нагору, униз, уліво й вправо на одну позицію або рядок. Мала цифрова клавіатура використовується у двох режимах - введення чисел і керування курсором. Перемикання цих режимів здійснюється клавішею

Num Lock. Клавіатура містить вбудований мікроконтролер місцевий пристрій керування , що виконує наступні функції - послідовно опитує клавіші, зчитуючи введений сигнал і виробляючи двійковий скан-код клавіші - управляє світловими індикаторами клавіатури - проводить внутрішню діагностику несправностей - здійснює взаємодію із центральним процесором через порт ввода-вивода клавіатури.

Клавіатура має вбудований буфер - проміжну пам ять малого розміру, де містяться введені символи. У випадку переповнення буфера натискання клавіші буде супроводжуватися звуковим сигналом - це означає, що символ не введений відкинуть . Роботу клавіатури підтримують спеціальні програми, зашиті в BIOS, а також драйвер клавиатури, який забезпечує можливість введення російських букв, керування швидкістю роботи клавіатури й ін. Відеосистема комп ютера складається

із трьох компонентів - монітор називающийся також дисплеєм - відеоадаптер - програмне забезпечення драйвери відеосистеми . Відеоадаптер посилає в монітор сигнали керування яскравістю променів і синхросигнали рядкових й кадрових розгорнень. Монітор перетворює ці сигнали в зорові образи. А програмні засоби обробляють відеозображення - виконують кодування й декодування сигналів, координатні перетворення, стиск зображень і ін. Монітор - це пристрій візуального відображення

інформації у вигляді тексту, таблиць, малюнків, креслень і ін Переважна більшість моніторів сконструйовані на базі електронно-променевої трубки ЕПТ , і принцип їхньої роботи аналогічний принципу роботи телевізора. Монітори бувають алфавітно-цифрові й графічні, монохромні й кольорового зображення. Сучасні комп ютери комплектуються, як правило, кольоровими графічними моніторами.

Рис.5 Основний елемент дисплея - електронно-променева трубка. Її передня, звернена до глядача частина із внутрішньої сторони покрита люмінофором - спеціальною речовиною, здатною випромінювати світло при влученні на нього швидких електронів.Люмінофор наноситься у вигляді наборів крапок трьох основних кольорів - червоного, зеленого й синього. Ці кольори називають основними, тому що їхніми сполученнями у різних пропорціях можна представити будь-

які кольори спектра.Набори крапок люмінофора розташовуються по трикутних тріадах. Тріада утворює піксел - крапку, з якої формується зображення англ. pixel - picture element, елемент картинки . Відстань між центрами пікселів називається крапковим кроком монітора. Це відстань істотно впливає на чіткість зображення. Чим менше крок, тим вище чіткість. Звичайно в кольорових моніторах крок становить 0,24 мм.

При такому кроці очі людини сприймають крапки тріади як одну крапку складних кольорів.На протилежній стороні трубки розташовані три по кількості основних квітів електронні пушки. Всі три пушки націлені на той самий піксел, але кожна з них випромінює потік електронів направлених убік своєї крапки люмінофора.Щоб електрони безперешкодно досягали екрана, із трубки відсасується повітря, а між пушками й екраном створюється висока електрична напруга, що прискорює

електрони.Перед екраном на шляху електронів ставиться маска - це тонка металева пластина з більшою кількістю отворів, розташованих напроти крапок люмінофора. Маска забезпечує влучення електронних променів тільки в крапки люмінофора відповідних кольорів.Величиною електронного струму гармат і, яскравістю світіння пікселів, управляє сигнал, що надходить із відеоадаптера. Мал. 6. Хід електронного пучка по екрані.

На ту частину колби, де розташовані електронні пушки, надівається система,відхиляюча монітор, що змушує електронний пучок пробігати по черзі всі строчки рядка за рядком від верхньої до нижньої, потім вертатися в початок верхнього рядка й т.д. Кількість відображених рядків у секунду називається рядковою частотою розгорнення. А частота, з якої міняються кадри зображення, називається кадровою частотою розгорнення-вона не повинна бути нижче 60 Гц, інакше зображення буде мерехтіти.

Поряд із традиційними ЕПТ-моніторами усе ширше використовуються плоскі жидкокристалічні ЖК монітори. Рідкі кристали - це особливий стан деяких органічних речовин, у якому вони мають плинність і властивість утворювати просторові структури, подібні кристалічним. Рідкі кристали можуть змінювати свою структуру й світлооптичні властивості під дією електричної напруги. Міняючи за допомогою електричного поля орієнтацію груп кристалів

і використовуючи введені в жидкокристалічний розчин речовини, здатної випромінювати світло під впливом електричного поля, можна створити високоякісні зображення, що передають більше 15 мільйонів колірних відтінків. По компактності такі монітори не знають собі рівних. Вони займають в 2 - 3 рази менше місця, чим монітори з ЕПТ і в стільки ж раз легше споживають набагато менше електроенергії й не випромінюють електромагнітних

хвиль, що впливають на здоров я людей.Різновид монітора - сенсорний екран. Тут спілкування з комп ютером здійснюється шляхом дотику пальцем до певного місця чутливого екрана. Цим вибирається необхідний режим з меню, показаного на екрані монітора. Меню - це виведений на екран монітора список різних варіантів роботи комп ютера, по якому можна зробити конкретний вибір. Сенсорними екранами обладнують робочі місця операторів

і диспетчерів, їх використовують в інформаційно-довідкових системах і т.д. Відеоадаптер - це електронна плата, що обробляє відеодані текст і графіку і управляє роботою дисплея. Містить відеопам ять, регістри введення виводу й модуль BIOS. Посилає в дисплей сигнали керування яскравістю променів і сигнали розгорнення зображення. Найпоширеніший відеоадаптер на сьогоднішній день - адаптер

SVGA Super Video Graphics Array - супервідеографічний масив , що може відображати на екрані дисплея 1280х1024 пикселей при 256 квітах і 1024х768 пикселей при 16 - 32 мільйонах кольорів.Із традиційними відеоадаптерами широко використовуються різноманітні пристрої комп ютерної обробки відеосигналів Графічні акселератори прискорювачі -це спеціалізовані графічні співпроцесори, що збільшують ефективність відеосистеми. Їхнє застосування звільняє центральний процесор від великого

обсягу операцій з відеоданими, тому що акселератори самостійно обчислюють, які пікселі відображати на екрані і які їхні кольори. Фрейм-грабери, які дозволяють відображати на екрані комп ютера відеосигнал від відеомагнітофона, камери, лазерного програвача й т.п для того, щоб захопити потрібний кадр на згадку й згодом зберегти його у вигляді файлу. TV-тюнери -це відеоплати, що перетворюють комп ютер у телевізор. TV-тюнер дозволяє вибрати будь-яку потрібну телевізійну програму й відображати

її на екрані в масштабованому вікні. У такий спосіб можна стежити за ходом передачі, не припиняючи роботу. Аудіоадаптер Sound Blaster або звукова плата це спеціальна електронна плата, що дозволяє записувати звук, відтворювати його й створювати програмними засобами за допомогою мікрофона, навушників, динаміків, убудованого синтезатора й іншого встаткування. Аудіоадаптер містить у собі два перетворювачі інформації - аналого-цифровий, котрий перетворює безперервні тобто, аналогові звукові сигнали мову,

музику, шум у цифровий двійковий код і записує його на магнітний носій - цифро-аналоговий, що виконую зворотне перетворення збереженого в цифровому виді звуку в аналоговий сигнал, що потім відтворюється за допомогою акустичної системи, синтезатора звуку або навушників. Професійні звукові плати дозволяють виконувати складну обробку звуку, забезпечують стереозвук, мають власне ПЗП із сотнями, що зберігаються в ньому тембрів звучань різних музичних

інструментів.Звукові файли звичайно мають дуже більші розміри. Так, трихвилинний звуковий файл зі стереозвуком займає приблизно 30 Мбайт пам яті. Тому плати Sound Blaster, крім своїх основних функцій, забезпечують автоматичний стиск файлів. Область застосування звукових плат -це комп ютерні ігри, що обучають програмні системи, рекламні презентації, голосова пошта voice mail між комп ютерами,

озвучування різних процесів, що відбуваються в комп ютерному встаткуванні, таких, наприклад, як відсутність паперу в принтері й т.п. Модем -це пристрій для передачі комп ютерних даних на більші відстані по телефонних лініях зв язку. Цифрові сигнали, вироблювані комп ютером, не можна прямо передавати по телефонній мережі, тому що вона призначена для передачі людської мови - безперервних сигналів звукової частоти. Модем забезпечує перетворення цифрових сигналів комп ютера в змінний струм частоти звукового діапазону

- цей процес називається модуляцією, а також зворотне перетворення, що називається демодуляцією. Звідси назва пристрою модем - модулятор демодулятор. Мал. 7. Схема реалізації модемного зв язку Для здійснення зв язку один модем викликає інший по номері телефону, а той відповідає на виклик. Потім модеми посилають один одному сигнали, узгоджуя підходячий

їм обом режим зв язку. Після цього передавальний модем починає посилати модульовані дані з погодженою швидкістю кількістю біт у секунду і форматом. Модем на іншому кінці перетворює отриману інформацію в цифровий вид і передає її своєму комп ютеру. Закінчивши сеанс зв язку, модем відключається від лінії.Керування модемом здійснюється за допомогою спеціального комутаційного програмного забезпечення.

Модеми бувають зовнішні, виконані у вигляді окремого пристрою, і внутрішні, що представляють собою електронну плату, установлювану усередині комп ютера. Майже всі модеми підтримують і функції факсів. Факс - це пристрій факсимільної передачі зображення по телефонній мережі. Назва факс відбулося від слова факсиміле лат. fac simile - зроби подібне , що означає точне відтворення графічного оригіналу підпису, документа й т.д. засобами печатки.

Маніпулятори миша, джойстик і ін це спеціальні пристрої, які використовуються для керування курсором.Миша має вигляд невеликої коробки, що повністю вміщається на долоні. У верхній частині пристрою розташовані керуючі кнопки звичайно їх три , що дозволяють задавати початок і кінець руху, здійснювати вибір меню й т.п. Джойстик- звичайно це стрижень-ручка, відхилення якої від вертикального положення приводить до пересування

курсору у відповідному напрямку по екрані монітора. Часто застосовується в комп ютерних іграх. У деяких моделях у джойстик монтується датчик тиску. У цьому випадку, чим сильніше користувач натискає на ручку, тим швидше рухається курсор по екрані дисплея. Трекбол - невелика коробка з кулькою, убудованою у верхню частину корпуса. Користувач рукою обертає кульку й переміщає, відповідно, курсор.

На відміну від миші, трекбол не вимагає вільного простору біля комп ютера, його можна вмонтувати в корпус машини. Дігітайзер- цепристрій для перетворення готових зображень креслень, карт у цифрову форму. Являє собою плоску панель - планшет, розташовувану на столі, і спеціальний інструмент - перо, за допомогою якого вказується позиція на планшеті. При переміщенні пера по планшеті фіксуються його координати в близько розташованих крапках, які потім

перетворяться в комп ютері в необхідні одиниці виміру. Принтери друкувальні пристрої - це пристрій виводу даних з ЕОМ, що перетворює інформаційні ASCII-коди у відповідні їм графічні символи букви, цифри, знаки й т.п. і фіксуючі ці символи на папері. Принтери є найбільш розвиненой групою ЗП ПК, що нараховує до 1000 різних модифікацій.

Принтери відрізняються між собою по різних ознаках - кольоровість чорно-білі й кольорові - спосіб формування символів - принцип дії матричні, термічні, струминні, лазерні -способи печатки ударні, ненаголошені і формування рядків послідовні, паралельні - ширина каретки із широкої 375 - 450 мм і вузької 250 мм кареткою - довжина друкованого рядка 80 і 132 - 136 символів - набір символів аж до повного набору символів

ASCII - швидкість печатки - розв язна здатність, найбільш уживаною одиницею виміру є dpi dots per inch - кількість крапок на дюйм. Печатка в принтерів може бути посимвольна, порядкова, посторінкова. У матричних принтерах зображення формується із крапок.Матричні принтери можуть працювати у двох режимах - текстовому й графічному.Перемикання режимів роботи матричних принтерів і зміна шрифтів можуть здійснюватися як програмно, так

і апаратно шляхом натискання наявних на пристроях клавіш і або відповідної установки перемикачів.До МП принтери можуть підключиться й через паралельний, і через послідовний порт. Паралельні порти використаються для підключення паралельно працюючих сприймаючу інформацію відразу по байті принтерів. Наприклад, адаптери типу Centronics дозволяють підключати одночасно до трьох принтерів.

Послідовні порти 2 шт. служать для підключення послідовно працюючих сприймаючу інформацію послідовно по 1 біту принтерів, наприклад адаптери типу R3-232C стик З2 . Більшість принтерів використовують паралельні порти. Сканери є найважливішою ланкою електронних систем обробки документів. Вони досить різноманітні, і їх можна класифікувати по цілому ряді ознак.

Сканери бувають чорно-білі й кольорові.Чорно-білі сканери можуть зчитувати штрихові зображення й напівтонові. Кольорові сканери працюють і із чорно-білими, і з кольоровими оригіналами. Розв язна здатність сканерів становить від 75 до 1600 dpi dot per inch В останні роки з явилися інтелектуальні програми розпізнавання образів типу Omnifont, які пізнають символи не по крапках, а по характерній для кожного з них

індивідуальної топології. Сканер підключається до паралельного порту ПК. Для роботи зі сканером ПК повинен мати спеціальний драйвер, бажано драйвер, що відповідає стандарту TWAIN. В останньому випадку можлива робота з більшим числом TWAIN-сумісних сканерів і обробка файлів підтримуючий стандарт TWAIN програмами, наприклад розповсюдженими графічними редакторами

Corel Draw, Max Mate, Picture Publisher, Adobe PhotoShop, Photo Finish. Розпізнавання тексту FineReader. Більшість драйверів орієнтовані на роботу з локальним комп ютерним інтерфейсом SCSI Висновки Персональній комьютер ПК став обов язковим атрибутом в будь-якому сучасному офісі.Особено великий інтерес до компютерів серед молоді, що широко використовують його для своїх цілей.

Розвиток електронної промисловості здійснюється такими швидкими темпами, що буквальне через 1-2 роки, сьогоднішнє чудо техніки стане морально застарілим. Проте принципи комп ютера залішаються незмінними ще з тієї миті як знаменитий математик Джон фон Нейман в 1945 році підготував доповідь про пристрій і функціонування універсальних обчислювальних пристрооїв,тобто . комп ютерів.

Тому розглянута вище тема дає наочне уявлення про те, яке провідне місце в житті суспільства займають в даній час персональні комп ютери, сфера застосування яких безмежна.Звічайно персональні комп ютери IBM PC складаються з трьох частин блоків системного блоку клавіатури, що дозволяє вводіті символі в комп ютер монітора або дисплея - для зображення текстової і графічної інформації. Системний блок компютера є головним

В ньому розташовуються всі основні вузли комп ютера Також до системного блоку комп ютера IBM PC можна підключати різні пристрої введення-виведення інформації, розширюючи тим самим його функціональні можливості.Багато пристроїв під єднуються через спеціальні гнізда роз єми ,що знаходяться звичайно на задній стінці системного блоку комп ютера.

Самим головнім елементом в комп ютері, є мікропоцессор - невелика у декілька сантиметрів електронна схема, що виконує всі обчислення і обробку інформації У комп ютерах типа IBM PC використовуються мікропроцесори фірми Intel,а також сумісні з ними мікропроцесори інших фірм AMD,Cyrix,IBM і ін. Важливим елементом комп ютера є оперативна пам ять.

Саме з неї процесор і співпроцесор беруть програми і початкові дані для обробки, У основу побудові більшості ЕОМ покладеній принцип, сформульованій в 1945 р. Джоном фон Нейманом 1. Принцип програмного керування програма складається з набору команд, які виконуються процесором автоматично один за одним у певній послідовності . 2.

Принцип однорідності пам яті програма й дані зберігаються в одній і тій же пам яті над командами можна виконувати також дії, як і над даними . 3. Принцип адресності основна пам ять структурно складається з нумерованих осередків . ЕОМ, побудованій на цих принципах і має класичну архітектуру архітектуру фон Неймана . Основні електронні компоненті, що визначають архітектуру процесора, розміщаються на основній

платі комп ютера, що називається системною або материнською MotherBoard . А контролери й адаптери додаткових пристроїв, або самі ці пристрої, виконуються у вигляді платні розширення DаughterBoard - дочірня платня і підключаються до шини за допомогою розємів розширення, названих також слотами розширення англ. slot - щілина, паз . Список використовуваної літератури 1.Головкин Б.А.

Параллельные вычислителбные системы.М. Наука,1980-519с 2.Смирнов А.Д.Архитектура вычислительных систем М. Наука,1990. 3.Томпсон Р Томпсон Б.Железо Пк.2-е изд СПб. Питер,2003 864с. ил 4.Дубова Н.Суперкомпьютеры nCube Computer World Россия.1995 2 с.42-47 5.Еремин Е.А.Как работает современный компьютер Пермь,1997 6.Вильсон

К.Высокоскоростные вычисления.М. Радио и связь,1988.с.12-48 7.Мотоока Т Томита С Танака Х Сайто Т Уехара П.Компьютеры на СБИС М. Мир,1988 388с