Федеральное агентство связи

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Поволжский государственный университет телекоммуникаций и информатики»

Колледж связи

УТВЕРЖДАЮ: Зам директора по УВР __________________Логвинов А.В. «____»_______________2011г.

Конспект лекций

по учебной дисциплине «АРХИТЕКТУРА КОМПЬЮТЕРНЫХ СИСТЕМ»

для специальностей: 230115 - «Программирование в компьютерных системах»

Курс 2, семестр 3,4

Конспект лекций рассмотрен за заседании П(Ц)К

«Информационных систем и технологий»

Протокол №____ от «____»_________2011г.

Председатель П(Ц)К_____________Шомас Е.А.

Самара 2011

Оглавление

Оглавление 2

Введение 3

Раздел 1. Архитектура и принципы построения персонального компьютера (ПК) 4

Тема 1.1. Основные характеристики ПК 4

Тема 1.2. Общие принципы построения современных ПК 4

Раздел 2. Функциональная и структурная организация ПК 10

Тема 2.1. Организация функционирования ПК 10

Тема 2.2. Центральный процессор ПК 11

Тема 2.3. Взаимодействие элементов при работе микропроцессора 13

Тема 2.4.Формы представления информации в ПК 16

Тема 2.4.1. Системы счисления 16

Тема 2.4.2. Логические элементы, цифровые устройства 16

Тема 2.5. Память ПК 16

Тема 2.5.1. Оперативная память. Назначение, типы, характеристики 18

Тема 2.5.2. Основная и дополнительная память. КЭШ память 19

Тема 2.6. Внешние запоминающие устройства 21

Тема 2.7. Устройства ввода информации 23

Тема 2.8. Устройства вывода информации 25

Раздел 3. Архитектура вычислительных сетей и сетей 26

Тема 3.1. Понятие компьютерная сеть. Принципы построения 26

Тема 3.2. Аппаратное и программное обеспечение компьютерных сетей 29

Тема 3.3. Протоколы передачи данных 31

Тема 3.4. Протоколы. Сервисы в Internet 32

  36

Литература: 37

Введение

Основные понятия: компьютерная система, архитектура, базовый комплект. Виды ПК

Целью изучения дисциплины «Архитектура вычислительных систем» является теоретическая и практическая подготовка студентов в области информационных технологий в такой степени, чтобы они могли выбирать необходимые технические, алгоритмические, программные и технологические решения, уметь объяснить принципы их функционирования и правильно их использовать.

Основные задачи изучения дисциплины:

• формирование у студентов минимально необходимых знаний по дисциплине;

• ознакомление с техническими, алгоритмическими, программными и технологическими решениями, используемыми в данной области;

• выработка практических навыков аналитического и экспериментального исследования основных методов и средств, используемых в области, изучаемой в рамках данной дисциплины.

Вычислительная машина — это комплекс технических и программных средств, предназначенный для автоматизации подготовки и реше­ния задач пользователей.

Вычислительная система это совокупность взаимо­связанных и взаимодействующих процессоров или вычислительных машин, пе­риферийного оборудования и программного обеспечения, предназначенную для подготовки и решения задач пользователей.

Под архитектурой вычислительной машины обычно понимается логическое построение ВМ, то есть то, какой машина представляется программисту. Из рассмотрения выпадают вопросы физического построения вычислительных средств: состав устройств, число регистров процессора, емкость памяти, наличие специального блока для обработки вещественных чисел, тактовая частота центрального процессора и т.д. Этот круг вопросов принято определять понятием организация вычислительной машины.

Персональный компьютер — универсальная техническая система. Его конфигурацию (состав оборудования) можно гибко изменять по мере необходимости. Тем не менее, существует понятие базовой конфигурации, которую считают типовой. В таком комплекте компьютер обычно поставляется. Понятие базовой конфигурации может меняться. В настоящее время в базовой конфигурации рассматривают четыре устройства:

-      системный блок;

-      монитор;

-      клавиатуру;

-      мышь.

Системный блок

Системный блок представляет собой основной узел, внутри которого установлены наиболее важные компоненты. Устройства, находящиеся внутри системного блока, называют внутренними, а устройства, подключаемые к нему снаружи, называют внешними. Внешние дополнительные устройства, предназначенные для ввода, вывода и длительного хранения данных, также называют периферийными.

По внешнему виду системные блоки различаются формой корпуса. Корпуса персональных компьютеров выпускают в горизонтальном (desktop) и вертикальном (tower) исполнении. Корпуса, имеющие вертикальное исполнение, различают по габаритам: полноразмерный (big tower), среднеразмерный (midi tower) и малоразмерный (mini tower). Среди корпусов, имеющих горизонтальное исполнение, выделяют плоские и особо плоские (slim).

Кроме формы, для корпуса важен параметр, называемый форм-фактором. От него зависят требования к размещаемым устройствам. В настоящее время в основном используются корпуса двух форм-факторов: АТ и АТХ. Форм-фактор корпуса должен быть обязательно согласован с форм-фактором главной (системной) платы компьютера, так называемой материнской платы.

Корпуса персональных компьютеров поставляются вместе с блоком питания и, таким образом, мощность блока питания также является одним из параметров корпуса. Для массовых моделей достаточной является мощность блока питания 200-250Вт.