Тактовая частота задается генератором для синхронизации работы узлов компьютера
Минимальная конфигурация ПК:системный блок,клавиатура мышь монитор.
Компьютер - это универсальная техническая система, способная четко выполнять последовательность операций определенной программы. Персональным компьютером (ПК) может пользоваться один человек без помощи обслуживающего персонала.
Архитектура ПК-набор устройств,входящих в ПК.
Конфигурацию ПК можно изменять по мере необходимости. Но, существует понятие базовой конфигурации, которую можно считать типичной:
Компьютеры выпускаются и в портативном варианте (laptop или notebook выполнение). В этом случае, системный блок, монитор и клавиатура размещены в одном корпусе: системный блок находится под клавиатурой, а монитор встроен в крышку.
Системный блок - основная составляющая ПК, в середине которой находятся важнейшие компоненты. Устройства, находящиеся в середине системного блока называют внутренними, а устройства, подсоединенные извне называют внешними. Внешние дополнительные устройства, предназначенные для ввода и вывода информации называются также периферийными.
Монитор-стандартное устройство вывода, отображения информации на электронном экране(в форме знаков графического и видеоизображения
Клавиатура- стандартное устройство ввода информации, которое передает информацию с помощью нажатии клавиш, передают в ПК символы
Мышь-устройство позиционирования мыши на экран монитора, позволяющее выделять, перемещать, изменять объект.
По внешнему виду, системные блоки отличаются формой корпуса, который может быть горизонтального (desktop) или вертикального (tower) выполнение. Корпусы вертикального выполнения могут иметь разные размеры: полноразмерный (BigTower), среднеразмерный (MidiTower), малоразмерный (MiniTower). Корпусы горизонтального выполнения бывают двух форматов: узкий (Full-AT) и очень узкий (Baby-AT).
Основные узлы системного блока:
· электрические платы, руководящие работой компьютера (микропроцессор, оперативная память, контроллеры устройств и т.п.);
· накопитель на жестком диске (винчестер), предназначенный для чтения или записи информации;
· накопители (дисководы) для гибких магнитных дисков (дискет).
Основной частью системного блока является материнская плата, на которой находятся центральный процессор,оперативная память,постоянные запонимающие устройства,схемы для взаимодейств. С другими устройствами.
Центральный процессор- основное рабочее устройство,которое выполняет заданные программами вычислительн.и логические преобразования данных, координирует работу компьютера.
Выполняет операции под руководством программ, размещает программы и данные в памяти, посылает сигналы управления, обменивается данными с другими устройствами.
Тактовая частота-показывает сколько элементарных операций в секунду выполняет процессор
Она задается тактовым генератором для синхронизации работ всех устройств компьютера.Характеризует быстродействие компьютера.ИЗМРЯЕТСЯ В мгЦ=МИЛЛИОН ТАКТОВ В СЕКУНДУ.
Такт-промежуток между двумя электронными импульсами.
Разрядност процессора- показывает сколько бит информации процессор обрабатывает за один такт,характеризует производительность компьютера.
Производительность (быстродействие) ПК Производительность (быстродействие) процессора Тактовая частота процессора (частота синхронизации) Разрядность процессора Время доступа Объем памяти (ёмкость) Плотность записи Скорость обмена информации
Производительность (быстродействие) ПК Производительность (быстродействие) ПК – возможность компьютера обрабатывать большие объёмы информации. Определяется быстродействием процессора, объёмом ОП и скоростью доступа к ней (например, Pentium III обрабатывает информацию со скоростью в сотни миллионов операций в секунду)
Производительность (быстродействие) процессора Производительность (быстродействие) процессора – количество элементарных операций выполняемых за 1 секунду.
Тактовая частота процессора Тактовая частота процессора (частота синхронизации) - число тактов процессора в секунду, а такт – промежуток времени (микросекунды) за который выполняется элементарная операция (например сложение). Таким образом Тактовая частота - это число вырабатываемых за секунду импульсов, синхронизирующих работу узлов компьютера. Именно ТЧ определяет быстродействие компьютера Задается ТЧ специальной микросхемой «генератор тактовой частота», который вырабатывает периодические импульсы. На выполнение процессором каждой операции отводится определенное количество тактов. Частота в 1Мгц = 1миллиону тактов в 1 секунду. Превышение порога тактовой частоты приводит к возникновению ошибок процессора и др. устройств. Поэтому существуют фиксированные величины тактовых частот для каждого типа процессоров, например: 2,8 ; 3,0 Ггц и тд
Время доступа Время доступа - Быстродействие модулей ОП, это период времени, необходимый для считывание min порции информации из ячеек памяти или записи в память. Современные модули обладают скоростью доступа свыше 10нс (1нс=10-9с)
Объем памяти (ёмкость) Объем памяти (ёмкость) – max объем информации, который может храниться в ней.
Плотность записи Плотность записи – объем информации, записанной на единице длины дорожки (бит/мм)
Скорость обмена информации Скорость обмена информации – скорость записи/считывания на носитель, которая определяется скоростью вращения и перемещения этого носителя в устройстве
Тактовая синхронизация обеспечивает равенство скоростей обработки цифровых сигналов (кодирование, декодирование отсчетов, объединение и разделение цифровых потоков) на передающей и приемной станциях. Для этого генераторное оборудование оконечной приемной станции синхронизируется тактовой частотой передающей станции.
Устройства тактовой синхронизации – это совокупность устройств, обеспечивающих синхронную работу генераторного оборудования (ГО) приемной и передающей станций ЦСП и качественное функционирование станционных и линейных регенераторов.
Требования к УТС:
- высокая точность подстройки частоты и фазы управляющего сигнала задающего генератора (ЗГ) приемной части
- малое время вхождения в синхронизм
- сохранение состояния синхронизма при кратковременных перерывах связи.
Система тактовой синхронизации включает в себя (Рис. 1.) задающий генератор (ЗГ), входящий в состав ГО передающего оборудования оконечной станции (Пер) и вырабатывающий импульсную последовательность с тактовой частотой Fт, И устройства выделения тактовой частоты (ВТЧ), устанавливаемые в том оборудовании, где осуществляется обработка сигнала с частотой Fт: в линейных регенераторах (ЛР), приемном оборудовании (Пр) оконечной станции и др.
Рис. 1. Структурная схема тактовой синхронизации
Методы использования синхросигналов:
1) Синхронизация по специальному синхросигналу. Этот метод усложняет построение линейного тракта ЦСП и генераторного оборудования.
2) Метод подстройки фазы управляющих импульсов под основной принимаемый сигнал. Такую подстройку можно осуществить по спец синхроимпульсам или рабочим импульсам. Применение спец импульсов снижает пропускную способность системы, поэтому на практике применяют метод тактовой синхронизации по рабочим импульсам.
Способы выделения тактовой частоты:
1) Способ пассивной фильтрации ТЧ (резонансный) - из спектра группового цифрового сигнала с помощью ВТЧ, содержащего высокодобротные резонансные контуры, фильтры-выделители или избирательные усилители, выделяется тактовая частота.
Упрощенная схема выделителя тактовой частоты (ВТЧ) содержит полосовой фильтр, усилитель-ограничитель, схему формирования тактовых импульсов.
Этот способ характеризуется простотой реализации ВТЧ, но имеет недостаток: стабильность выделения тактовой частоты зависит от стабильности параметров фильтра-выделителя и структуры цифрового сигнала (при появлении длинных серий нулей или кратко временных перерывах связи затрудняется процесс выделения тактовой частоты).
2) Способ активной фильтрации ТЧ (автоподстройка частоты генераторов тактовой частоты приемного оборудования)
Структурные схемы УТС с активной фильтрацией тактовой частоты
а) С непосредственным воздействием на местный ЗГ тактовой частоты. Подстройка тактовой частоты под частоту принимаемых импульсов осуществляется по управляющему напряжению UРФ, снимаемому с фазового дискриминатора ФД, значение и знак которого зависят от значений и знака разности фаз входных сигналов ФД. Так как напряжение UРФ на выходе ФД имеет дискретный характер, непрерывное регулирование частоты ЗГ можно осуществить, пропуская напряжение UРФ через интегратор (сглаживающую цепочку).
б) С воздействием на промежуточный преобразователь тактовой последовательности. Фазовый дискриминатор (ФД) определяет величину расхождения импульсов между принимаемым сигналом и ЗГ. При синфазности, на выходе ФД импульсов нет. Если частота ЗГ больше, то ФД формирует сигнал вычитания, делитель частоты (ДЧ) убирает один импульс. Если частота ЗГ меньше, то импульс добавляется. Реверсивный счетчик уменьшает краевые искажения реальных элементов.
16.Принцип формирования ИКМ сигналов. Методы двоичного кодирования, ошибки квантования. Способы уменьшения ошибки квантования.
Теорема Котельникова: непрерывный сигнал, у которого спектр ограничен частотой FMAX, может быть полностью и однозначно восстановлен по его дискретным отсчетам, взятым с частотой fд = 2F, т.е. через интервалы времени tд= 1/2F.
Непрерывный сигнал можно ограничить конечным множеством «разрешенных» амплитудных значений – уровней квантования, т.е. получить амплитудно-импульсную модуляцию. Уровни можно пронумеровать и передавать уже не сами значения уровней, а их номера, например, в двоичной системе счисления, т.е. осуществить цифровую передачу сигналов.
Для осуществления ИКМ необходимо произвести:
1) дискретизацию сигналов по времени (получим сигнал ИКМ)
2) квантование полученных импульсов по амплитуде
3) кодирование квантованных по амплитуде импульсов.
Полученный групповой АИМ сигнал подвергается квантованию по уровню. Этот процесс аналогичен процедуре округления чисел. Разность между двумя разрешенными уровнями наз-ся шагом квантования ∆. Если амплитуда сигнала в пределах 2-х соседних разрешенных значений больше половины шага квантования ∆/2, ее значение увеличивается в большую сторону, если – меньше ∆/2, то – в меньшую сторону.
Разность между истинным значением сигнала и его квантованным значением наз-ся ошибкой или шумом квантования.
Производим нумерацию уровней квантования 1,2 и т.д., можно передавать их значения в двоичном коде: 001, 010 и т.д.
Квантование равномерно - если шаг квантования ∆ = const.
При равномерном квантовании относительная ошибка квантования (отношение сигнал- ошибка) зависит от величины отсчета входного сигнала. Недостаток равн-го квантования – значение ошибки велико для слабых сигналов и уменьшается с увеличением уровня квантования.
Способы уменьшения ошибки квантования:
- автоматическая регулировка уровня средней мощности сигналов в каждом из каналов с целью сведения к минимуму их разброса
При неравномерном квантовании шаг сигнала возрастает с увеличением сигнала. Абсолютное значение ошибки квантования возрастает с увеличением уровня сигнала, но е относительное значение не изменяется.
Нелинейное квантование может быть реализовано:
-сжатием динамического диапазона входных сигналов перед кодированием с помощью компрессоров и последующим его расширением после декодирования экспандерами цифровым компандированием, нелинейным кодированием и декодированием.
17. Квантование отсчетов непрерывных сигналов. Средняя мощность шумов квантования. Определение необходимого числа шагов для линейной шкалы квантования.
С целью уменьшения эффекта накапливания помех в СП данных широко использ метод регенерации сигналов, искаженных шумом. Указанный способ устранения шумов работоспособен только при перед цифров сигналов, т.е сигн с конечным числом состояний. Воспользуемся данным методом для перед отсчетов непрерыв первич сигналов. В этом вся область допуст мгновенных значений отсчетов а( t)делится на М разреш или квантованных уровней (рис 1(а)) и каждый раз при перед очередн отсчета его значение округл до ближайшего разреш уровня. При этом, возникает ошибка округления(квантовния), (рис 1 (б))
кв( t)-а( t)-акв( t)
разность м/д двумя соседн уровн квантования назыв шагом квантов. Поскольку на приеме наблюд не истенные значения, а квантованные
акв( t)= а( t)- кв( t), то на вых ФНЧ приема вместе с полезным сигналом а(t) будет присутствовать шум квантования кв. введение квантованных сигналов порождает уже на передаче шум, эффективная мощн которого не должна превышать допустимого значения для стандартных каналов ТЧ.
Средн мощн шумов квантов.
В предположении идеальной передачи квантованного сигнала помехозащищенность Аз кв будет опред только шумами квантования, т.е
Где Рс - средняя мощн. сигн., Ркв-средн мощн шума квантов.
Квантование по уровню — представление величины отсчётов цифровыми сигналами. Для квантования в двоичном коде диапазон напряжения сигнала от до делится на интервалов. Величина получившегося интервала (шага квантования):
Центра́льный проце́ссор(ЦП, или центральное процессорное устройство — ЦПУ; англ. central processing unit, CPU, дословно — центральное обрабатывающее устройство) — исполнитель машинных инструкций, часть аппаратного обеспечения компьютера или программируемого логического контроллера; отвечает за выполнение операций, заданных программами. МП имеет сложную структуру в виде электронных логических схем. В качестве его компонент можно выделить:
1) АЛУ - арифметико-логическое устройство, предназначенное для выполнения арифметических и логических операций над данными и адресами памяти;
2) Регистры или микропроцессорная память
— сверхоперативная память, работающая со скоростью процессора, АЛУ работает именно с ними;
3) БУ - блок управления - управление работой всех узлов МП посредством выработки и передачи другим его компонентам управляющих импульсов, поступающих от
кварцевого тактового генератора, который при включении ПК начинает вибрировать с
постоянной частотой . Эти колебания и задают темп работы всей системной платы; Процессор «общается» с другими устройствами (оперативной памятью) с помощью шин данных, адреса и управления. Разрядность шин всегда кратна 8 (понятно почему, если мы имеем дело с байтами), изменчива в ходе исторического развития компьютерной техники и различна для разных моделей, а также не одинакова для шины данных и адресной шины.
Разрядность шины данных говорит о том, какое количество информации (сколько байт) можно передать за раз (за такт). От разрядности шины адреса зависит максимальный объем оперативной памяти, с которым процессор может работать вообще.
На мощность (производительность) процессора влияют не только его тактовая частота и разрядность шины данных, также важное значение имеет объем кэш-памяти.
Характеристики процессора:
1.Тактовая частота—это количество операций,которое процессор может выполнить всекунду. Единица измерения МГц и ГГц ( мегагерц и гигагерц). 1 МГц — значит, что процессор может выполнить 1 миллион операций в секунду, если процессор 3,16 ГГц — следовательно он может выполнить 3 Миллиарда 166 миллионов операций за 1 секунду.
Существует два типа тактовой частоты — внутренняя и внешняя.
Внутренняя тактовая частота—это тактовая частота,с которой происходит работавнутри процессора.
Внешняя тактовая частота или частота системной шины—это тактовая частота,с
которой происходит обмен данными между процессором и оперативной памятью компьютера.
До 1992 года в процессорах внутренняя и внешняя частоты совпадали, а в 1992 году компания Intel представила процессор 80486DX2, в котором внутрення и явнешняя частоты были различны
— внутренняя частота была в 2 раза больше внешней. Было выпущено два типа таких процессоров с частотами 25/50 МГц и 33/66 МГц, затем Intel выпустила процессор 80486DX4 с утроенной внутренней частотой (33/100 МГц).
В современных процессорах, например, при тактовой частоте процессора 3 ГГц, частота системной шины 800 МГц.
2.Другой основной характеристикой процессора является его разрядность.
Разрядность процессора определяется разрядностью его регистров.
Процессор Pentium 4 является 32-разрядным. Сейчас всё больше процессоров 64 разрядные.
3.Кэш процессора—довольно важный параметр.Чем он больше,тем больше данных хранится вособой памяти, которая ускоряет работу процессора. В кэше процессора находятся данные, которые могут понадобится в работе в самое ближайшее время. Чтобы вы не путались в уровнях кэша — запомните одно свойство: кэш первого уровня самый быстрый, но самый маленький, второго — помедленней, но побольше и кэш третьего уровня самый медленный и самый большой(если он есть)
4.Технический процесс(иногда пишут технология)—не основная характеристика процессорадля обычного обывателя, но знать о нем надо, чтобы понимать заумные статьи на компьютерных сайтах. Чем меньше тех процесс, тем как говорится, лучше. По факту – это площадь кристалла на процессоре. Чем кристаллы меньше, тем их больше можно уместить, следовательно увеличить тактовую частоту. Да и на меньший кристалл нужно меньше подавать напряжения, поэтому и тепловыделение уменьшается, поэтому опять же можно увеличить тактовую частоту. Эта цепочка приведена в пример, что бы вы поняли как всё взаимосвязано. Тех процесс в прайсах могут и не написать, но в обзорах его упоминают почти всегда.
5.Socket–этот параметр нужен для стандартизации всех процессоров по разъемам подключенияк материнской плате. Например, Socket LGA775 – если вы такую характеристику встретите на материнской плате, то к ней подойдут только процессоры с маркировкой Socket LGA775 и никакие другие. Обратное правило тоже действует.
Интерфейсная система - это:
-шина управления (ШУ) - предназначена для передачи управляющий импульсов и синхронизации сигналов ко всем устройствам ПК; -шина адреса (ША) - предназначена для передачи кода адреса ячейки памяти или порта ввода/вывода внешнего устройства;
-шина данных (ШД) - предназначена для параллельной передачи всех разрядов числового кода; -шина питания - для подключения всех блоков ПК к системе электропитания.
Интерфейсная система обеспечивает три направления передачи информации:
- между МП и оперативной памятью;
- между МП и портами ввода/вывода внешних устройств;
- между оперативной памятью и портами ввода/вывода внешних устройств.
Обмен информацией между устройствами и системной шиной происходит с помощью кодов ASCII.
Память
Память - устройство для хранения информации в виде данных и программ. Память делится прежде всего на внутреннюю (расположенную на системной плате) и внешнюю (размещенную на разнообразных внешних носителях информации).
Внутренняя память в свою очередь подразделяется на:
• - ПЗУ(постоянное запоминающее устройство)илиROM (read only memory),котороесодержит - постоянную информацию, сохраняемую даже при отключенном питании, которая служит для тестирования памяти и оборудования компьютера, начальной загрузки ПК при включении. Запись на специальную кассету ПЗУ происходит на заводе фирмы-изготовителя ПК и несет черты его индивидуальности. Объем ПЗУ относительно невелик - от 64 до 256 Кб.
• - ОЗУ(оперативное запоминающее устройство,ОП—оперативная память)илиRAM(random access memory), служит для оперативного хранения программ и данных, сохраняемых только на период работы ПК. Она энергозависима, при отключении питания информация теряется. ОП выделяется особыми функциями и спецификой доступа:
o ОП хранит не только данные, но и выполняемую программу;
o МП имеет возможность прямого доступа в ОП, минуя систему ввода/вывода.
• Кэш-память -имеет малое время доступа,служит для временного храненияпромежуточных результатов и содержимого наиболее часто используемых ячеек ОП и регистров
Логическая организация памяти — адресация, размещение данных определяется ПО, установленным на ПК, а именно ОС.
Внешняя память.Устройства внешней памяти весьма разнообразны.Предлагаемаяклассификация учитывает тип носителя, т.е. материального объекта, способного хранить информацию.
• Накопители на магнитной лентеисторически появились раньше,чем накопители намагнитном диске. Бобинные накопители используются в суперЭВМ и mainframe.
• Дискиотносятся к носителям информации с прямым доступом,т.е.ПК может обратиться кдорожке, на которой начинается участок с искомой информацией или куда нужно записать новую информацию, непосредственно.
Магнитные диски(МД)—в качестве запоминающей среды используются магнитные материалысо специальными свойствами, позволяющими фиксировать два направления намагниченности. На сегодняшний день редко используемые.
НЖМДили«винчестеры»изготовлены из сплавов алюминия или из керамики и покрытыферролаком, вместе с блоком магнитных головок помещены в герметически закрытый корпус. Емкость накопителей за счет чрезвычайно плотной записи достигает нескольких гигабайт, быстродействие также выше, чем у съемных дисков (за счет увеличения скорости вращения, т.к. диск жестко закреплен на оси вращения). Первая модель появилась на фирме IBM в 1973 г. Она имела емкость 16 Кб и 30 дорожек/30 секторов, что случайно совпало с калибром популярного ружья 30'730" «винчестер».
Каждый ЖМД проходит процедуру низкоуровневого форматирования — на носитель записывается служебная информация, которая определяет разметку цилиндров диска на сектора и нумерует их, маркируются дефектные сектора для исключения их из процесса эксплуатации диска. В ПК имеется один или два накопителя. Один ЖД можно разбить при помощи специальной программы на несколько логических дисков и работать с ними как с разными ЖД.
НОД(накопители на оптических дисках)лазерно-оптические диски или компакт-диски(CD,DVD).Воптическом дисководе ПК эта дорожка читается лазерным лучом. Ввиду чрезвычайно плотной записи имеют емкость до 8 Гб.
Флеш-память (англ. flash memory)—разновидность твердотельной полупроводниковойэнергонезависимой перезаписываемой памяти (ПППЗУ).
Она может быть прочитана сколько угодно раз ( в пределах срока хранения данных, типично — 10-100 лет), но писать в такую память можно лишь ограниченное число раз (максимально — около миллиона циклов). Распространена флеш-память, выдерживающая около 100 тысяч циклов перезаписи — намного больше, чем способна выдержать дискета или CD-RW.
(англ. computer, МФА: [kəmˈpjuː.
tə— «вычислитель» ) — устройство или
система, способное выполнять заданную,
чётко определённую последовательность
операций. Это чаще всего операции
численных расчётов и манипулирования
данными, однако сюда относятся и операции
ввода-вывода. Описание последовательности
операций называется программой
► Структура материнской платы приведена на рисунке. ◄
возьми инструкцию к своему компу и там все характеристики и главное объёмы памяти жёстких дисков, процессор и системная плата, оперативная память, графическая система (видеокарта), накопители, порты ввода/вывода, монитор, источник питания (ноутбук), WI-FI/
Основные характеристики компьютера (разрядность, тактовая частота, объем оперативной и внешней памяти, производительность и др. )
Процессор. Важнейшей характеристикой процессора, определяющей его быстродействие, является его частота, т. е. количество базовых операций (например, операций сложения двух двоичных чисел) , которые производит процессор за 1 секунду. За двадцать с небольшим лет тактовая частота процессора увеличилась в 500 раз, от 4 МГц (процессор 8086, 1978 г. ) до 2 ГГц (процессор Pentium 4, 2001 г.) . Другой характеристикой процессора, влияющей на его производительность, является разрядность процессора. Разрядность процессора определяется количеством двоичных разрядов, которые процессор обрабатывает за один такт. Разрядность процессора увеличилась за 20 лет в 8 раз. В первом отечественном школьном компьютере «Агат» (1985 г. ) был установлен процессор, имевший разрядность 8 бит, у современного процессора Pentium 4 разрядность равна 64 бит.
Оперативная (внутренняя) память. Оперативная память представляет собой множество ячеек, причем каждая ячейка имеет свой уникальный двоичный адрес. Каждая ячейка памяти имеет объем 1 байт.
В персональных компьютерах величина адресного пространства процессора и величина фактически установленной оперативной памяти практически всегда различаются. Например, объем адресуемой памяти может достигать 4 Гбайт, а величина фактически установленной оперативной памяти будет значительно меньше — скажем, * всего» 64 Мбайт.
Оперативная память аппаратно реализуется в виде модулей памяти различных типов (SIMM, DIMM) и разного объема (от 1 до 256 Мбайт) . Модули различаются по своим геометрическим размерам: устаревшие модули SIMM имеют 30 или 72 контакта, а современные модули DIMM — 168 контактов.
Долговременная (внешняя) память. В качестве внешней памяти используются носители информации различной информационной емкости: гибкие диски (1,44 Мбайт) , жесткие диски (до 50 Гбайт) , оптические диски CD-ROM (650 Мбайт) и DVD (до 10 Гбайт) . Самыми медленными из них по скорости обмена данными являются гибкие диски (0,05 Мбайт/с) , а самыми быстрыми — жесткие диски (до 100 Мбайт/с) .
Производительность компьютера. Производительность компьютера является его интегральной характеристикой, которая зависит от частоты и разрядности процессора, объема оперативной (внутренней) и долговременной (внешней) памяти и скорости обмена данными. Производительность компьютера нельзя вычислить, она определяется в процесее тестирования по скорости выполнения определенных операций в стандартной программной среде.
Читайте также: