В чем состоит основное назначение компьютера. Что такое компьютер и как он устроен

Северо-западный заочный технический университет.

Кафедра высшей математики и информатики.

КУРСОВАЯ РАБОТА.

Студент первого курса

ШИФР «12-0102»

Специальность «12-01аз»

Воронин И. В.

Петрозаводск.

ОСНОВНЫЕ УСТРОЙСТВА КОМПЬЮТЕРА.

К основным устройствам относятся: процессоры, материнские платы, видео карты, жесткий диск, порты и ОЗУ. Также существуют устройства ввода и вывода без которых компьютер не может работать нормально. К ним относят: дисководы, cd-rom, мониторы, принтеры, клавиатура, мышь, сканеры и модемы.

МОННИТОРЫ.

Экраны (мониторы) бывают обычного размера (14 и 15 дюймов по диагонали), увеличенные (17, 19) и большие, как телевизор (20,21 и даже 24 дюйма), цветные (от 4 – 8 – 16 до нескольких миллиардов цветов) и монохромные (то есть двухцветные, считая и цвет фона: черно – белые, черно – желтые, черно – зеленые). Делятся они еще и в зависимости от своей разрешающей способности. Существуют три вида мониторов: жидко-кристалические, плазменные плоские и на основе электронно-лучевой трубки.

МАТЕРИНСКИЕ ПЛАТЫ.

Материнская плата является одним из главных устройств компьютера на ней устанавливаются микросхемы процессора, память и микросхемы других устройств.

ЖЕСТКИЙ ДИСК.

Очень важный параметр – объём жесткого диска. Бывают от 120 мегабайт до 60 гигабайт и выше. Немаловажный параметр также – быстродействие жесткого диска.

Обычные диски вращаются со скоростью 5400 об./ мин, а новые – уже 7200.

ДИСКОВОДЫ (CD, FDD).

Современные дисководы FDD рассчитаны на дискету размером 3,5 дюйма.

Обычно дискета вмещает 1,44МБ данных.

CD-ROM дисковод для лазерных компакт дисков вмещает около 650-700 МБ данных или 70 минут звука.

ПРИНТЕРЫ, ПОРТЫ, МОДЕМЫ.

Принтер это печатающее устройство. Принтеры бывают матричные, струйные и лазерные.

Порты бывают трёх видов: параллельные, последовательные и инфракрасные.

Модемы позволяют нам подключатся к компьютерным сетям через телефонную линию. Они делятся на внешние и внутренние, бывают ещё и факс модемы.

ПРОЦЕССОР.

Процессор, или более полно микропроцессор, а также часто называемый ЦПУ (CPU - central processing unit) является центральным компонентом компьютера. Это разум, который управляет, прямо или косвенно, всем происходящим внутри компьютера.

Когда фон Нейман впервые предложил хранить последовательность инструкций, так называемые программы, в той же памяти, что и данные, это была поистине новаторская идея. Опубликована она в "First Draft of a Report on the EDVAC" в 1945 году. Этот отчет описывал компьютер состоящим из четырех основных частей: центрального арифметического устройства, центрального управляющего устройства, памяти и средств ввода-вывода.

Сегодня, более полувека спустя, почти все процессоры имеют фон-неймановскую архитектуру.

Историческая ретроспектива

Как известно, все процессоры персональных компьютеров основаны на оригинальном дизайне Intel. Первым применяемым в PC процессором был интеловский чип 8088. В это время Intel располагал выпущенным ранее более мощным процессором 8086. 8088 был выбран по соображениям экономии: его 8-битная шина данных допускала более дешевые системные платы, чем 16-битная у 8086. Также во время проектирования первых PC большинство доступных интерфейсных микросхем использовали 8-битный дизайн. Те первые процессоры даже не приближаются к мощи, достаточной для запуска современных приложений.

В таблице ниже приведены основные группы интеловских процессоров от первой генерации 8088/86 до шестого поколения Pentium Pro и Pentium II:

Третье поколение процессоров, основанных на Intel 80386SX и 80386DX, были первыми применяемыми в PC 32-битными процессорами. Основным отличием между ними было то, что 386SX был 32-разрядным только внутри, поскольку он общался с внешним миром по 16-разрядной шине. Это значит, что данные между процессором и остальным компьютером перемещались на вполовину меньшей скорости, чем у 486DX.

Четвертая генерация процессоров была также 32-разрядной. Однако все они предлагали ряд усовершенствований. Во-первых, был полностью пересмотрен весь дизайн 486 поколения, что само по себе удвоило скорость. Во-вторых, все они имели 8kb внутреннего кэша, прямо у процессорной логики. Такое кэширование передачи данных от основной памяти значило, что среднее ожидание процессора запросов к памяти на системной плате сократилось до 4%, поскольку, как правило, необходимая информация уже находилась в кэше.

Модель 486DX отличалась от 486SX только поставляемым внутри математическим сопроцессором. Этот отдельный процессор спроектирован для проведения операций над числами с плавающей точкой. Он мало применяется в каждодневных приложениях, но кардинально меняет производительность числовых таблиц, статистического анализа, систем проектирования и так далее.

Важной инновацией было удвоение частоты, введенное в 486DX2. Это значит что внутри процессор работает на удвоенной по отношению ко внешней электронике скоростью. Данные между процессором, внутренним кэшем и сопроцессором передаются на удвоенной скорости, приводя к сравнимой прибавке в производительности. 486DX4 развил эту технологию дальше, утраивая частоту до внутренних 75 или 100MHz, а также удвоив объем первичного кэша до 16kb.

Pentium, определив пятое поколение процессоров, значительно превзошел в производительности предшествующие 486 чипы благодаря нескольким архитектурным изменениям, включая удвоение ширины шины до 64 бит. P55C MMX сделал дальнейшие значительные усовершенствования, удвоив размер первичного кэша и расширив набор инструкций оптимизированными для мультимедиа приложений операциями.

Pentium Pro, появившись в 1995 году как наследник Pentium, был первым в шестом поколении процессоров и ввел несколько архитектурных особенностей, не встречавшихся ранее в мире PC. Pentium Pro стал первым массовым процессором, радикально изменившим способ выполнения инструкций переводом их в RISC-подобные микроинструкции и выполнением их в высокоразвитом внутреннем ядре. Он также замечателен значительно более производительным вторичным кэшем относительно всех прежних процессоров. Вместо использования базирующегося на системной плате кэша, работающего на скорости шины памяти, он использует интегрированный кэш второго уровня на своей собственной шине, работающей на полной частоте процессора, обычно в три раза быстрее кэша на Pentium-системах.

Следующий новый чип после Pentium Pro Intel представил спустя почти полтора года - появился Pentium II, давший очень большой эволюционный шаг от Pentium Pro. Это распалило спекуляции, что одна из основных целей Intel в производстве Pentium II был уход от трудностей в изготовлении дорогого интегрированного кэша второго уровня в Pentium Pro. Архитектурно Pentium II не очень отличается от Pentium Pro с подобным эмулирующим x86 ядром и большинством схожих особенностей.

Pentium II улучшил архитектуру Pentium Pro удвоением размера первичного кэша до 32kb, использованием специального кэша для увеличения эффективности 16-битной

обработки, (Pentium Pro оптимизирован для 32-битных приложений, а с 16-битным кодом не обращается столь же хорошо) и увеличением размеров буферов записи. Однако о основной темой разговоров вокруг новых Pentium II была его компоновка. Интегрированный в Pentium Pro вторичный кэш, работающий на полной частоте процессора, был заменен в Pentium II на малую схему, содержащую процессор и 512kb вторичного кэша, работающего на половине частоты процессора. Собранные вместе, они заключены в специальный односторонний картридж (single-edge cartridge - SEC), предназначенный для вставления в 242-пиновый разъем (Socket 8) на нового стиля системных платах Pentium II.

Вы когда-нибудь открывали ваш системный блок? Ведь всем было интересно посмотреть на устройство компьютера внутри системного блока. Что же там происходит? Там находятся много небольших деталей (устройств), которые на первый взгляд вам покажутся очень сложными и таинственными. Но на самом деле не все так сложно. Данный урок поможет вам освоить некоторые базовые понятия, познакомиться с устройством компьютера внутри системного блока.

Устройство компьютера изнутри (железо)

Давайте рассмотрим внутреннюю часть системного блока.

Центральный процессор (CPU) — это устройство находится внутри системного блока, на материнской плате. Его называют мозгом компьютера, и его работа заключается в выполнении команд. Каждый раз, когда вы нажимаете клавишу, щелкаете мышью или запускаете программу, вы посылаете команды в процессор.

Скорость процессора измеряется в мегагерцах (МГц) — миллион операций в секунду, и гигагерц (ГГц) — миллиард операций в секунду. Более быстрый процессор будет выполнять инструкции быстрее. Тем не менее скорость компьютера во многом зависит от скорости различных компонентов, а не только от процессора.

Есть много производителей процессоров для персональных компьютеров, но наиболее известные из них Intel и AMD .

— это устройство является основной платой компьютера. Это тонкая пластина, которая содержит процессор, память, соединителей жестких дисков и оптических приводов, карты расширения, а также порты, USB-порты.

Он питает энергией компьютер. Он посылает энергию через кабель к материнской плате и к другим компонентам.

Если вы решили заглянуть во внутрь системного блока, то в первую очередь убедитесь в том, что отключили компьютер от розетки. Прежде чем прикасаться к внутренним компонентам компьютера, вы должны коснуться заземленного металлического предмета или металлическую часть корпуса компьютера для снятия статического накопления. Статическое электричество может передаваться через компьютерные схемы и разрушить их.

RAM — оперативная память (ОЗУ) — это кратковременная память вашей системы. Всякий раз, когда компьютер выполняет расчеты, он временно хранит данные в памяти, пока это необходимо.

Эта временная память исчезает, когда компьютер выключается. Если вы работаете над документом, таблицей, или другим типом файла, то вы должны сохранить его, чтобы не потерять. При сохранении файла, данные записываются на жесткий диск, который выступает в качестве долговременного хранения.

Оперативная память измеряется в мегабайтах (мб) или гигабайтах (гб). Чем больше оперативной памяти, тем больше процессов одновременно может выполнять компьютер. Если ваш компьютер медлит, тормозит, когда есть несколько открытых программ, то это из-за нехватки оперативной памяти. В таком случае вы всегда можете добавить дополнительную оперативную память для повышения производительности.

Бит является наименьшей единицей измерения. Байт это 8 бит. Мегабайт содержит около одного миллиона байт, а гигабайт — это примерно 1 миллиард байт.

— это центр обработки данных на компьютере. Там установлено все программное обеспечение, все ваши документы и другие файлы. Жесткий диск служит как длительное хранение. Это значит, даже если вы выключите компьютер и отключите его от сети, все данные будут сохранены.

Несет ответственность за то, что вы видите на экране монитора. Большинство компьютеров имеют GPU (графический процессор), встроенный в материнскую плату. Простыми словами это встроенная видеокарта. Но если вы будете играть в игры с мощной графикой, то встроенные видеокарты просто не смогут их воспроизвести. Поэтому некоторые люди устанавливают отдельную мощную видеокарту в дополнительные слоты расширения компьютера.

Устройство называемое звуковой картой (название само говорит за себя) отвечает за звук. Тут думаю все понятно.

Сетевая карта позволяет компьютеру обмениваться данными по сети, получать доступ в Интернет через кабель Ethernet, или через беспроводное соединение (Wi-Fi). Многие компьютеры имеют встроенные в материнскую плату сетевые карты. Если таковой у вас не окажется, вы можете отдельно купить сетевую карту и добавить его в дополнительный слот расширения.

Является технологией беспроводной связи на коротких расстояниях. Он часто используется в компьютерах для работы с беспроводной клавиатурой, мышью и принтером . Они редко бывают встроены в материнскую плату.

Что такое компьютер . Компьютер, как следует из его названия (на английском слово computer произошло от слова compute – считать, вычислять) – это вычислительное устройство . На самом деле, кроме как считать, считать много и быстро компьютер ничего более и не умеет. Различные периферийный устройства вывода, такие как монитор, принтер, аудио аппаратура, веб-камера и т.п. просто способны по-разному результаты этих вычислений преобразовывать в понятные нам сигналы. Различные устройства ввода (клавиатура, манипуляторы, планшеты и т.д.) занимаются обратной задачей: преобразованием внешних воздействий в понятные компьютеру наборы команд и данных. То, без чего компьютер просто не может существовать – это центральный процессор и запоминающее устройство (память компьютера). Первое умеет считать, а второе – хранить исходные данные и результаты вычислений. Компьютер производит вычисления по заранее заложенной в него программе. Программы пишут люди, а дело компьютера – их выполнять. Об этом чуть более подробно в конце материала, а сейчас вкратце о том, в каком виде компьютер воспринимает информацию.

Часть 1. Особенности представления информации в компьютере

Минимальной единицей информации для компьютера является один бит , который может принимать два значения. Одно из значений считают равным 1, а другое 0. На уровне “железа” (аппаратной части компьютера) единица информации представлена триггерами – классом электронных устройств, которые обладают возможностью длительно оставаться в одном из двух состояний. Значение выходного напряжения таких электронных устройств может иметь два значения, одно из которых ассоциируют с нулем, а другое с единицей. Если бы на базе полупроводников можно было легко и эффективно создавать электронные устройства, способные подолгу находиться, например, в трех или четырех состояниях, то и битом тогда считали бы единицу информации, принимающую три и более разных значений. Поскольку все же современные компьютеры построены на базе триггеров, то и система счисления в них используется двоичная.

Что такое система счисления . Система счисления – это способ представления числовой информации, определяемый набором символов. Для нас привычной является десятичная система счисления, представленная набором цифр от 0 до 9. Компьютеру для представления информации достаточно двух символов: 0 и 1. Почему это так - я попытался ответить чуть выше, когда описывал природу триггеров – аппаратной основы современных компьютеров. Как представляются числа в различных системах счисления, я покажу на примере десятичной, двоичной и шестнадцатеричной систем. Последняя широко используется в низкоуровневом программировании, поскольку более компактна, чем двоичная, а числа, представленные в 16-ричной легко перевести в 2-ю и наоборот.

Десятичная система счисления “СИ10”: {0,1,2,3,4,5,6,7,8,9}. Двоичная система счисления “СИ2”: {0,1} Шестнадцатеричная система счисления “СИ16”: {0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F} (для обозначения чисел 10, 11, 12, 13, 14 и 15 используются символы A, B, C, D, E и F)

Итак, пример: рассмотрим, как представляется число 100 с использованием этих систем.

“СИ10”: 100=1*100 +0*10+0*1 “СИ2” : 01100100=0*128+1*64 +1*32 +0*16+0*8+1*4 +0*2+0*1 “СИ16”: 64=6*16+4*1

Все это различные позиционные системы счисления с разным основанием . Позиционными системами счисления называют те системы, в которых вклад в общую сумму от каждого разряда определяется не только значением этого разряда, но и его позицией. Примером не позиционной системы счисления является римская система с ее L,X,V,I. Получаем, что значение числа, которое обозначается в позиционной системе счисления с определенным основанием, вычисляется следующим образом:

N=D 0 *B 0 +D 1 *B 1 +…+D n-1 *B n-1 +D n *B n , где D i – величина разряда на i-м месте, начиная с 0, а B – основание системы счисления. Не забываем, что B 0 =1.

Как перевести число из шестнадцатеричной системы в двоичную и наоборот . Все просто, каждый разряд в 16-ричной системы переводите в 4 разряда двоичной системы и записывайте результат последовательно хоть слева направо, хоть справа налево. Наоборот: разбиваете двоичное число на тетрады (по 4 разряда строго справа налево) и каждую тетраду отдельно заменяете на один из символов 16-ричной системы счисления. Если последняя тетрада оказалась неполной, до дополняете ее нулями слева. Пример:

1010111100110 -> 0001(1).0101(5).1110(14).0110(6) -> 15E6

Для того, чтобы быстро умножить или разделить число на основание системы счисления, достаточно просто сдвинуть все разряды влево (умножение) и вправо (деление). Умножение на 2 в двоичной системе счисления называют сдвигом влево (в конце добавляется 0), а целочисленное деление на 2 – сдвигом вправо (последний символ убирается). Пример:

11011(27) > 1101(13)

Единицы информации компьютера . С минимальной единицей информации в вычислительной технике разобрались – это бит. Но минимальным адресуемым набором информации является не бит, а байт – набор информации, представленный 8-ю битами и, как следствие, способный хранить 256 (2 8) различных значений. Что значит минимальный адресуемый набор информации ? Это значит, что вся память компьютера поделена на участки, каждый из которых имеет свой адрес (порядковый номер). Минимальный размер такого участка – байт. Я, конечно, упрощаю картину, но на данный момент такого представления достаточно. Почему именно 8 бит? Так сложилось исторически, а впервые 8-ми битовая (байтовая) адресация была применена в вычислительных машинах компании IBM. Наверное, сочли удобным, что единицу информации легко представить ровно двумя символами шестнадцатеричной системы счисления. А теперь развеем мифы насчет объемов данных, обозначаемых практически всем знакомыми словами килобайт , мегабайт , гигабайт , терабайт и т.д.

1 килобайт (кб) = 2 10 байт = 1024, а не 1000 байт. 1 мегабайт (мб) = 2 20 байт = 1048576 байт = 1024 килобайт, а не 1000.000 байт. 1 гигабайт (гб) = 2 30 байт, 1 терабайт (тб) = 2 40 байт и т.д.

Часть 2. Устройство компьютера

Как устроен компьютер . Или из чего состоит компьютер . Дальнейшее повествование будет построено следующим образом. Описание устройства компьютера будет представлено на различных уровнях. На первом уровне я обозначу основные составляющие современного компьютера, на втором и последующих уровнях буду более детально описывать каждую его часть. Для быстрого поиска нужной вам информации пользуйтесь следующей навигацией.

Уровень 1. Общее устройство компьютера

Системный блок

Системный блок компьютера – это тот самый ящик, из которого торчит шнур питания, к которому подключены монитор, клавиатура, мышь и принтер, и в который вставляют компакт диски, флешки и прочие внешние устройства. Можно сказать, что все устройства, которые подключены к системному блоку извне являются периферийными устройствами – выполняющими второстепенные задачи компьютера. Ну а в самом системном блоке находится все самое ценное и необходимое: блок питания, системная материнская плата и центральное процессорное устройство (центральный процессор) - “мозги” компьютера. А также, модули управления периферийными устройствами (контроллеры), видео и звуковая карты, сетевая карта и модем, транспортные магистрали для передачи информации (шины) и много еще чего полезного. Тем не менее, все это в первую очередь справедливо для домашних и офисных компьютеров. Например, глядя на ноутбук, сложно сказать, где у него заканчивается системный блок, и начинаются периферийные устройства. Все это деление условно, тем более что есть еще и коммуникаторы, планшетные компьютеры и прочие портативные вычислительные устройства.

К этой категории относят все устройства, которые позволяют вводить информацию в компьютер. Например, клавиатура, мышь, джойстик, веб камера и сенсорный экран позволяют это делать человеку, а устройство чтения компакт-дисков или карты памяти просто считывает информацию с внешнего носителя автоматически. К устройствам ввода чаще относят только средства ввода информации человеком, а все остальные называют приводами внешних носителей данных .

Это устройства, которые предназначены для вывода результатов вычислений компьютера. Монитор выводит информацию в графическом электронном виде, принтер делает практически то же самое, но на бумаге, а аудио система воспроизводит информацию в виде звуков. Все это средства обратной связи с человеком в ответ на ввод им информации через устройства ввода.

Прочие устройства

К этой категории можно отнести любые подключаемые к компьютеру устройства от флеш карт и портативных жестких дисков, до модемов (в том числе wi-fi), роутеров и т.п. Классифицировать устройства – дело неблагодарное, поскольку делать это можно абсолютно по-разному, и всегда можешь оказаться прав. Например, встроенный модем сложно отнести к периферийным устройствам, хотя внешний модем выполняет абсолютно те же функции. Модем – это устройство для организации связи между компьютерами, и абсолютно не важно, где он находится. То же самое можно сказать про сетевую карту. Жесткий диск – это, прежде всего, энергонезависимое запоминающее устройство, которое может быть как внутренним, так и внешним. Приведенная выше классификация оборудования компьютера опирается в первую очередь на физическое месторасположения того или иного устройства в классическом персональном компьютере и только потом на его назначение. Это всего лишь один из способов классификации и не более того.

Уровень 2. Начинка системного блока современного компьютера

Для начала пару слов о быстродействии компьютера . Это свойство характеризуется тактовой частотой и производительностью системы. Чем они выше – тем быстрее работает компьютер, но это не синонимы. Производительность любого компонента системы – это количество выполняемых им элементарных операций в секунду. Тактовая частота – это частота синхронизирующих импульсов, подаваемых на вход системы генератором тактовых импульсов, что, в свою очередь, и определяет количество выполняемых последовательно операций за единицу времени. Но производительность можно увеличить, обеспечив возможность выполнять элементарные операции параллельно при той же тактовой частоте, примером чего является многоядерная архитектура центрального процессора. Таким образом, нужно оценивать не только тактовую частоту, с которой работает процессор, но и его архитектуру.

Теперь о компонентах компьютера. С корпусом и блоком питания, я думаю, все понятно и без комментариев. Системная материнская плата и центральный процессор – это сердце компьютера и именно они занимаются управлением процессами вычислений. О них более подробный рассказ чуть ниже. Шины – это средство передачи информации между различными устройствами компьютера. Шины делятся на шины управления , которые передают коды команд; адресные шины , которые, как следует из их названия, служат для передачи адреса определенного контекстом команды набора аргументов или адреса, куда следует поместить результат; и шины данных , которые передают, непосредственно, сами данные - аргументы и результаты выполнения команд. Контроллеры – это микропроцессорные устройства, предназначенные для управления жесткими дисками, приводами внешних носителей информации и прочими видами устройств. Контроллеры – это посредники между инфраструктурой центрального процессора и конкретным устройством, подключенным к компьютеру. Жесткий диск – это энергонезависимое устройство хранения информации. Энергонезависимость запоминающего устройства – это его способность не утрачивать информацию после отключения питания. Помимо пользовательских данных, жесткий диск содержит программный код операционной системы, включая драйверы различных устройств. Драйвер устройства – это программа, управляющая его контроллером. Операционная система, например, Microsoft Windows, управляет всеми устройствами посредством драйверов, которые имеют понятный ей программный интерфейс. Драйверы, как правило, разрабатываются поставщиками комплектующих компьютера отдельно для каждого вида операционной системы. Также, системный блок не может обойтись без системы охлаждения и панели управления, позволяющей включать и выключать компьютер.

Уровень 3. Как работает компьютер

Как в компьютере представлены данные . Все данные для компьютера – это набор чисел. Как хранятся положительные целые числа , я рассказал в самом начале. Данные, которые могут быть как положительными, так и отрицательными, в первом разряде (в 1-м бите) хранят знак (0-плюс, 1-минус). Про особенности хранения вещественных чисел рассказывать подробно не буду, но следует знать, что вещественные числа в компьютере представляются с помощью мантиссы и экспоненты . Мантисса - это правильная дробь (числитель меньше знаменателя), у которой первый знак после запятой больше нуля (в двоичной системе это означает, что после запятой первый разряд - 1). Значение вещественных чисел вычисляется по формуле D=m*2 q , где m – мантисса, а q -экспонента, равная log 2 (D/m). В памяти компьютер хранит не саму мантиссу, а ее значащую часть - знаки после запятой. Чем больше разрядов (битов) выделено под мантиссу, тем выше точность представления вещественных данных. Пример:

Число ПИ в десятичной системе счисления выглядит примерно так: ПИ=3,1415926535... Приведем число к виду правильной дроби, умноженной на 10 в соответствующей степени: ПИ=3,1415926535 = 0.31415926535*10 1 =m*10 q , где m=0.31415926535, q=1.

Таким образом, мы представили вещественное число в виде двух целых чисел, поскольку для хранения мантиссы достаточно хранить только знаки после запятой (31415926535). Нужно учитывать, что и мантисса и экспонента могут быть как положительными, так и отрицательными числами. Если число отрицательное, то и мантисса отрицательная. Если число меньше одной десятой, то экспонента отрицательная (в десятичной системе счисления). В двоичной системе счисления экспонента отрицательная, если число меньше 0.5. Теперь попробуем проделать то же самое в двоичной системе счисления.

Немного округлим исходное число: ПИ 10 =3.1415=3+0.1415 Итак, 3 в двоичной системе это 11. Теперь разберемся с дробной частью. 0.1415=0 *0.5+0 *0.25+1 *0.125+…= 0 *2 -1 +0 *2 -2 +1 *2 -3 +… В итоге получим примерно следующее: ПИ 2 =11,001001000011=0.11001001000011*2 2 =m*2 q , где m=0.11001001000011, а q=2.

Теперь должно стать понятным, что я имел в виду под точностью представления вещественных чисел. На мантиссу потрачено 14 разрядов, а для числа ПИ удалось сохранить только лишь несколько знаков после запятой (в десятичной системе счисления). Также, работая на компьютере, можно столкнуться со следующей формой записи числа:

6,6725E-11 Это не что иное, как 6,6725*10 -11 Текст – это последовательность символов, а каждый символ имеет свой числовой код. Кодировок текста существует несколько. Наиболее известные и широко применяемые кодировки текста – это ASCII и UNICODE. Графика – это последовательность точек, каждая из которых соответствует определенному цвету. Каждый цвет представлен 3-мя целыми числами: составляющей красного (red), зеленого (green) и синего (blue) цветов RGB палитры. Чем больше разрядов отводится под хранение цвета, тем большим спектром цветов вы можете оперировать. Видео – это просто последовательность статических кадров. Существуют технологии сжатия видео, которые, к примеру, отдельные участки видео хранят как один кадр и последовательность дельт – отличий последующих кадров от предыдущего. При условии, что соседние кадры отличаются не абсолютно всеми точками (например, мультипликация), такой подход позволяет сэкономить на общих объемах материала. Звук – это сигнал, который из аналогового представления можно перевести в цифровое путем дискретизации и квантования (оцифровки). Естественно, что оцифровка приведет к потере качества, но такова цена цифрового звучания.

Как организован процесс вычислений . Материнская плата – это печатная плата, на которой установлен центральный процессор (ЦП ). Также, через специальные разъемы к материнской плате подключены модули оперативной памяти, видеокарта, звуковая карта и прочие устройства. Материнская плата – это агрегирующее звено в архитектуре современного компьютера. Материнская плата снабжена системным контроллером (северный мост ), обеспечивающим связь центрального процессора с оперативной памятью и графическим контроллером, а также, периферийным контроллером (южный мост ), отвечающим за связь с контроллерами периферийных устройств и постоянным запоминающим устройством. Северный и Южный мост вместе образуют чипсет материнской платы - ее базовый набор микросхем. Оперативная память или оперативное запоминающее устройство (ОЗУ ) – это энергозависимая память компьютера, в которой хранятся исполняемый и сами данные программы. Объем оперативной памяти влияет на производительность компьютера, поскольку именно ОЗУ определяет объем обрабатываемой в каждый момент времени информации. Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ ) – это энергоне зависимая память компьютера, которая хранит самую важную для него информацию, в том числе программу первоначальной загрузки компьютера (до загрузки операционной системы) – BIOS (basic input/output system - базовая система ввода-вывода). Данные ПЗУ обычно записывает производитель материнской платы. Видеокарта – это самостоятельная плата со своим процессором и своей оперативной памятью (видеопамять), предназначенная для быстрого преобразования графической информации в тот вид, который можно напрямую вывести на экран. Процессор видеокарты оптимизирован для работы с графикой, в том числе, для обработки трехмерной графики. Тем самым, процессор видеокарты разгружает центральный процессор от такого вида работ. Чем выше объем видеопамяти, тем быстрее и чаще компьютер способен обновлять данные на экране, и тем шире может быть спектр используемых цветов. Центральное процессорное устройство (ЦПУ) может состоять из нескольких процессоров, каждый из которых способен параллельно остальным выполнять свою программу. Раньше процессор и ядро процессора были синонимами. Сейчас ЦПУ может состоять из нескольких процессоров, а каждый процессор из нескольких ядер. Ядро микропроцессора – это арифметико-логическое устройство (АЛУ ), контроллер ядра и набор системных регистров . АЛУ, как следует из его названия, умеет выполнять с числами, загруженными в регистры . Набор регистров служит для хранения адреса текущей команды (команды хранятся в оперативной памяти, а регистр IP (Instruction Pointer) указывает на текущую команду), адресов загружаемых для выполнения команды данных и самих данных, включая результат выполнения команды. Ядро, собственно, и управляет всем этим процессом, выполняя низкоуровневые команды процессора. К таким командам относятся загрузка данных в регистры, выполнение арифметических операций, сравнение значений двух регистров, переход к следующей команде и т.д. Сам микропроцессор обменивается данными с оперативной памятью посредством контроллера оперативной памяти. Хотя время доступа к оперативной памяти намного меньше, чем, к примеру, время доступа к информации на жестком диске, но при интенсивных вычислениях всех же это время становится заметным. Для организации хранения данных, время доступа к которым должно быть минимальным, служит сверхоперативная память (кэш память).

Кто или что управляет процессом вычислений . Процессом вычислений, как я уже сказал в начале, управляет компьютерная программа. Программы пишутся на различных языках программирования и чаще всего на . Основными высокого уровня являются: объявление переменных различных типов, выполнение арифметических и логических операций, условные операторы и циклы. Человеку, программирующему на языке высокого уровня не нужно задумываться, как обрабатываемая им информация представляется в компьютере. Все вычисления, в основном, описываются в привычной для него десятичной системе счисления. Программист определяет в том виде, в котором ему удобно. В его распоряжении серьезный арсенал уже готовых программных компонентов, решений и технологий программирования: , средства организации , сервисы работы с и т.д. и т.п. Далее, специальные программы, называемые компиляторами, переводят текст программы в машинный код – на язык команд, понятный центральному процессору компьютера. Как выглядит программа на языке программирования высокого уровня можно, к примеру, посмотреть на страницах этого сайта, а как выглядит программа на языке низкого уровня, приближенного к машинному коду (), смотрите ниже (эта программа всего лишь выводит сообщение “Hello, world”).

386 .model flat, stdcall option casemap:none include \masm32\include\windows.inc include \masm32\include\kernel32.inc includelib \masm32\lib\kernel32.lib .data msg db "Hello, world", 13, 10 len equ $-msg .data? written dd ? .code start: push -11 call GetStdHandle push 0 push OFFSET written push len push OFFSET msg push eax call WriteFile push 0 call ExitProcess end start

Один оператор на языке высокого уровня трансформируется в десятки, а то и сотни строк машинного кода, но поскольку это происходит автоматически, то переживать по этому поводу не стоит. В момент запуска программы, операционная система выделяет ей отдельный , загружает машинный код в оперативную память, инициализирует регистры (в регистр IP помещает адрес самой первой инструкции), и вычислительный процесс начинается.

Считаю, что в рамках этого материала рассказ о том, как устроен современный компьютер, можно закончить. Теперь вы знаете в общих чертах, из чего он состоит и как работает, а детали без труда найдете в интернете.

В наше время уже нельзя представить свою жизнь без персонального компьютера. Он вобрался во все уголки нашего существования. Вплоть до того, что некоторые пользователи сутками проводят за ним.

Лет пять тому назад и подумать нельзя было какие возможности привнесет в нашу обыденную жизнь персональный компьютер. Сейчас уже и в Банк не нужно ходить, для того, чтобы сделать какой либо платеж. Думаю, дойдет до того, что и в магазин не придется ходить. Все будем заказывать через интернет. Я думаю, что на фоне этого каждый непродвинутый пользователь должен знать устройство своего компьютера, поэтому в этой статье я расскажу из чего он состоит.

Не буду сильно углубляться, для обыденного пользователя достаточно будет знать основное устройство. Более глубокое изучение требует отдельных больших статей. Если Вы еще ничего не знаете и не представляете из каких комплектующих состоит Ваш ПК, то эта статья именно для Вас, а далее уже сами для себя решите нужны ли Вам более глубокие познания об его устройстве или обойдетесь тем, что узнаете из этой статьи.

Итак, первое что нужно сказать об устройстве персонального компьютера (я думаю это итак все знают, но для полноты статьи все равно нужно об этом рассказать).

Первое, это системный блок

И первая ошибка неопытного пользователя, это то, что его называют «Процессор» (почему, не знаю). Процессор R12; это совсем другое, и дочитав статью до конца Вы поймете что системный блок это не есть процессор.

Второе, это монитор

Что такое монитор я думаю объяснять не нужно, это итак все знают.

Третье, это мышь

С помощью нее производятся почти все манипуляции в операционной системе. К ней даже подходит выражение R12; Без мышки как без рук.

Если еще кто не знает (в чем я очень сомневаюсь) мыши бывают двух типов R12; проводные и беспроводные. У обоих типов мышей есть свои преимущества и недостатки.

Преимущества беспроводных мышек заключается в отсутствии у них провода, но недостаток, это то, что часто приходится очень часто менять батарейки (в зависимости от их качества). У проводных мышек все с точностью до наоборот.

Четвертое, это клавиатура

С клавиатурой все точно также как и с мышкой, можно сказать они неразлучные друзья и очень хорошо дополняют друг друга.

Итак, это были основные комплектующие персонального компьютера без которых работа на нем не представлялась бы возможной. Также есть дополнительные комплектующие, такте как принтеры, сканеры, вебкамеры и другие приблуды которые в принципе не так важны для функционирования ПК и устанавливаются уже по мере потребности.

Теперь рассмотрим устройство системного блока. Основного элемента компьютера.

Чтоб узнать из чего состоит системный блок, нужно заглянуть ему во внутрь, что зачастую боятся делать неопытные пользователи.

Основные части системного блока

Первое, что мы видим открыв боковую крышку ПК это материнскую плату

Основные части материнской платы:

1. Разъем где устанавливается процессор с кулером.

2. Разъем для видеокарты.

3. Разъем для оперативной памяти.

4. Разъемы SATA для подключения жесткого диска или DVD рома.

5. Разъем для подключения блока питания.

Второе, это бок питания. Вот так он примерно выглядит

Он отвечает за питание всех устройств системного блока компьютера.

Третье, это видеокарта. Вот так она примерно выглядит

так выгляди более современная видеокарта

Видеокарта отвечает за вывод изображение на монитор. Чем мощнее у Вас видеокарта, тем более быстрее будет производительность видео, особенно это касается компьютерных игр.

Четвертое, это жесткий диск

Жесткий диск отвечает за хранение информации. Это своего рода склад ваших, фотографий, фильмов, музыки и т.д. и т.п.. В общем все что есть у Вас на компьютере, все это храниться на жестком диске. (Чтоб уж совсем было понятно, приведу аналогию R12; принцип жесткого диска, как к примеру у видео кассеты, записали на него что нибудь, так на нем это и останется, пока не стерёте)

Ну и пятое, это DVD-ROM

Думаю тут ничего пояснять не нужно. Все знают что такое DVD-ROM и для чего он нужен.

А вот так выгляди системный блок в сборе.

1. Тут расположен блок питания.

2. Тут расположен кулер, который охлаждает процессор. Собственно под ним и расположен процессор.

3. Это видеокарта

4 и 5. Тут расположен жесткий диск

6. Тут как правило располагается DVD-ROM

Вот в принципе и есть основное устройство персонального компьютера, которое на мой взгляд должен знать каждый непродвинутый пользователь. Хотя бы для того чтобы иметь хоть какое то представление о том на чем он работает.

Персональный компьютер – это многокомпонентная машина (состоящая из 7 основных устройств ), являющаяся основой современного мира.

Если говорить о простом среднестатистическом человеке, то ему компьютер нужен:

• для серфинга в интернете
• прослушивания музыки
• просмотра фильмов
• общения с друзьями
• может быть, написания статей.

В более серьезных целях компьютеры используются:

• при прогнозировании погоды
• для обеспечения работы атомных станций, в оборонных и промышленных технологиях.

Полноценная работа компьютера невозможна, если в нем нет 7 устройств.

Из чего состоит компьютер

Устройство № 1. Системный блок компьютера

Системный блок (иначе процессор или пылесборник) – это небольшая «коробка», внутри которой и располагаются все элементы . К нему подключаются внешние устройства мышь, клавиатура, принтер и шнур питания.

Устройство № 2. Блок питания компьютера

Блок питания – главная деталь, благодаря которой компьютер вообще включается. Они классифицируются по мощности, для комфортной работы рекомендуется приобретать от 500W (Ватт) и выше. Если мощность блока питания будет меньше, то при перебоях напряжения компьютер будет выключаться. В первое время ничего серьезного может не произойти, но если ситуация будет повторяться с определенной периодичностью, то он попросту сгорит. Хорошо, если только он, ведь скачки напряжения могут повредить и прочие элементы (материнскую плату, видеокарту, систему охлаждения и т.д.) Чтобы это исключить, рекомендуется использовать устройство бесперебойного питания

Устройство № 3. Материнская плата для ПК

(motherboard – англ.) – это самая большая плата, которая является самой главной деталью в системном блоке . Именно на ней расположены все элементы, нужные для управления всеми устройствами. Она занимает больше всего места в блоке, одна из ее сторон выходит на заднюю часть блока. Там находятся разъемы, к которым подключаются периферийные устройства – мышь, клавиатура, колонки (в редких случаях монитор). На внутренней части материнской платы тоже есть разъемы, они предназначены для видеокарты, оперативной памяти, звуковой или сетевой карт. Среди большого разнообразия материнских плат от самых разных производителей можно выделить MSI Z97-G43 . Эта модель сочетает в себе самые лучшие характеристики плат, с ней можно собрать компьютер как для простого пользования, так и для современных игр и программ. В сочетании с сильным процессором и видеокартой она способна превратить ПК в мощный вычислительный центр, которому под силу любые задачи.

Устройство № 4. Процессор для компьютера

(CPU – англ.) – «мозг» компьютера. Эта небольшая по размеру деталь способна производить десятки тысяч вычислительных операций в секунду, оперативно реагируя на все действия пользователя. Выбирать процессор следует исходя из двух параметров – это разрядность и тактовая частота. Чем выше первая, тем производительнее будет работать компьютер. Частота влияет на скорость обработки команд. Сейчас в мире очень популярны процессоры Intel Pentium и AMD . Если «пеньки» выбирают за отличную надежность и великолепную совместимость со многим аппаратным обеспечением, то АМД приобретают из-за высокой скорости обработки данных (однако они не столь надежны )

Одним из самых лучших процессоров, что видел компьютерный рынок, считается Intel Core i7-6700. Это четырехядерный процессор с тактовой частотой 3400 МГц, который выпускается с 2008 года. Он подходит для большинства материнских плат, также в него встроено графическое ядро, которое при желании может стать альтернативой видеокарте. Его вычислительных мощностей хватит для того, чтобы одновременно запускать мощные игры и приложения, при этом зависать компьютер не будет

Устройство № 5. Видеокарта для компьютера

Видеокарта (GPU – англ.) – это плата с графическим ядром, благодаря ей сигналы трансформируются и выводятся в привычном для нас виде на мониторе. Она может быть интегрированной в материнскую плату или процессор , а может устанавливаться отдельно. В первом случае ее мощности вряд ли хватит для серьезных задач , а вот во втором она сможет работать с очень ресурсоемкой графикой. Именно поэтому видеокарту рекомендуется приобретать отдельно и не надеяться на интегрированные. считается MSI NVIDIA GeForce GTX 1070. Она обладает памятью в 8 Гб, чего вполне хватит для самых требовательных игр и программ. Среди ее плюсов выделяется бесшумная система охлаждения и устойчивость к скачкам напряжения.

Устройство № 6. Оперативная память для компьютера

(RAM – англ.) – небольшая плата, необходимая для временного хранения данных о программах и играх, которые используются в данный момент. То есть, если пользователь запустил, например, Photoshop, то в оперативную память загружаются определенные элементы этой программы. Благодаря этому утилита начинает работать намного быстрее, поскольку требуемые данные подгружаются не только с жесткого диска, а еще и из оперативной памяти. Выделить лучшую память по производителям достаточно сложно, так как они все практически одинаковы .

Единственный параметр, на который нужно обращать внимание, – это объем . Чем больше, тем лучше, однако минимум следует покупать от 8 ГБ (оптимально 16 ГБ и выше).

Устройство № 7. Жесткий диск для компьютера

Жесткий диск (HDD – англ.) – компактное устройство, на котором хранится вся информация пользователя. Программы, документы, фото, музыка, прочие файлы – все это располагается на магнитных дисках внутри герметичного корпуса. Диск подключается посредством небольшого шлейфа прямо к материнской плате. Лучшими жесткими дисками считаются устройства от компании Seagate . Они надежные, быстрые и оптимально сочетаются в плане цены и качества. Выбирать нужно по объему памяти. Если планируется хранить на ПК много разной информации, то следует присмотреться к диску от 1 ТБ (терабайт) или даже выше. Для обычного пользователя вполне хватит и 512 ГБ .
Прочее оборудование: система охлаждения;дисковод;внешняя звуковая карта;внешняя сетевая карта. Эти устройства не играют ключевой роли при выборе компонентов системного блока, но обратить внимание на них следует.

После сборки компьютера потребуется: , выбрать и произвести несколько простых для .