Архитектура персонального компьютера

Национальный  исследовательский университет 
информационных технологий, механики и оптики

 

 

Кафедра прикладной экономики и маркетинга

 

 

 

 

 

 

 

 

Лабораторная  работа №1

по дисциплине:

 

«ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ, СЕТИ И ТЕЛЕКОММУНИКАЦИИ»

 

Тема: Архитектура  персонального компьютера

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнила: студентка группы 2050

 Быстрова Марина Владимировна

 

 

 

 

Приняла:

 Литвиненко  Ольга Александровна

 

 

 

 

 

 

 

 

Санкт-Петербург

2012

 

 

 

 

 

ЛАБОРАТОРНАЯ  РАБОТА №1

ТЕМА: Архитектура персонального компьютера

 

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

Срок  выполнения:  2 недели

Характер:    индивидуальный, опрос

Инструменты:  персональный компьютер, отвертка

 

Этапы выполнения

 

1. Изучение комплектации рабочей станции
2. Проведение экономического исследования
3. Защита работы

 

Этап 1. Изучение комплектации рабочей станции

 

1. Зарисовать вид рабочей станции с 2-3 периферийными устройствами (рис.1)
2. Обозначить и подписать на рис.1 все узлы персонального компьютера
3. Раскрыть корпус системного блока
4. Зарисовать внутренние компоненты системного блока (рис.2)
5. Обозначить и подписать на рис.2 все узлы системного блока.

 

Этап 2. Проведение экономического исследования

 

1. Заполнить таблицу 1 для исследуемой на этапе 1 конфигурации ПК
2. Вариант 1. Используя прайс-листы магазинов по продаже компьютерной техники и/или журналы «Мир техники», «Хабаровский компьютерный рынок» предложите альтернативную конфигурацию персонального компьютера за ту же стоимость. Но с использованием компонентов других производителей. Письменно обоснуйте ваши предложения.
3. Вариант 2. Предложите минимальную конфигурацию для рабочего места секретаря. Письменно обоснуйте ваши предложения.
4. Вариант 3. Предложите минимальную конфигурацию для рабочего места в игровом зале. Письменно обоснуйте ваши предложения.

 

Этап 1. Изучение комплектации рабочей станции

 

ПК  и их значение

 

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

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

 

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

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

Достоинствами ПК являются:

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

- автономность  эксплуатации без специальных  требований к условиям окружающей  среды;

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

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

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

 

Структура персонального компьютера

 

Рассмотрим  состав и назначение основных блоков ПК.

 

Рис. 1. Структурная схема  ПК

Обычно персональный компьютер состоит из трех частей:

• системного блока;
• клавиатуры, позволяющей вводить символы в компьютер;
• монитора (или дисплея) – для изображения текстовой или графической информации.

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

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

• электронные схемы, управляющие работой компьютера (микропроцессоры, оперативная память, контроллеры устройств);
• блок питания, преобразующий электропитание сети в постоянный ток низкого напряжения, подаваемый на электронные схемы компьютера;
• накопители (или дисководы) для гибких магнитных дисков, используемые для чтения и записи на гибкие магнитные диски (дискеты);
• накопитель на жестких магнитных дисках, предназначенные для чтения и записи на несъемные жесткие магнитные диски (винчестер).

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

Параметры процессора:

• разрядность – ширина "такта", по которому передается компьютерная информация: 8, 16, 32 или 64 бита;
• тактовая частота, характеризующая число команд, выполняемых процессором за одну секунду ,измеряется в мегагерцах (МГц)

Микропроцессор включает в себя:

• арифметико-логическое устройство (АЛУ), которое выполняет операции (микрооперации), необходимые для выполнения команд микропроцессора;
• устройство управления (УУ) – управляет всеми частями компьютера посредством принципов программного управления;
• микропроцессорная память (МПП). В микропроцессоре есть несколько ячеек собственной памяти, они называются регистрами. Некоторые из них предназначены для хранения операндов – величин, участвующих в текущей операции. Такие регистры называются регистрами общего назначения (RON).

 

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

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

а)  Основной памятью компьютера:

• оперативное запоминающее устройство (RAM) хранит работающую программу и данные;
• постоянное запоминающее устройство (ROM)  - хранит информацию, которая необходима для постоянной работы.

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

б)  Внешней памятью:

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

 

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

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

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

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

в)  С монитором через видеоадаптер.

г)  С принтером через адаптер принтера.

д)  С источником питания.

ж)  С каналом связи через сетевой адаптер.   

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

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

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

к)  С математическим сопроцессором.       

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

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

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Узлы  системного блока

Рис.2

1. Процессор и вентилятор;
2. Материнская плата;
3. Южный мост;
4. Северный мост;
5. Видеокарта;
6. Встроенный звуковой кодек;
7. жесткий диск;
8. оперативная память;
9. блок питания;
10. оптический привод;
11. Флоппи дисковод;
12. Корпус;

 

Этап 2. Проведение экономического исследования

 

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

Таблица 1.

 

	Ваша модель		Вариант 1		Вариант 2		Вариант 3
Наименование	Модель	Цена	Модель	Цена	Модель	Цена	Модель	Цена
Монитор	Samsung SyncMaster 765MB, 17’’	3000	LG LCD Flatron L1770 HQ, 17’’	4905	LG LCD Flatron L1770 HQ, 17’’	4905	Samsung LCD 22’’ 2232BW,1680x1050, 3000:1, 2mc, HDTV, DVI	14500
Корпус	ATX Microlab Black	500	ATX Microlab Black	500	ATX Microlab Black	500	ATX TermalTake matrix VX, black, aluminum	2500
Блок питания	ATX 400W NAVI	950	ATX 400W NAVI	950	ATX 400W NAVI	950	ATX Hiper (HPU-4B580), 580W	2750
Материнская плата	Gigabyte nForsce4, S939, DDR, PCI-Ex16, SATA,GLan,IEEE 1394	1200	Gigabyte Intel945P, LGA775, DDR, PCI-Ex16, SATA,GLan,IEEE 1394	2100	Microstar Intel945G, LGA775,DDR,Video,SATA,GLan	1900	Gigabyte nForce680SLI, LGA775, DDR2-800, PCI-Ex16x2, SATA,GLan,IEEE 1394	7615
Жесткий диск	Western Digital Sata II, 160 Gb, (WD1600JS), cache 8Mb	1655	Seagate Sata II, 160 Gb, (ST3160815), cache 8Mb	1700	Seagate Sata II, 160 Gb, (ST3160815), cache 8Mb	1700	Seagate Sata II, 750 Gb, (ST3750640AS), cache 16Mb	6890
Процессор	AMD Athlon 64 3200+ cache 128Kb+512Kb socket 939(box)	1200	Intel Pentium D 3000MHz, cache 2x2048Kb, LGA775 (box)	2480	Intel Celeron 3200MHz, cache 256Kb, LGA775 (box)	1800	Intel Core2 quad 6600, 2,4Ghz, 1066Mhz, cache 8192Kb, LGA775 (box)	8670
Оперативная память	Samsung, 512Mb x2, DDR PC3200	1460	Kingston, 1Gb DDR PC5400	980	Samsung, 512Mb, DDR PC3200	730	Kingston, 1Gb DDR2 PC6400 (2шт)	1620x2
CD/DVD – rom	DVD/CD –RW NEC-ND3550A,  dual layer IDE	900	DVD/CD –RW TEAC-DV-W518 GB dual layer IDE	900	LG DVD±RW/CD –RW (GSA-H42N), dual layer IDE	899	DVD±RW/CD –RW Plextor-PX810SA dual layer SATA	2500
Клавиатура	Defender Office PS/2	400	LogiTech Deluxe 250 PS/2	350	A4-Tech (KB720), white, pS/2	165	Zboard Gaming keyboard ZBD101 multimedia, USB	1640
Мышь	Genius Optical NetScroll	200	Genius Optical NetScroll	200	Genius Optical NetScroll	200	LogiTech беспроводная, RX600, USB	725
Видеокарта	PCI-Ex16 ASUS Geforce 6600 256Mb, 128bit (VGA+DVI)	1100	PCI-Ex16 Sapphire Radeon Х1300XT 256Mb, 128bit (VGA+DVI)	1400	{встроенная в материнской плате}	-	PCI-Ex16 ASUS Geforce 8800GTS,640Mb, 320bit, TV-OUT, (2 шт)	13400x2
итого		12565		16465		13749		77830