§ 4. Архітектура комп’ютера. Технічні характеристики складових комп’ютера

Більшість сучасних комп’ютерів побудовано за принципами, які обґрунтував американський учений Джон фон Нейман (рис. 4.1) ще у 1948 році. Відтоді змінився зовнішній вигляд комп’ютерів, з’явилися нові пристрої. Але загальна схема роботи комп’ютера не змінилася (рис. 4.2).

Архітектура комп’ютера

Архітектура комп'ютера — це опис будови комп’ютера і принципів роботи його складових.

Основні вузли настільного персонального комп’ютера містяться в системному блоці.

Системна (материнська) плата — це найважливіший вузол комп’ютера, на якому розміщені процесор, внутрішня пам’ять, системна шина, порти (роз’єми, слоти).

Системна шина (магістраль) — набір провідників і пристроїв, призначених для обміну даними між усіма компонентами комп’ютера.

Розглянемо більш детальну схему обміну даними між пристроями комп’ютера (рис. 4.3).

Процесор

Процесор (центральний процесор) — це основна мікросхема комп’ютера, призначена для виконання елементарних арифметичних і логічних операцій та керування роботою комп’ютера.

Процесор складається з двох основних частин: пристрою керування та арифметико-логічного пристрою. Процесор має свою внутрішню пам’ять.

Конструктивно сучасний процесор (мікропроцесор) — велика інтегральна схема, вміщена у захисний корпус (рис. 4.4).

Швидкодія процесора — основний чинник, який впливає на продуктивність комп’ютера.

Основні технічні характеристики процесора:

тактова частота — кількість тактів за секунду; вимірюється в герцах (Гц); визначає швидкодію процесора; обсяг кеш-пам’яті — обсяг надшвидкої пам’яті, яка використовується процесором для опрацювання часто вживаних даних; розрядність — кількість бітів даних, які процесор опрацьовує одночасно (розрядність сучасних процесорів — 64 біти); кількість ядер — кількість окремих обчислювальних ядер (окремих процесорів) в одній мікросхемі; сокет — тип роз’єму для процесора на системній платі.

Розглянемо запис стислої характеристики процесора:

Intel Core 2 Duo E8600 3.33 ГГц/6 M6/LGA775.

Маємо: Intel — виробник; Core 2 DUO — тип — 64-розрядний двох’ядерний; E8600 — модель; 3.33 ГГц — тактова частота; 6 Мб — обсяг кеш-пам’яті; LGA775 — сокет.

Пам'ять комп'ютера

Пам’ять комп’ютера призначена для тимчасового або постійного зберігання даних. Пам’ять поділяють на внутрішню і зовнішню; енер-гозалежну і енергонезалежну (рис. 4.5).

Після вимкнення комп’ютера дані з енергозалежної пам’яті зникають, а в енергонезалежній пам’яті зберігаються постійно.

Внутрішня пам'ять — це швидкодіюча пам’ять, яка у вигляді мікросхем розміщена на системній платі комп’ютера.

Внутрішню пам’ять поділяють на оперативну і постійну.

Оперативна пам’ять (ОЗП — оперативний запам’ятовуючий пристрій, або RAM — Random Access Memory) призначена для зберігання даних і програм під час роботи комп’ютера.

Основною технічною характеристикою ОЗП є його обсяг.

Постійна пам’ять (ПЗП — постійний запам’ятовуючий пристрій, або ROM — Read-Only Memory) призначена для зберігання програм і даних, що забезпечують роботу комп’ютера після ввімкнення.

У постійну пам’ять записана базова система введення-виведення (BIOS — Basic Input-Output System) — програма для керування роботою пристроїв, завантаження операційної системи тощо.

Зовнішні запам'ятовуючі пристрої

Зовнішня пам'ять — пам’ять, призначена для довготривалого енергонезалежного зберігання даних.

Розглянемо деякі пристрої зовнішньої пам’яті (табл. 1):

Пристрій	Назва пристрою	Принцип дії
	Накопичувач на жорстких магнітних дисках (вінчестер)	Дані записуються і зчитуються спеціальними магнітними головками
	Оптичні CD- і DVD-накопичувачі	Дані записуються або зчитуються лазерним променем
	Флеш-накопичувач	Дані кодуються електричними зарядами

Пристрої введення-виведення даних

Ви вже знайомі з такими пристроями введення-виведення даних, як клавіатура, миша, монітор. Їх називають основними. Крім цих пристроїв існують й інші. Робота пристроїв введення-виведення і комп’ютера потребує узгодження, наприклад за допомогою адаптера.

Адаптер (контролер) — пристрій, призначений для приєднання до комп’ютера іншого пристрою та керування його роботою.

Існують різні адаптери: відеоадаптери для роботи з відеокамера-ми і моніторами, аудіоадаптери для роботи з аудіопристроями та ін.

Монітор — пристрій виведення, призначений для візуального відображення текстової, графічної та відеоінформації. За принципом дії розрізняють такі типи моніторів: на електронно-променевій трубці (CRT); на рідких кристалах (LCD); на органічних світлодіодах (OLED); «електронне чорнило» (е-ink); плазмові; проекційні та ін.

Розмір монітора задають довжиною діагоналі, вираженою в дюймах (1" = 2,54 см). Зображення на екрані моніторів формується з окремих точок — пікселів. Важливою характеристикою монітора є роздільність екрана — кількість пікселів на дюйм (ppi — pixels per inch).

Принтер — пристрій виведення, призначений для виведення інформації на тверді носії (папір, пластик, скло тощо).

За технологією друку розрізняють такі типи принтерів (табл. 2):

Існують також принтери з іншими технологіями друку.

Основні технічні характеристики принтера:

   роздільна здатність — найбільша кількість точок на дюйм (dpi — dots per inch);

   швидкість друку — кількість друкованих сторінок за хвилину;

   формат паперу — найбільший розмір паперу для друку;

   параметри друку — можливість друку без полів, двосторонній друк тощо;

   кількість барвника — на скільки сторінок вистачає барвника. Дедалі більшого поширення набувають BD-принтери, які методом

пошарового нанесення речовини формують об’ємні предмети.

Мультимедійні пристрої

Комп’ютер опрацьовує повідомлення, подані різними способами (текстові, графічні, звукові, комбіновані тощо). Комбіновані повідомлення називають мультимедійними.

Мультимедіа — поєднання різних способів подання повідомлень та використання різних пристроїв для їх відтворення. Для введення в комп’ютер мультимедійних даних приєднують такі зовнішні пристрої,

як мікрофон, сканер, відеокамера тощо, для виведення — монітор, проектор, навушники, принтер тощо. Для узгодження дій цих пристроїв і комп’ютера використовують відповідні адаптери.

Аудіоадаптер — пристрій для відтворення та запису звуку. Відеоадаптер — пристрій для підтримки перетворення даних у відеосигнал для монітора або проектора.

Аудіоадаптер (звукова карта) та відеоадаптер (відеокарта) можуть бути вбудовані (інтегровані) в системну плату або встановлені в роз’єм (слот) на ній.

Відеоадаптер, монітор і спеціальні програми для забезпечення їх підключення утворюють відеосистему комп’ютера.

Основними характеристиками відеоадаптера є частота та обсяг відеопам’яті. Від цих характеристик залежить якість зображення на екрані монітора під час перегляду відео, комп’ютерних ігор тощо.

Конфігурація комп'ютера

Конфігурацію комп’ютера описує набір його складових та технічні характеристики цих складових.

Базовою конфігурацією комп’ютера називають обов’язковий набір його складових.

В описі конфігурації комп’ютера використовують позначення, що вказують на характеристики монітора, процесора, оперативної пам’яті, накопичувача на жорстких магнітних дисках, відеоадаптера, оптичного приводу, мережевої карти, операційної системи тощо.

Розглянемо запис, який використовується для стислої характеристики конфігурації комп’ютера: 19.5" (1920x1080) LED/AMD Athlon IIx4 750K (3.4 ГГц)/КАМ 8 Гб/HDD 1 Тб/nVidia GeForse GT730 2 Гб/DVD+RW/LAN/Windows 7.

Питання для самоперевірки

1.    Що таке процесор?

2.    Що визначає швидкодію комп’ютера?

3.    Для чого потрібна оперативна пам’ять?

4.    Які функції постійної пам’яті комп’ютера?

5.    Яке призначення пристроїв зовнішньої пам’яті?

6.    Що розуміють під конфігурацією комп’ютера?

Вправа 4

1. Знайти та проаналізувати технічні характеристики процесора та оперативної пам’яті (ОЗП) вашого комп’ютера.

1)    Запустіть текстовий процесор та створіть новий документ. У контекстному меню об’єкта Комп'ютер відкрийте вкладку Властивості. Знайдіть, розшифруйте і введіть у документ характеристики процесора та ОЗП.

2)    За каталогами інтернет-магазинів знайдіть описи процесорів. Скопіюйте в документ посилання на сторінку та запис стислої характеристики одного з процесорів. За цим записом визначте й запишіть його розрядність, кількість ядер, тактову частоту, обсяг кеш-пам’яті, сокет.

3)    Знайдіть в Інтернеті опис таких характеристик ОЗП: пропускна здатність, тип, обсяг, частота. Скопіюйте знайдені дані у документ. Збережіть файл з іменем Вправа 4 у відповідній папці.

2. Скласти стислу характеристику конфігурації свого домашнього комп’ютера (див. приклад на с. 26).

Комп’ютерне тестування

Виконайте тестове завдання 4 з автоматичною перевіркою на сайті interactive.ranok.com.ua.

Практична робота 2

Конфігурація комп’ютера під потребу

Завдання: визначити конфігурацію комп’ютера під потребу комп’ютерної гри з такими системними вимогами: 30 Гб вільного місця на жорсткому диску; 8 Гб оперативної пам’яті; процесор і7 4790 3.6 ГГц або AMD FX-9 590 4.7 ГГц. Обладнання: комп’ютер зі встановленими браузером і текстовим процесором, з’єднаний з мережею Інтернет.

Хід роботи

Під час роботи з комп’ютером дотримуйтеся правил безпеки.

1. За каталогами інтернет-магазинів доберіть складові для комплектування комп’ютера з конфігурацією, потрібною для гри. '2. Запустіть текстовий процесор. Створіть новий документ, уведіть назви й вартість таких складових комп’ютера: корпус системного блока з блоком живлення, системна плата, процесор, монітор, оперативна пам’ять, накопичувач на жорстких магнітних дисках (вінчестер), оптичний привід, відеоадаптер (якщо він не вбудований у системну плату), мережева карта, клавіатура, миша.

3.    Визначте складові, від яких залежить відповідність конфігурації комп’ютера потребам гри. Скопіюйте їх назви, стислі технічні характеристики та посилання на сторінки.

4.    Запишіть, за якими характеристиками ви вибирали процесор; системну плату.

5. Збережіть файл з іменем Практична робота 2 у відповідній папці. Завершіть роботу за комп’ютером.

Зробіть висновок: як визначити конфігурацію комп’ютера під потребу, які складові при комплектуванні комп’ютера є обов’язковими, які характеристики вони повинні мати.

Це матеріал з підручника Інформатика 8 клас Бондаренко