mājas › Tālrunis › Personālā datora informācija tiek apstrādāta. Datora centrālā ierīce, kas apstrādā datus

Personālā datora informācija tiek apstrādāta. Datora centrālā ierīce, kas apstrādā datus

Dators kā universāla informācijas apstrādes iekārta

Datora mērķis un ierīce

Kas kopīgs datoriem un cilvēkiem?

Datorzinātnei dators ir ne tikai instruments darbam ar informāciju, bet arī izpētes objekts. Jūs uzzināsiet, kā darbojas dators, kādus darbus ar to var veikt un kādi programmatūras rīki tam ir paredzēti.

Kopš seniem laikiem cilvēki ir centušies atvieglot savu darbu. Šim nolūkam tika radītas dažādas mašīnas un mehānismi cilvēka fizisko spēju uzlabošanai. Dators tika izgudrots 20. gadsimta vidū, lai uzlabotu cilvēka garīgā darba, t.i., darba ar informāciju, spējas.

No zinātnes un tehnikas vēstures ir zināms, ka cilvēks daudzu savu izgudrojumu idejas “pamanīja” dabā.

Piemēram, tālajā 15. gadsimtā izcilais itāļu zinātnieks un mākslinieks Leonardo da Vinči pētīja putnu ķermeņu uzbūvi un izmantoja šīs zināšanas, izstrādājot lidmašīnas.

Aerodinamikas pamatlicējs krievu zinātnieks N. E. Žukovskis pētīja arī putnu lidojuma mehānismu. Šo pētījumu rezultāti tiek izmantoti gaisa kuģu konstrukcijas aprēķinos.

Var teikt, ka Leonardo da Vinči un Žukovskis savas lidojošās mašīnas “balstīja” uz putniem.

Vai dabā ir kāds datora prototips? Jā! Cilvēks pats ir tāds prototips. Tikai izgudrotāji centās pārnest uz datoru nevis cilvēka fiziskās, bet gan intelektuālās spējas.

Atbilstoši savam mērķim dators ir universāls tehniskais instruments, lai cilvēks strādātu ar informāciju.

Saskaņā ar tā projektēšanas principiem dators ir cilvēka modelis, kas strādā ar informāciju.

Kādas ierīces ir iekļautas datorā? Cilvēka informācijas funkcijai ir četras galvenās sastāvdaļas:

Datorā ietilpst ierīces, kas veic šādas domājoša cilvēka funkcijas:

Datora darbības laikā informācija nokļūst atmiņā caur ievades ierīcēm; procesors izgūst apstrādāto informāciju no atmiņas, strādā ar to un ievieto tajā apstrādes rezultātus; Iegūtie rezultāti tiek paziņoti cilvēkiem, izmantojot izvadierīces. Visbiežāk kā ievadierīce tiek izmantota tastatūra, bet kā izvadierīce - displejs vai printeris (drukas ierīce) (2.2. att.).

Rīsi. 2.2. Informācijas apmaiņa datorā

Kas ir dati un programma. Tomēr “datora prātu” nevar pielīdzināt cilvēka prātam. Būtiskākā atšķirība ir tā, ka datora darbs ir stingri pakārtots tajā iestrādātajai programmai, savukārt cilvēks pats kontrolē savas darbības.

Datora atmiņā tiek glabāti dati un programmas.

Dati- Šī ir apstrādāta informācija, kas tiek parādīta datora atmiņā īpašā formā. Nedaudz vēlāk jūs uzzināsit par veidiem, kā attēlot datus datora atmiņā.

Programma ir apraksts par darbību secību, kas datoram jāveic, lai atrisinātu doto datu apstrādes uzdevumu.

Ja informācija cilvēkam ir zināšanas, kas viņam ir, tad informācija datoram ir atmiņā saglabātie dati un programmas. Dati ir “deklaratīvas zināšanas”; programmas ir “procesuālās zināšanas par datoru”.

fon Neimaņa principi. 1946. gadā amerikāņu zinātnieks Džons fon Neimans formulēja datoru projektēšanas un darbības pamatprincipus. Pirmais no šiem principiem nosaka datoru ierīču sastāvu un to informācijas mijiedarbības metodes. Tas tika apspriests iepriekš. Jums vēl ir jāiepazīstas ar citiem fon Neimaņa principiem.

Jautājumi un uzdevumi

Datora atmiņa

Iekšējā un ārējā atmiņa. Strādājot ar informāciju, cilvēks izmanto ne tikai savas zināšanas, bet arī grāmatas, uzziņu grāmatas un citus ārējos avotus. 1. nodaļā “Cilvēks un informācija” tika atzīmēts, ka informācija tiek glabāta cilvēka atmiņā un ārējos datu nesējos. Cilvēks var aizmirst informāciju, kas ir iegaumēta, bet ieraksti tiek glabāti uzticamāk.

Datoram ir arī divu veidu atmiņa: iekšējā (RAM) un ārējā (ilgtermiņa) atmiņa.

Iekšējā atmiņa ir elektroniska ierīce, kas saglabā informāciju, kamēr tā tiek darbināta ar elektrību. Kad dators tiek atvienots no tīkla, informācija no RAM pazūd. Programma tiek saglabāta datora iekšējā atmiņā tās izpildes laikā. Formulētais noteikums attiecas uz Neimaņa principiem. To sauc par saglabātās programmas principu.

Ārējā atmiņa - tie ir dažādi magnētiskie datu nesēji (lentes, diski), optiskie diski. Informācijas glabāšanai tajos nav nepieciešama pastāvīga strāvas padeve.

Attēlā 2.3. attēlā parādīta datora struktūras diagramma, ņemot vērā divu veidu atmiņu. Bultiņas norāda informācijas apmaiņas virzienus.

Vismazāko datora atmiņas elementu sauc par atmiņas bitu. Attēlā 2,4 katra šūna apzīmē bitu. Jūs redzat, ka vārdam "bits" ir divas nozīmes: informācijas apjoma mērvienība un datora atmiņas daļiņa. Ļaujiet mums parādīt, kā šie jēdzieni ir saistīti viens ar otru.

Katrs atmiņas bits pašlaik var saglabāt vienu no divām vērtībām: nulli vai vienu. Tiek izsaukta divu rakstzīmju izmantošana informācijas attēlošanai binārais kodējums .

Dati un programmas datora atmiņā tiek saglabātas binārā koda veidā.

Viena divu rakstzīmju alfabēta rakstzīme satur 1 informācijas bitu.

Viens atmiņas bits satur vienu informācijas bitu.

Bitu struktūra nosaka datora iekšējās atmiņas pirmo īpašību - diskrētums . Diskrēti objekti sastāv no atsevišķām daļiņām. Piemēram, smiltis ir diskrētas, jo tās sastāv no smilšu graudiņiem. Datora atmiņas "smilšu graudi" ir biti.

Otrs datora iekšējās atmiņas īpašums ir adresējamība . Astoņi secīgi atmiņas biti veido baitu. Jūs zināt, ka šis vārds apzīmē arī informācijas vienību, kas vienāda ar astoņiem bitiem. Tāpēc viens baits atmiņas glabā vienu baitu informācijas.

Datora iekšējā atmiņā visi baiti ir numurēti. Numerācija sākas no nulles.

Baita kārtas numuru sauc par tā adresi.

Adresējamības princips nozīmē, ka:

Informācijas ierakstīšana atmiņā, kā arī lasīšana no atmiņas tiek veikta adresēs.

Atmiņu var uzskatīt par daudzdzīvokļu māju, kurā katrs dzīvoklis ir baits, bet dzīvokļa numurs ir adrese. Lai pasts sasniegtu galamērķi, jums ir jānorāda pareizā adrese. Tieši šādā veidā procesors pēc adresēm piekļūst datora iekšējai atmiņai.

Mūsdienu datoriem ir cita veida iekšējā atmiņa, ko sauc par lasāmatmiņu (ROM). Šī ir nemainīga atmiņa, no kuras informāciju var tikai nolasīt.

Ārējie atmiņas nesēji un ierīces.Ārējās atmiņas ierīces ir ierīces informācijas lasīšanai un ierakstīšanai ārējos datu nesējos. Informācija par ārējiem datu nesējiem tiek glabāta failu veidā. Vairāk par to, kas tas ir, uzzināsiet vēlāk.

Mūsdienu datoru svarīgākās ārējās atmiņas ierīces ir magnētiskie diskdziņi(NMD), vai diskešu diskdziņi.

Kurš gan nezina, kas ir magnetofons? Mēs esam pieraduši ierakstīt runu un mūziku magnetofonā un pēc tam klausīties ierakstus. Skaņa tiek ierakstīta magnētiskās lentes celiņos, izmantojot magnētisko galviņu. Ar tās pašas ierīces palīdzību magnētiskais ieraksts atkal tiek pārvērsts skaņā.

NMD darbojas līdzīgi kā magnetofons. Tas pats binārais kods tiek ierakstīts diska celiņos: magnetizētā sadaļa ir viena, nemagnetizētā daļa ir nulle. Lasot no diska, šis ieraksts iekšējās atmiņas bitos pārvēršas par nullēm un vieniniekiem.

Pie diska magnētiskās virsmas ir pievienota ierakstīšanas galviņa (2.5. att.), kas var pārvietoties pa rādiusu. NMD darbības laikā disks griežas. Katrā fiksētā stāvoklī galva mijiedarbojas ar apļveida sliežu ceļu. Binārā informācija tiek ierakstīta šajos koncentriskajos celiņos.

Rīsi. 2.5. Diskešu diskdzinis un magnētiskais disks

Cits ārējo datu nesēju veids ir optiskie diski (cits to nosaukums ir lāzerdiski). Viņi izmanto nevis magnētisku, bet gan optiski mehānisku informācijas ierakstīšanas un nolasīšanas metodi.

Vispirms parādījās lāzerdiski, kuros informācija tiek ierakstīta tikai vienu reizi. To nevar izdzēst vai pārrakstīt. Šādus diskus sauc par CD-ROM — Compact Disk-Read Only Memory, kas nozīmē "kompaktdisks - tikai lasāms". Vēlāk tika izgudroti pārrakstāmi lāzerdiski - CD-RW. Tajos, tāpat kā magnētiskajos datu nesējos, saglabāto informāciju var izdzēst un ierakstīt vēlreiz.

Datu nesēju, ko lietotājs var izņemt no diskdziņa, sauc par noņemamu datu nesēju.

Lāzera diskiem, piemēram, DVD-ROM — video diskiem — ir vislielākā informācijas ietilpība starp noņemamajiem datu nesējiem. Tajos saglabātās informācijas apjoms var sasniegt desmitiem gigabaitu. Video diskos ir pilna garuma filmas, kuras var skatīties datorā, tāpat kā televizorā.

Jautājumi un uzdevumi

1. Mēģiniet izskaidrot, kāpēc datoram ir nepieciešama divu veidu atmiņa: iekšējā un ārējā.
2. Kas ir "saglabātās programmas princips"?
3. Kāda ir datora iekšējās atmiņas diskrētā īpašība?
4. Kādas divas nozīmes ir vārdam “bitiņš”? Kā tie ir saistīti?
5. Kāda ir datora iekšējās atmiņas adresējamības īpašība?
6. Nosauciet ārējās datora atmiņas ierīces.
7. Kādus optisko disku veidus jūs zināt?

Kā darbojas personālais dators (PC)?

Kas ir dators. Mūsdienu datori ir ļoti dažādi: no lieliem, kas aizņem visu telpu, līdz maziem, kas iederas uz galda, portfelī un pat kabatā. Dažādiem nolūkiem tiek izmantoti dažādi datori. Mūsdienās vispopulārākais datoru veids ir personālais dators. Personālie datori (PC) ir paredzēti personiskai (personīgai) lietošanai.

Neskatoties uz datoru modeļu dažādību, to dizainā ir daudz līdzību. Šīs vispārīgās īpašības tagad tiks apspriestas.

Pamata datora ierīces. Personālā datora galvenā “daļa” ir mikroprocesors (MP). Šī ir miniatūra elektroniskā shēma, kas izveidota, izmantojot ļoti sarežģītu tehnoloģiju, kas pilda datora procesora funkciju.

Personālais dators ir savstarpēji savienotu ierīču kopums. Galvenais šajā komplektā ir sistēmas bloks. Sistēmas vienībā ir mašīnas “smadzenes”: mikroprocesors un iekšējā atmiņa. Tur atrodas arī barošanas bloks, disku diskdziņi un ārējo ierīču kontrolleri. Sistēmas bloks ir aprīkots ar iekšējo ventilatoru dzesēšanai.

Sistēmas bloks parasti tiek ievietots metāla korpusā, kura ārpusē ir: barošanas poga, sloti noņemamo disku un disku ierīču uzstādīšanai, savienotāji ārējo ierīču pievienošanai.

Savienots ar sistēmas bloku tastatūras ierīce(tastatūra), uzraudzīt(cits nosaukums ir displejs) un pele(manipulators). Dažreiz tiek izmantoti cita veida manipulatori: kursorsvira, kursorbumba utt. Papildus datoram var pievienot: Printeris(drukāšanas ierīce), modems(piekļuvei tālruņa līnijai) un citām ierīcēm (2.6. att.).

Attēlā 2.6. attēlā parādīts galddatora modelis. Turklāt ir portatīvie modeļi (klēpjdatori) un kabatas datori.

Tiek izsauktas visas datora ierīces, izņemot procesoru un iekšējo atmiņu ārējās ierīces. Katra ārējā ierīce mijiedarbojas ar datora procesoru, izmantojot īpašu vienību, ko sauc par kontrolieri (no angļu valodas "controller" - "controller", "manager"). Ir diskdziņa kontrolleris, monitora kontrolleris, printera kontrolleris u.c. (2.7. att.).

Galvenais PC ierīču mijiedarbības princips. Princips, pēc kura tiek organizēta informācijas komunikācija starp procesoru, operatīvo atmiņu un ārējām ierīcēm, ir līdzīgs telefona sakaru principam. Procesors caur vairāku vadu līniju sauc šoseja(cits vārds - riepa), sazinās ar citām ierīcēm (2.8. att.).

Tāpat kā katram telefona tīkla abonentam ir savs numurs, katra ārējā ierīce, kas savienota ar datoru, saņem arī numuru, kas kalpo kā šīs ierīces adrese. Informācijai, kas pārsūtīta uz ārēju ierīci, tiek pievienota tās adrese un nosūtīta kontrolierim. Šajā analoģijā kontrolieris ir kā tālruņa aparāts, kas pārvērš elektrisko signālu, kas virzās pa vadiem, skaņā, kad klausāties tālruni, un pārvērš skaņu elektriskā signālā, kad runājat.

Bagāžnieks ir kabelis, kas sastāv no daudziem vadiem. Tipiskā šosejas organizācija ir šāda: viena vadu grupa ( datu kopne) apstrādātā informācija tiek pārsūtīta, izmantojot citu ( adrešu autobuss) - atmiņas vai ārējo ierīču adreses, kurām piekļūst procesors. Ir arī trešā šosejas daļa - vadības kopne; caur to tiek pārraidīti vadības signāli (piemēram, pārbauda ierīces gatavību darbībai, signāls ierīces darbības uzsākšanai utt.).

Jautājumi un uzdevumi

Personālā datora pamatīpašības

Arvien biežāk personālie datori tiek izmantoti ne tikai ražošanā un izglītības iestādēs, bet arī mājās. Jūs tos varat iegādāties veikalā tāpat kā televizorus, videomagnetofonus un citu sadzīves tehniku. Iegādājoties jebkuru produktu, ieteicams zināt tā galvenās īpašības, lai iegādātos tieši to, kas jums nepieciešams. Personālajiem datoriem ir arī šīs pamatīpašības.

Mikroprocesora īpašības. Ir dažādi mikroprocesoru modeļi, ko ražo dažādi uzņēmumi. MP galvenās īpašības ir pulksteņa ātrums un procesora bitu ietilpība.

Mikroprocesora darbības režīmu iestata mikroshēma, ko sauc pulksteņa ģenerators. Tas ir sava veida metronoms datora iekšienē. Katras darbības veikšanai procesoram tiek piešķirts noteikts pulksteņa ciklu skaits. Ir skaidrs, ka, ja metronoms “klauvē” ātrāk, procesors darbojas ātrāk. Pulksteņa frekvenci mēra megahercos - MHz. 1 MHz frekvence atbilst miljonam pulksteņa ciklu sekundē. Šeit ir dažas tipiskas mikroprocesoru pulksteņa frekvences: 600 MHz, 800 MHz, 1000 MHz. Pēdējo vērtību sauc par gigaherci - GHz. Mūsdienu mikroprocesoru modeļi darbojas ar vairāku gigahercu takts frekvenci.

Nākamais raksturlielums ir procesora bitu ietilpība. Bitu dziļums ir maksimālais binārā koda garums, ko procesors var apstrādāt vai pārsūtīt kopumā. Procesora jauda pirmajos datoru modeļos bija 8 biti. Tad parādījās 16 bitu procesori. Mūsdienu datoros visbiežāk tiek izmantoti 32 bitu procesori. Visaugstākās veiktspējas iekārtām ir 64 bitu procesori.

Iekšējās (RAM) atmiņas apjoms. Mēs jau runājām par datora atmiņu. To iedala operatīvajā (iekšējā) atmiņā un ilgtermiņa (ārējā) atmiņā. Iekārtas veiktspēja lielā mērā ir atkarīga no iekšējās atmiņas apjoma. Ja nav pietiekami daudz iekšējās atmiņas, lai palaistu dažas programmas, dators sāk pārsūtīt daļu datu uz ārējo atmiņu, kas krasi samazina tā veiktspēju. Datu lasīšanas/ierakstīšanas ātrums RAM ir par vairākām kārtām lielāks nekā ārējā atmiņā.

RAM apjoms ietekmē datora veiktspēju. Mūsdienu programmām ir nepieciešami desmitiem un simtiem megabaitu RAM.

Lai modernas programmas darbotos labi, ir nepieciešama simtiem megabaitu RAM: 128 MB, 256 MB vai vairāk.

Ārējo atmiņas ierīču raksturojums.Ārējās atmiņas ierīces ir magnētiskie un optiskie diskdziņi. Sistēmas blokā iebūvētos magnētiskos diskus sauc par cietajiem diskiem vai cietajiem diskiem. Šī ir ļoti svarīga datora daļa, jo tajā tiek glabātas visas datora darbībai nepieciešamās programmas. Lasīšana/rakstīšana cietajā diskā ir ātrāka nekā visos citos ārējos datu nesējos, bet tomēr lēnāk nekā RAM. Jo lielāka ir cietā diska ietilpība, jo labāk. Mūsdienu datori ir aprīkoti ar cietajiem diskiem, kuru apjoms tiek mērīts gigabaitos: desmitiem un simtiem gigabaitu. Pērkot datoru, jūs iegādājaties arī nepieciešamo programmu komplektu cietajā diskā. Parasti pircējs pats pasūta datora programmatūru.

Visi pārējie ārējie atmiņas datu nesēji ir noņemami, tas ir, tos var ievietot diskdzinī un izņemt no tā. Tajos ietilpst elastīgie magnētiskie diski - disketes un optiskie diski - CD-ROM, CD-RW, DVD-ROM. Standarta disketē ir 1,4 MB informācijas. Disketes ir ērtas programmu un datu ilgstošai glabāšanai, kā arī informācijas pārsūtīšanai no viena datora uz otru.

Nesen zibatmiņa ir aizstājusi disketes kā galveno līdzekli informācijas pārsūtīšanai no viena datora uz otru. Zibatmiņa ir elektroniska ārējā atmiņas ierīce, ko izmanto, lai lasītu un ierakstītu informāciju faila formātā. Zibatmiņa, tāpat kā diski, ir nepastāvīga ierīce. Taču, salīdzinot ar diskiem, zibatmiņai ir daudz lielāks informācijas apjoms (simtiem un tūkstošiem megabaitu). Un datu lasīšanas un rakstīšanas ātrums zibatmiņas datu nesējos tuvojas RAM ātrumam.

CD-ROM diskdziņi ir kļuvuši par gandrīz obligātu datora komplekta sastāvdaļu. Mūsdienu programmatūra tiek izplatīta tieši šajos datu nesējos. CD-ROM ietilpība ir simtiem megabaitu (standarta apjoms ir 700 MB).

Jūs varat iegādāties DVD diskus pēc saviem ieskatiem. Datu apjoms šāda veida diskos tiek aprēķināts gigabaitos (4,7 GB, 8,5 GB, 17 GB). Videoklipi bieži tiek ierakstīti DVD. To atskaņošanas laiks sasniedz 8 stundas. Tās ir 4-5 pilna garuma filmas. Rakstāmie optiskie diskdziņi ļauj rakstīt un pārrakstīt informāciju CD-RW un DVD-RW. Pastāvīgā cenu pazemināšanās uzskaitītajiem ierīču veidiem pārceļ tos no kategorijas “luksusa preces” uz vispārpieejamām.

Visi pārējie ierīču veidi tiek klasificēti kā ievades/izvades ierīces. Obligāti ir tastatūra, monitors un rādītājierīce (parasti pele). Papildu ierīces: printeris, modems, skeneris, skaņas sistēma un dažas citas. Šo ierīču izvēle ir atkarīga no pircēja vajadzībām un finansiālajām iespējām. Jūs vienmēr varat atrast atsauces informācijas avotus par šādu ierīču modeļiem un to darbības īpašībām.

Jautājumi un uzdevumi

Kāda datora ierīce apstrādā saņemto informāciju? Kā šis process tiek veikts? Kāda veida ierīce tiek izmantota? Kādas ir tās attīstības perspektīvas?

dators?

Tas ir mikroprocesors (integrētā shēma) vai elektroniska iekārta, kas izpilda mašīnas instrukcijas (citiem vārdiem sakot, programmas kodu). Tā ir galvenā datora aparatūras daļa. Dažreiz tā nosaukumam tiek pievienots prefikss “mikro-”. Šī ir īpaša datora ierīce, kas paredzēta informācijas apstrādei. Nedaudz iedziļināsimies vēsturē. Sākotnēji termins “procesora ierīce” apzīmēja īpašu loģisko mašīnu klasi, kas bija nepieciešamas sarežģītu datorprogrammu izpildei. Pamazām visas ierīces nosaukums tika pārnests uz tās daļu. Procesoru ieviešana, arhitektūra un izpilde ir daudzkārt mainījusies kopš to izveides. Bet funkcionalitāte paliek tāda pati kā iepriekš. Izvērtējot katru ierīci, jāņem vērā šādi parametri: veiktspēja, takts frekvence, strāvas patēriņš, arhitektūra, litogrāfijas procesa standarti. Šī ir datora ierīce, kurā tiek apstrādāta informācija.

Izredzes

Dators kā universāla informācijas apstrādes iekārta tiek nepārtraukti pilnveidota. Arvien biežāk tiek runāts par to, ka mūsdienu procesori drīz sasniegs savas fiziskās robežas, tāpēc to materiālā daļa krasi mainīsies. Ir šādas iespējas:

Tās ir skaitļošanas sistēmas, kas izmantos molekulu (teorētiski organisko) iespējas. Viņi izmanto ideju realizēt atomu iespējas un to atrašanās vietu kosmosā.
Tajos signālu pārraidīšanai elektronu vietā tiks izmantoti fotoni.
Kvantu datori. Teorētiski viņu darbs būs balstīts uz kvantu efektiem. Pašlaik tiek aktīvi izstrādātas šādu procesoru darba versijas. Šī datora informācijas apstrādes tehnoloģija tiek uzskatīta par visdaudzsološāko.

Megahercu mīts

Nedaudz par datorinformācijas apstrādes principiem. Parasto lietotāju vidū valda uzskats, ka jo augstāks ir procesora takts ātrums, jo lielāku veiktspēju tas var lepoties. Patiesībā tā nav gluži taisnība. Šo apgalvojumu var attiecināt tikai uz tiem procesoriem, kuriem ir vienādas arhitektūras un mikroarhitektūras.

Kas ir Krievijas Federācijā?

Vai viņa tagad var ar kaut ko lepoties? Tagad lielākā daļa pētniecības centru un uzņēmumu ir apvienoti Ruselectronics holdingā. Tā tika dibināta 1997. gadā. Tās izveides laikā tajā bija 33 un tagad 123 uzņēmumi. Viņi specializējas elektronisko iekārtu, iekārtu un materiālu izstrādē un rūpnieciskajā ražošanā. Var izveidot arī tehniskos saziņas līdzekļus. Lielākoties viņi ražo konkrētus produktus, taču ir mēģinājumi iekļūt masu tirgū (lai gan ne pārāk veiksmīgi).

Procesora enerģijas patēriņš

To bieži sauc par to. Tātad paši pirmie procesori ar x86 arhitektūru patērēja ārkārtīgi mazu enerģijas daudzumu (salīdzinājumā ar mūsdienu paraugiem), kura apjoms parasti bija vata daļas. Palielinoties tranzistoru skaitam un pulksteņa frekvencei, šis parametrs ir ievērojami palielinājies. Mūsdienās var atrast pārstāvjus, kuriem jānodrošina 130 vati, un nav šaubu, ka projektēšanas biroji jau izstrādā “monstrus”, kuriem vajag vēl vairāk. Iepriekš enerģijas patēriņa koeficients bija nenozīmīgs. Bet kopš tā laika ir mainījušies informācijas datorizētās apstrādes principi, palielinājusies ierīču jauda. Tagad procesoram ir būtiska ietekme uz evolūcijas procesiem:

Nepieciešams uzlabot ražošanas tehnoloģijas, lai samazinātu procesora enerģijas patēriņu.
Jāmeklē jauni materiāli, kas samazinās noplūdes strāvas.
Ir jāstrādā pie sprieguma pazemināšanas, lai darbinātu procesora kodolu.
Parādījušās ligzdas ar ievērojamu skaitu kontaktu, kuru skaits ir vairāk nekā 1000. Tie ir nepieciešami, lai nodrošinātu procesoru barošanu.
Ierīču izkārtojums mainās. Tātad kristāls no iekšpuses pārvietojās uz ārpusi, lai atvieglotu siltuma noņemšanas procesu.
Ir parādījušās inteliģentas sistēmas, kas dinamiski maina barošanas spriegumu. Tie var ietekmēt kodolu un atsevišķu procesoru bloku biežumu, lai īslaicīgi atspējotu to, kas netiek izmantots.
Kristālā ir integrēti temperatūras sensori, kā arī sistēmas, lai novērstu pārkaršanu. Tie samazina un var arī apturēt to pavisam, ja tiek šķērsota noteikta līnija.
Ir parādījušies enerģijas taupīšanas režīmi, kas iemidzina procesorus, kad ir maza slodze.

Dators ir sarežģīts, un enerģijas patēriņš kopā ar blakusparādībām rada vēl vienu izaicinājumu. Par to mēs tagad runāsim.

CPU darba temperatūra

Vēl viena svarīga īpašība. Tas norāda maksimālo pieļaujamo temperatūru, kas var pastāvēt uz procesora vai pusvadītāja matricas virsmas, kad ir iespējama normāla darbība. Tas ir tieši atkarīgs no siltuma noņemšanas kvalitātes un darba slodzes. Ja temperatūra pārsniedz ieteicamo maksimumu, normāla darbība netiek garantēta. Lielākā daļa procesoru darbojas normāli, ja temperatūra ir zemāka par 85˚C. Ja temperatūra ir augstāka, tad programmu palaišanas laikā ir pamats kļūdām vai dators var sasalt. Dažos gadījumos pašā procesorā var rasties neatgriezeniskas izmaiņas. Mūsdienu modeļi parasti uzrauga pārkaršanu un ierobežo to veiktspēju. Šī ir datora ierīce, kurā tiek apstrādāta informācija.

un siltuma noņemšana

Kā samazināt grādu pieauguma negatīvās sekas? Siltuma noņemšanai tiek izmantoti aktīvie dzesētāji un pasīvie radiatori. Katrai metodei ir savas priekšrocības un trūkumi.

CPU temperatūras mērīšana un displejs

Bet kā ierīces zina, ka tām ir jāmaina šis raksturlielums? Vāka centrā ir uzstādīts īpašs temperatūras sensors, kas var būt termiskā diode, termistors vai tranzistors ar slēgtu kolektoru un pamatni.

Secinājums

Tātad, kāda ierīce tiek izmantota informācijas apstrādei datorā? Tieši tā, datora procesors. Tagad jūs zināt atbildi ne tikai uz šo jautājumu, bet arī par šīs ierīces īpašībām un esošajām problēmām un perspektīvām. Tas nozīmē, ka ir informācija par to, kā darbojas tik svarīga sarežģītas tehniskās sistēmas sastāvdaļa un kādā datora ierīcē informācija tiek apstrādāta.

Veiksmīgai “saziņai” ar datoru ir kaitīgi to uztvert kā melno kasti, kas gatavojas radīt kaut ko negaidītu. Lai saprastu datora reakciju uz jūsu darbībām, jums jāzina, kā tas darbojas un kā tas darbojas.

TajāIT nodarbībā uzzināsim, kā darbojas lielākā daļa skaitļošanas ierīču (kuras ietver ne tikai personālos datorus).

Kas apstrādā visu datorā esošo informāciju?

Datora galvenais uzdevums ir apstrādāt informāciju, tas ir, veikt aprēķinus. Lielāko daļu aprēķinu veic ar īpašu ierīci - . Šī ir sarežģīta mikroshēma, kas satur simtiem miljonu elementu (tranzistoru).

Programma norāda procesoram, kas konkrētajā laikā ir jādara, tā norāda, kādi dati ir jāapstrādā un kas ar tiem jādara.

Programmas un dati tiek ielādēti no atmiņas ierīces (cietā diska).

Bet HDD – salīdzinoši lēna ierīce, un, ja procesors gaidītu, līdz informācija tiks nolasīta, un pēc apstrādes pēc apstrādes uzrakstītu atpakaļ, tas ilgu laiku paliktu dīkstāvē.

Neatstāsim procesoru dīkstāvē

Tāpēc starp procesoru un cieto disku tika uzstādīta ātrāka atmiņas ierīce (brīvpiekļuves atmiņa, RAM). Šī ir maza iespiedshēmas plate, kas satur ātras atmiņas mikroshēmas.

Visas nepieciešamās programmas un dati tiek iepriekš nolasīti no cietā diska RAM. Darba laikā procesors piekļūst RAM, nolasa programmas komandas, kas pasaka, kādi dati ir jāņem un kā tieši tos apstrādāt.

Izslēdzot datoru, RAM saturs tajā netiek saglabāts (atšķirībā no cietā diska).

Informācijas apstrādes process

Tāpēc tagad mēs zinām, kuras ierīces ir iesaistītas informācijas apstrādē. Tagad apskatīsim visu aprēķina procesu.

Kad dators ir izslēgts, visas programmas un dati tiek saglabāti cietajā diskā. Ieslēdzot datoru un programmas palaišana, notiek sekojošais:

Informācijas ievade un izvade

Lai dators saņemtu informāciju apstrādei, tā ir jāievada. Šim nolūkam tie tiek izmantoti ievades ierīces:

Tastatūra(izmantojot to ievadām tekstu un kontrolējam datoru);
Pele(datora vadīšanai izmantojam peli);
Skeneris(ielieciet attēlu datorā);
Mikrofons(ierakstīt skaņu) utt.

Informācijas apstrādes rezultāta attēlošanai izmantojam datu izvades ierīces:

Monitors(parādīt attēlu uz ekrāna);
Printeris(tekstu un attēlu attēlojam uz papīra);
Akustiskās sistēmas vai “skaļruņi” (skaņu un mūzikas klausīšanās);

Turklāt mēs varam ievadīt un izvadīt datus uz citām ierīcēm, izmantojot:

Ārējie diskdziņi(no tiem mēs kopējam esošos datus datorā):
- zibatmiņas disks,
- kompaktdisks (CD vai DVD),
- Pārnēsājamais cietais disks,
- diskete;

Datoru tīkls(mēs saņemam datus no citiem datoriem, izmantojot Internets vai pilsētas tīkls).

Ja savai ķēdei pievienojam ievades/izvades ierīces, mēs iegūstam šādu diagrammu:

Tas ir dators strādā ar vieniniekiem un nullēm, un kad informācija nonāk izvadierīcē, tā tulkots pazīstamos attēlos(attēls, skaņa).

Apkoposim to

Tātad, šodien mēs kopā ar vietni uzzinājām kā darbojas dators. Īsāk sakot, dators saņem datus no ievades ierīcēm (tastatūras, peles utt.), saglabā tos cietajā diskā, pēc tam pārsūta uz RAM un apstrādā, izmantojot procesoru. Apstrādes rezultāts vispirms tiek atgriezts RAM, pēc tam cietajā diskā vai tieši izvadierīcēs (piemēram, monitorā).

Ja jums ir kādi jautājumi, varat tos uzdot šī raksta komentāros.

Vairāk par visām šodienas nodarbībā uzskaitītajām ierīcēm varat uzzināt turpmākajās nodarbībās IT nodarbību vietnē. Lai nepalaistu garām jaunas nodarbības, abonējiet vietnes jaunumus.

Kopēšana aizliegta

Atgādināšu, ka IT nodarbību mājaslapā pastāvīgi tiek atjauninātas uzziņu grāmatas:

Video papildinājums

Šodien īss izglītojošs video par procesoru ražošanu.

P.S. Nākamajā nodarbībā - Ārējā datora ierīce, ārējo savienotāju, indikatoru un pogu apraksts. Nepalaid garām!

“No kā ir izgatavots dators” - attēla kvalitāte ir atkarīga arī no videokartes. Vēsāks. Videokarte. 2. Mātesplate. Tātad, aplūkosim, no kā sastāv personālais dators. RESET-SW – izmanto datora restartēšanai. Mātesplate. Dzesētājs tiek izmantots procesora dzesēšanai. Datora montāžas apmācība.

"Video kartes" - video ROM. Attēla iespējamo krāsu diapazonu nosaka tikai RAMDAC parametri. Dzesēšanas sistēma. Raksturīgs. Video kontrolieris. Aizpildījis: Šavenzovs Deniss 2007 GOU Centrālā izglītības iestāde Nr.1861 “Zagorie”. Ierīces. Beigas. Ierīču raksturojums Ražotāju cenas. Video atmiņa. Izstrādāts, lai uzturētu video procesora un video atmiņas temperatūru pieņemamās robežās.

“Skaņas karte” - Skaņas kartes elementi: Digitālā (WAV) - precīza mūzikas vai citas skaņas digitāla kopija. Pamata datora skaņas formāti: Skaņas karte (īpašības): MIDI skaņas reproducēšanas metodes: Galvenā ierīce darbam ar skaņu. Attiecas uz interneta tālruņiem. Skaņas karte -. Atbalstiet MP3 aparatūras dekodēšanu.

"Datorarhitektūra" - Arhitektūra. Speciālistu vajadzības. Lieto programmēšanā. sākotnējā nozīmē to izmanto pilsētplānošanā. Termins "datoru arhitektūra". Vienas ģimenes automašīnas. Arhitektūra un organizācija. Aparatūra. Sniegsim piemērus. Vārds "arhitektūra". ir viens no vispretrunīgāk izmantotajiem.

“PC ierīce” — 3D grafikai. Vienkāršākie iekļaujas 1 baitā. Porti ir: Prezentācijas tehnoloģijas (MS PowerPoint programma). Tastatūra. Teksta režīms: apmācības kurss. Mijiedarbības nodrošināšana starp ierīcēm: tastatūra, monitors, diski. Windows operētājsistēma. Datora veiktspējas īpašība ir procesora takts frekvence.

“Procesors un sistēmas vienība” - sistēma vai mātesplate. Procesora veiktspēja Procesora pārbaude. Tādējādi paralēli var izpildīt vairākus viena uzdevuma fragmentus. Procesora jauda. Pulksteņa ātrums Procesora jauda Procesora veiktspēja. Šādi izskatās Pentium III mikroprocesors:

Tēmā kopā ir 22 prezentācijas

Datora saņemtās informācijas apstrāde notiek procesorā. Kas viņš ir? Tas tiks apspriests šajā rakstā.

Datora procesors: kas tas ir?

Datora procesors ir elektroniska vienība, kuras uzdevums ir izpildīt mašīnas norādījumus.

Šī integrālā shēma ir galvenā ierīces aparatūras daļa. Tas ir paredzēts informācijas apstrādei. Ja iedziļināties vēsturē, varat atcerēties, ka iepriekš jēdziens "apstrādes ierīce" tika izmantots, lai aprakstītu noteiktu mašīnu klasi, kas nepieciešama smagu datorprogrammu izpildei. Tehnoloģijai attīstoties, koncepcijā notika izmaiņas, un visas ierīces nosaukums tika pārnests uz tās daļu. Bet šādas izmaiņas neietekmēja būtību. Tas nekādā veidā neietekmēja funkcionalitāti; Novērtējot šo ierīci, ir jāņem vērā šādi parametri:

Performance;
Enerģijas patēriņš;
pulksteņa frekvence;
arhitektūra un tā tālāk.

Tieši šajā ierīcē tiek veikta informācijas apstrāde.

Perspektīvas Ir vērts atzīmēt, ka datori tiek pastāvīgi uzlaboti. Pastāv viedoklis, ka procesori drīz sasniegs nepieredzētus augstumus, radikāli mainot materiālo daļu.

Pastāv šādas iespējas:

1. Molekulārās ierīces. Paredzams, ka tie izmantos molekulu spēku, pamatojoties uz atomu izvietojumu kosmosā.
2. Optiskie datori. Signālu pārraidīšanai izmantotie elektroni tiks aizstāti ar fotoniem.
3. Kvantu datori. Darbības pamatā būs kvantu efekti.
Līdz šim šīs versijas tiek rūpīgi izskatītas. Tas ir tieši tas, ko zinātnieki sagaida nākotnē.

Megahercu mīts

Ir vērts pateikt dažus vārdus par datu apstrādes principiem. Daudzi lietotāji uzskata, ka veiktspēja ir atkarīga no pulksteņa ātruma. Tiek uzskatīts, ka tas ir augstāks, ja procesora veiktspēja ir augstāka. Tas nav pilnīgi precīzi. Līdzīgs apgalvojums attiecas uz ierīcēm ar tādu pašu arhitektūru. Citos gadījumos veiktspēju ietekmē citi rādītāji, izņemot pulksteņa frekvenci.

Situācija Krievijas Federācijā

Ar ko šī lieliskā valsts datortehnoloģiju ziņā šobrīd var lepoties? Mūsdienās daudzi elektronikas nozares pētniecības centri ir koncentrēti Ruselectronics. Holdin šodien specializējas mašīnu, materiālu un iekārtu ražošanā. Pamatā tur tiek ražota specifiska produkcija, taču pastāv liela varbūtība iekļūt masu tirgū.

Enerģijas patēriņš

Bieži vien šis parametrs ir procesoru vājā vieta. Piemēram, pirmās ierīces patērēja ļoti maz enerģijas. Pakāpeniski pieaugot tranzistoru skaitam un pieaugot pulksteņa frekvencei, pieauga arī šis parametrs. Mūsdienās ir zināms procesors, kas patērē apmēram 130 vatus. Un tas ir tālu no robežas. Attīstoties datortehnikai, tiek ražoti “monstri”, kuriem jānodrošina lielāki resursi.

Ņemot vērā pašreizējo situāciju, ir jāsamazina procesoriem tērētais enerģijas patēriņš. Lai to izdarītu, jāmeklē jauni materiāli, jāuzlabo tehnoloģiskie procesi, jāsamazina spriegums serdeņa barošanai, kā arī jāveic citi efektīvi pasākumi. Turklāt ir zināmas kontaktligzdas, kurām ir liels kontaktu skaits. To ir vairāk nekā 1000. Viņu uzdevums ir nodrošināt procesora jaudu.

Arī ierīču izkārtojums var tikt mainīts. Kristālu sāka novietot ārpusē, kas atvieglo siltuma noņemšanas procesu. Pateicoties inteliģentajām sistēmām, iespējams dinamiski mainīt spriegumu, kas ietekmēs serdes frekvenci, kā arī atsevišķas procesora vienības. Tādējādi tas, kas konkrētajā brīdī netiek izmantots, tiek īslaicīgi atspējots. Ir vērts atcerēties par enerģijas taupīšanas režīmiem, kas zemas slodzes gadījumā var "iemidzināt procesoru". Tas viss ir vērsts uz enerģijas patēriņa samazināšanu, strādājot pie datora.

Darba temperatūra

Ir vēl viens svarīgs raksturlielums, pēc kura tiek novērtēta procesora funkcionalitāte. Mēs runājam par tā darba temperatūru. Šis parametrs ir tieši atkarīgs no darba slodzes pakāpes un siltuma noņemšanas kvalitātes. Ja temperatūra pārsniedz pieļaujamo maksimālo vērtību, netiek garantēta darbība bez traucējumiem. Daudzi procesori adekvāti uztver vērtības līdz 85 ˚С. Augstākā temperatūrā iespējama datora sasalšana un citas problēmas. Parasti mūsdienu modeļi nodrošina iespēju uzraudzīt pārkaršanu. Tāpēc pastāv iespēja, ka dators neizdosies.

Siltuma izkliede un siltuma izkliede

Kā jūs varat samazināt augstas temperatūras negatīvo ietekmi? Ko darīt, lai tas nepaceltos virs noteiktā sliekšņa? Siltuma noņemšanai tiek izmantota dzesēšanas sistēma ar aktīvajiem dzesētājiem un pasīvajiem radiatoriem.

Temperatūras mērīšana un displejs

Kā ierīce saprot, ka tai ir jāmaina savas īpašības? Vāka centrālajā daļā ir uzstādīts īpašs sensors, kas uzrauga temperatūras indikatoru. Šī ir termiskā diode, tranzistors vai termistors ar slēgtu kolektoru un pamatni.

Tādējādi kļuva skaidrs, ka datora procesors ir paredzēts informācijas apstrādei. Rakstā ir aprakstītas šīs ierīces īpašības un īpašības. Turklāt ir īsi ieskicētas nākotnes perspektīvas. Zinot galvenās procesora īpašības, funkcijas un problēmas, jūs varat izvairīties no būtiskām problēmām, kas varētu rasties tā vainas dēļ.

Populārs kategorijā: