Курсовая теория на тему Структура современных персональных компьютеров.

Содержание:

Введение 3
1 Структура современного персонального компьютера 5
1.1 Архитектура на которой базируются современные компьютеры 5
1.2 Структура современного персонального компьютера 6
1.3 Периферийные устройства 16
2 Описание программного обеспечения персонального компьютера 22
2.1 Системное программное обеспечение 22
2.2 Прикладное программное обеспечение 26
Выводы 28
Литература 29

Введение:

Компьютер – совершенно новое изобретение человечества. Это цифровая машина, используемая для выполнения сложных вычислений, отображения и печати графики, работы в офисе, в качестве развлечения и посредника между пользователями благодаря Интернету. В настоящее время не требуется никакой подробной информации о его внутренней структуре для использования компьютера. Базовые знания о периферийных устройствах достаточно. К счастью, большая часть работы по настройке выполняется в современных системах автоматически, что еще больше облегчает работу пользователей и делает обслуживание компьютеров более не таким сложным, как несколько лет назад. Название компьютера происходит от английского слова «compute», что означает «вычислять».
Первые компьютеры занимали пространство нескольких комнат и служили почти исключительно для подсчета. При современной миниатюризации сложность систем не изменилась, но современные персональные компьютеры без проблем помещаются на столе. Конечно, существуют более крупные машины, так называемые суперкомпьютеры, используемые для сложных симуляций, таких как погода или проблемы с космическими полетами [4].
В настоящее время персональные компьютеры в основном используются в качестве офисного оборудования, а также позволяют подключаться к компьютерной сети, такой как Интернет.
Наука, тесно связанная с компьютерами, занимается обработкой информации, и называется информационные технологии [9].
Актуальность темы исследования заключается в том, что изучение принципов организации современных персональных компьютеров, даст возможность более глубоко и осмысленно понимать его строение и компьютерных систем.
Объектом исследования является принципы и структура современных персональных компьютеров.
Предмет исследования – структура современных персональных компьютеров.
Целью работы является изучение структуры современных персональных компьютеров, правил оформления теоретического материала по заданной теме.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
– подобрать теоретический материал по теме «Структура современных компьютеров»;
– определить на основании какой архитектуры выполнялось построение современных компьютеров;
– определить структуру современных ПК;
– определить основные и периферийные устройства, представить их описание;
– представить описание используемого программного и системного ПО;
– оформить реферат в соответствии с методическими требованиями.
Изучению данной темы посвящено большое количество научных трудов зарубежных и отечественных ученых, среди них можно выделить работу Джесси Рассела «Архитектура фон Неймана» и Голицыной О.Л. «Информационные системы», которые отличаются полнотой и понятливостью изложенного материала.

Заключение:

В рамках данной работы были рассмотрены следующие вопросы:
– рассмотрена архитектура фон Неймана, на которой базируется построение большинства персональных компьютеров, в том числе и современных;
– представлены основные устройства современного ПК – центральный процессор, оперативная память, постоянная память, жесткий диск, материнская плата, видеокарта и др., для каждого устройства представлено описание и добавлено его изображение;
– построена структурная схема персонального компьютера с базовой конфигурацией;
– рассмотрены периферийные устройства, такие как модем, сканер, клавиатура, мышь, которые относятся к входным устройствам, так и выходные устройства – принтер, плоттер, монитор.
– было представлено описание программного обеспечения компьютера, отображена информация о системном программном обеспечении, прикладном программном обеспечении.

Фрагмент текста работы:

1 Структура современного персонального компьютера

Рассмотрим? что было основой для современных персональных компьютерах, на каких принципах происходило их построение.

1.1 Архитектура на которой базируются современные компьютеры

Все компьютеры, которые являются предшественниками современных ПК базировались на архитектуре фон Неймана. Сердцем компьютерной архитектуры фон Неймана является центральный процессор (CPU), с помощью блока управления АЛУ (арифметико-логическое устройство) ЦП взаимодействует с памятью и подсистемами ввода/вывода (I/O) и выполняет поток инструкций (компьютер-программа), которые обрабатывают данные, хранящиеся в памяти, и выполняют операции ввода-вывода (см. рис.1).

Рисунок 1 Архитектура фон Неймана

Ключевая концепция архитектуры фон Неймана заключается в том, что данные и инструкции хранятся в системе памяти точно так же. Таким образом, содержимое памяти определяется полностью тем, как оно интерпретируется [2]. Это важно, например, для компилятора программы, который преобразует понятный пользователю код на языке программирования в поток команд, который обрабатывается машиной. Для перемещения и изменения данных может быть выполнено множество инструкций и для дальнейшего управления определены, какие инструкции следует выполнять далее. Сбор инструкций называется набором команд, и, вместе с ресурсами, является необходимым для выполнения команд, выполнение команды управляется периодическим тактовым сигналом [1].
Тактовые частоты современных процессоров находятся в диапазоне от 1,8 до 3,3 ГГц, что позволяет выполнять до 3,3 миллиардов основных операции в секунду (например, добавление двух чисел или копирование элемента данных в место хранения). Благодаря постоянному прогрессу в технологиях скорость процессора быстро возрастает. В результате ограничивающими факторами для общей скорости компьютерной являются более медленные операции ввода-вывода и система памяти, необходимо отметить, что скорость этих компонентов улучшилась, по сравнению со скоростью процессора [4].
Сегодня схема фон Неймана является основной архитектурой большинства используемых компьютеров, включая суперкомпьютеры, рабочие станции, персональные компьютеры и ноутбуки.
Изучение принципов фон Неймана позволяет понять устройство компьютера, более глубоко разобраться в его архитектуре, вместе с тем определить путь дальнейшего развития компьютерно-аппаратной индустрии. Безусловно, архитектура фон Неймана не дает возможности построения быстрых компьютерных систем, поэтому развитие компьютерной техники базировалось на использовании и других архитектур. К ним относятся, например, гарвардская архитектура, ассоциативная машина, машина потоков данных, редукционная машина. В последнее время, в качестве вычислительной парадигмы, предложено использовать нейронные сети, которые базируются на идеях биологии и эволюции архитектуры компьютерных систем [1].
Основополагающие идеи, воплощенные в традиционной архитектуре фон Неймана, оказались удивительно фундаментальными. Расширения этих идей привели к огромному улучшению в течение последних 50 лет. Однако сегодня многие компьютерные исследователи считают, что будущие улучшения в производительности компьютерной системы могут требовать широкое использование новых, инновационных методов, таких как параллельное [2] исполнение.
Кроме того, необходимо разработать дополнительные технологии программного обеспечения, которые могут снизить затраты на все возрастающий диапазон потенциальных приложений. Тем не менее, вполне вероятно, что базовые организации будущих компьютерных систем будут по-прежнему основываться на концепциях предложенных фон Нейманом и его современниками. В последнее время большое внимания уделяется развитию квантовых компьютеров, элементы которых работают по законам квантовой механики, биологическим компьютерам, базирующихся на использовании нейронных сетей и генетических алгоритмах, а также параллельным компьютерам [12].