W sklepie komputerowym sprzedawca zachwala klientowi swój najnowszy towar: -Ten komputer wykona za pana połowę pracy! - W takim razie biorę dwa.

Transkrypt

1 W sklepie komputerowym sprzedawca zachwala klientowi swój najnowszy towar: -Ten komputer wykona za pana połowę pracy! - W takim razie biorę dwa. Rys. wg Z. Postawa, UJ 1

2 pamięć ROM system operacyjny procesor pamięć RAM program, dane klawiatura pamięci dyskowe mysz napędy CD / DVD aparaty cyfrowe kamery cyfrowe modem + fax napędy taśmowe skaner wejście wyjście monitor pamięci dyskowe drukarka ploter nagrywarki CD /DVD kamery cyfrowe modem + fax napędy taśmowe 2

3 Rys. wg Z. Postawa, UJ 3

4 obudowa skrzynia, wewnątrz której zamontowany jest zasilacz oraz podzespoły komputera. Obudowy różnią się od siebie rozmiarami i kształtem (np. desktop, tower), Rys. wg Z. Postawa, UJ a w pecetach także architekturą (obecnie króluje standard ATX) 4

5 ATX Standard konstrukcji obudów i płyt głównych komputerów wprowadzony na rynek przez firmę Intel w 1995 r. (jest stosowany do dzisiaj) Obudowa ATX przeznaczona jest do montażu płyt głównych typu ATX, które mają na stałe wbudowane wyprowadzenia portów. Mamy więc zintegrowany panel gniazd wyjściowych z tyłu obudowy. Wprowadzono tak zwany mechanizm uśpienia, w którym komputer pobiera mniej prądu. Wzbudzenie peceta jest możliwe np. za pomocą myszy czy klawiatury. 5

6 Płyta główna komputer wyposażony jest w tzw. porty, urządzenia pozwalające na wprowadzenie sygnałów do komputera i ich wysyłanie do urządzeń zewnętrznych (drukarka, myszka, monitor, itp.) Urządzenia te podłączone są do specjalnych gniazd dostępnych z zewnątrz. Wielkość i rodzaj gniazda zależy od sposobu przekazywania danych przez port, do którego gniazdo jest podłączone. Gniazda różnią się między sobą konstrukcją zależną od sposobu transmisji sygnału oraz wielkością zależną od zastosowanej ilości bolców (pinów) lub otworów. 6

7 Myszka 7

8 port szeregowy dane są do niego przekazywane jako ciąg bitów (w szeregu). Komputer ma zwykle kilka portów szeregowych: dwa porty COM dwa porty PS/2 porty USB 8

9 port USB wtyczki (Universal Serial Bus uniwersalna magistrala szeregowa) B A opracowany przez firmy Compaq, IBM, DEC, Intel i Microsoft. USB 1.1 szybkość transferu do 12 Mb/s (1,5 MB/s) USB 2.0 szybkość transferu do 480 Mb/s (60 MB/s) USB 3.0 szybkość transferu do 5 Gb/s (640 MB/s, zaprezentowano go na wystawie Consumer Electronic Show w Las Vegas w 2008 r., pierwsze urządzenia wyposażone w ten port zaprezentowano w 2010 r.) Port USB cechuje zgodność z Plug and Play i możliwość obsługi do 127 urządzeń jednocześnie (teoretycznie!) 9

10 Porty bezprzewodowe (zewnętrzne) IrDA Bluetooth 10

11 port podczerwieni (port IrDA) Technologia IrDA wykorzystuje skupioną wiązkę światła w paśmie podczerwonym. mały pobór mocy połączenia bezpośrednio typu punkt-punkt wydajny i pewny transfer danych (szybkość transmisji do 4 Mb/s) Wymianę danych może utrudnić: port IrDA podłączany do komputera przy pomocy gniazda USB duża odległość pomiędzy urządzeniami (max zasięg to 3 m) ściany i wszelkiego rodzaju przeszkody (np. meble) Porty podczerwieni były montowane w komputerach przenośnych czy PDA jeszcze na początku XXI wieku. Potem wyparte przez technologie bezprzewodowe takie jak WiFi czy Bluetooth. Obecnie stosowane tam, gdzie nie można stosować łączności radiowej. 11

12 Bluetooth logo standardu technologia bezprzewodowej komunikacji krótkiego zasięgu pomiędzy różnymi urządzeniami elektronicznymi (klawiatura, komputer, laptop, palmtop, telefon komórkowy, itd.) Korzysta z fal radiowych w paśmie ISM (Industrial, Scientific, Medical) 2,4 GHz. Najczęściej stosowana klasa mocy nadawczej to klasa 2. Ma ona: zasięg do 10 m w otwartej przestrzeni szybkość transmisji 2,1 3,1 Mbita/s Nazwa technologii pochodzi od przydomka króla duńskiego Haralda Sinozębego który ok. roku 970 podporządkował sobie Norwegię i tym samym przyczynił się do zjednoczenia rywalizujących plemion z Danii i Norwegii. Bluetooth został zaprojektowany, aby "zjednoczyć" różne technologie. 12

13 Podstawowe elementy komputera (tj. elementy niezbędne do przetwarzania danych) płyta główna z układami sterującymi procesor pamięć 13

14 Pamięci półprzewodnikowe to cyfrowe układy scalone przeznaczone do przechowywania większej ilości informacji w postaci binarnej Adres niepowtarzalna liczba przypisana danemu miejscu w pamięci w celu jego identyfikacji Słowo w pamięci zestaw pojedynczych komórek pamięci, do którego odwołujemy się pojedynczym adresem 14

15 Podstawowe parametry pamięci pojemność pamięci to maksymalna ilość informacji, jaka możemy przechowywać w danej pamięci czas dostępu do pamięci 15

16 Pamięć o dostępie swobodnym to pamięć, dla której czas dostępu praktycznie nie zależy od adresu słowa w pamięci ze względu na właściwości użytkowe wyróżniamy: Pamięć ROM (Read Only Memory) pamięć nieulotna, przeznaczona tylko do odczytu. Przechowuje się w niej programy inicjujące pracę komputera Pamięć RAM pamięć ulotna przeznaczona do zapisu i odczytu Z pamięci RAM buduje się tzw. pamięć operacyjną komputera, przeznaczoną do przechowywania w trakcie pracy systemu aktualnie uruchomionych programów, danych dla tych programów i wyników ich pracy 16

17 Zawartość ROM to przede wszystkim BIOS (Basic Input/Output System) program zawierający zestaw podstawowych procedur, pośredniczących pomiędzy systemem operacyjnym a sprzętem lub BIOS wbudowana część systemu operacyjnego określająca, co komputer może zrobić bez uruchamiania programów na dysku 17

18 BIOS testuje sprzęt po włączeniu komputera, przeprowadza tzw. POST (Power On Self Test) zajmuje się wstępną obsługą urządzeń wejścia/wyjścia kontroluje transfer danych pomiędzy składnikami takimi jak dysk twardy, procesor czy napęd CD-ROM. inicjuje program rozruchowy (załadowanie systemu operacyjnego do pamięci operacyjnej komputera) 18

19 RAM ze względu na technologię wykonania dzielimy na: pamięć dynamiczną (DRAM / Dynamic RAM) to z niej wykonuje się główną pamięć operacyjną komputera czas dostępu ~70 ns pamięć statyczną (SRAM / Static RAM) z niej buduje się pamięć podręczną cache czas dostępu ~10 ns DRAM jest wolniejsza, tańsza i łatwiej ulega scaleniu niż SRAM 19

20 Pamięć dynamiczna DRAM zespół małych kondensatorów ładowanych ładunkiem elektrycznym zasada działania: magazynowanie ładunku na niewielkiej pojemności elektrycznej pojemność nie naładowana pojemność naładowana 0 logiczne 1 logiczna wymaga odświeżania! (bo kondensatory się rozładowują) odświeżanie cykliczne doładowywanie pojemności przechowujących wartość 1 (z częstotliwością kilkuset Hz) 20

21 rodzaje pamięci DRAM SDRAM (synchro-dynamic RAM) - dostęp do pamięci jest zsynchronizowany z zewnętrznym zegarem taktującym procesora DDR (double data rate RAM) wykorzystuje do przesyłania danych wznoszące i opadające zbocze sygnału zegarowego w jednym takcie zegara przesyła 2 bity DDR2 dodatkowe podwojenie częstotliwości taktowania układu I/O pamięci, w jednym takcie zegara przesyła 4 bity DDR3 dalsze wzrost częstotliwości pracy i mniejszy pobór mocy DDR4 firma SanMax w 2014 r. wypuściła na rynek dwa zestawy pamięci DDR4 dla komputerów typu desktop. Jeden z nich udostępnia 2 moduły 8 GB (cena 1080 zł.) a drugi 4 moduły po 8 GB (cena 2100 zł.)

22 DDR2 wprowadzona w 2003 r Pentium IV, Pentium D, Intel Core 2, Athlon 64 AM2, Sempron AM2, Intel Atom DDR3 wprowadzona w 2007 r. Intel Core i7, Intel Core 2, Intel Core i5, AMD Phenom II, AMD Athlon II 22

23 DDR4 wyprodukowana przez firmę SanMax w połowie 2014 r. 23

24 umieszczanie pamięci DRAM na płycie głównej komputera Im większa jest pojemność pamięci operacyjnej tym lepiej. Obecnie stosuje zwykle od 2 GB do 6 GB 24

25 Pamięć statyczna SRAM Stosowana głównie jako pamięć podręczna cache, tj. jako bufor między procesorem a pamięcią operacyjną PAMIĘĆ OPERACYJNA duża, tania wolna CACHE mała, szybka droga PROCESOR bardzo szybki 25

26 Pamięć statyczna - CACHE Jest podzielona na poziomy: (coraz większe i wolniejsze) L1 L2 L3 PROCESOR L1 L1 zintegrowana z procesorem umieszczona wewnątrz jego struktury (8 256 kb, pracuje z szybkością procesora) L2 - umieszczona w jednej obudowie z procesorem ( kb) L3 - umieszczona w bezpośrednim sąsiedztwie procesora (najwolniejsza) 26

27 0 128kB 256 kb 512 kb wielkosc pamieci CACHE Rys. wg Z. Postawa, UJ 27

28 Płyta główna (main board lub mather-board) elektroniczna płyta drukowana, na której zamontowane są najważniejsze elementy komputera lub gniazda do ich zainstalowania (np. gniazda dla procesora, pamięci RAM czy kart rozszerzeń). Na płycie głównej znajdują się takie elementy, jak: kontrolery, chipset, ROM (BIOS), gniazda do podłączenia pamięci masowych. 28

29 29

30 Płyta główna ASUS SABERTOOTH X58 30

31 Płyta główna 31

32 Płyta główna do notebooka HP G

33 Magistrala jest wspólną drogą przesyłania informacji pomiędzy poszczególnymi urządzeniami w komputerze. Przesyłanie zachodzi zawsze pomiędzy dokładnie jednym układem, będącym nadajnikiem, a dokładnie jednym układem, będącym odbiornikiem Magistrala składa się zwykle z: szyny danych służy do przesyłania danych binarnych szyny adresowej służy do przesyłania adresów komórek pamięci lub układów wejścia/wyjścia, z którymi chce się komunikować procesor szyny sterującej zestaw linii służących procesorowi do sterowania całym komputerem Częstotliwość taktowania magistrali jest zwykle znacznie mniejsza od częstotliwości pracy procesora 33

34 Chipset ośrodek inteligencji płyty głównej ma decydujący wpływ na to, jaki procesor, pamięć itp. można na niej zainstalować kontroluje przepływ informacji pomiędzy poszczególnymi podzespołami podłączonymi do płyty głównej 34

35 Zintegrowane płyty główne mają dodatkowo: kartę grafiki kartę muzyczną kartę sieciową 35