Содержание
МИНАГРОПОЛИТИКА УКРАИНЫ
Таврическая государственная агротехническая академия
Кафедра ПГ и ИТП
АРХИТЕКТУРА КОМПЬЮТЕРОВ
Конспект лекций
для студентов специальности
«Информационные технологии проектирования»
2008 г.
Содержание Стр.
Рекомендуемые материалы
Лекция 1 История развития вычислительной техники. Архитектура ЦЭВМ …. 6
1.1 История развития вычислительной техники …………………………………… 6
1.2 Закон Мура …………………………………………………………………….. 10
1.3 Основные компоненты PC ……………………………………………………... 10
1.4 Современные многоуровневые машины……………………………………….. 11
Лекция 2 Основы компьютерной техники………………………………………... 14
2.1 Общая характеристика компьютерной техники ……………………………….. 15
2.2 Принцип программного управления……………………………………………. 18
2.3 Основные характеристики компьютеров………………………………………... 20
Лекция 3 Системные (материнские) платы. ……………………………………… 21
Введение……………………………………………………………………………… 21
3.1 Основные характеристики материнской платы ………………………………... 22
3.2 Форм-факторы материнских плат ……………………………………………… 24
3.2.1 Форм-фактор АТ……………………………………………………………….. 24
3.2.2 Форм-фактор LPX…………………………………………………………… 26
3.2.3 Форм-фактор АТX…………………………………………………………… 26
3.2.4 Форм-фактор Micro ATX………………………………………………………. 29
3.2.5 Форм-фактор NLX…………………………………………………………… 30
3.3 Дополнительные интегрированные технологии……………………………….. 31
3.3.1 AMR (другой аналогичный стандарт CNR и ACR)……………………………. 31
3.3.2 Аппаратный…………………………………………………………………….. 31
3.3.2 IrDA – коннектор мониторинг………………………………………………… 32
3.3.3 Технология Dual BIOS. ………………………………………………………… 32
3.3.4 Интерфейс Digital Video (DV) или, по другому IEEE 1394 (i. LINK). ……… 32
3.3.5 RAID – контроллер…………………………………………………………… 32
Лекция 4 Базовая система ввода- вывода………………………………………… . 33
4.1 Основы BIOS…………………………………………………………………… 33
4.2 Аппаратная и программная части BIOS………………………………………... 34
4.3 BIOS и CMOS RAM………………………………………………………………. 35
4.4 Системная BIOS………………………………………………………………… 36.
4.5 Микросхемы ROM……………………………………………………………… .. 37
4.6 Затенение ROM…………………………………………………………………….38
4.7 Обновление BIOS………………………………………………………………… 39
4.8 Использование Flash BIOS…………………………………………………………40
4.9 Запуск программы Setup B IOS…………………………………………………… 40
4.10 Plug and Play BIOS……………………………………………………………… 41
Лекция 5 Шины…………………………………………………………………… 42
5.1 Классификация шин……………………………………………………………… 42
5.2 Основные характеристики шины ……………………………………………………44
5.3 Интерфейс……………………………………………………………………………..45
5.4 Системные шины…………………………………………………………………… 45
5.5 Шины ввода/вывода ………………………………………………………………….46
5.5.1 Шина ISA……………………………………………………………………………46
5.5.2 Шина PCI………………………………………………………………………… .47
5.5.3 Шина АGР………………………………………………………………………… 50
5.5.4 Шина USB………………………………………………………………………… 53
5.5.5 Шина SCSI………………………………………………………………………… 53
5.5.6 Шина IEEE 1394………………………………………………………………… 55
Лекция 6 Последовательный и параллельный порты. …………………………… ..56
6.1 Параллельные интерфейсы ……………………………………………………… …57
6.1.1. Интерфейс Centronics и LPT-порт ………………………………………… ………57
6.1.2 Интерфейс Centronics …………………………………………………… ………..57
6.1.3 Традиционный LPT-порт ……………………………………………… …………57
6.1.4 Расширения параллельного порта …………………………………………………58
6.1.5 Стандарт IEEE 1284 ………………………………………………………………..58
6.1.6 Физический и электрический интерфейсы ………………………………………...59
6.1.7 Развитие стандарта IEEE 1284 …………………………… ……………………..60
6.1.8 Конфигурирование LPT-портов ……………………………………………………60
6.2 Последовательные интерфейсы …………………………………………………….61
6.2.1. Способы последовательной передачи ……………………………………………...62
6.2.2 Интерфейс RS-232C ………………………………………………………………..65
6.2.3 Электрический интерфейс …………………………………………………………65
6.2.4 СОМ-порт ………………………………………………………………………… .65
6.2.5 Использование СОМ-портов …………… ……………………………………… 65
6.2.6 Ресурсы и конфигурирование СОМ-пор …………………………………………. 66
Лекция 7 Жесткий диск……………… ……………………………………………… 68
7.1 Что такое жесткий диск………… …………………………………………………68
7.2 Принципы работы накопителей жестких дисках……………………………………69
7.3 Дорожки и секторы…………………………………………………………………. .71
7.4 Форматирование дисков ……………………………………………………………..71
7.4.1 Форматирование низкого уровня……………………………………………………...72
7.4.2 Организация разделов на диске………………………………………………………..74
7.5 Форматирование высокого уровня. ……………………………………………………..75
7.6 Основные узлы накопителей на жестких дисках………………………… ……...75
7.7 Диски………………………………………………………………… ………….76
7.8 Плата управления…………………………………………………… ……………...77
7.9 Характеристики накопителей на жестких дисках…………… ………………….77
7.10 Деление жесткого диска на логические части………………………………………78
Лекция 8 Приводы СD – ROM…………………………………………… ………79
8.1 Компакт-диски и устройства для работы с ними………………………… ………..79
8.2 Физическое устройство CDROM Drive……………………………… ……………81
8.3 Устройства для записи на CD……………………………………… ……………82
8.4 DVD – диски. …………………………………………………… ……………….83
8.4.1 История DVD…………………………………………………………………… .83
8.4.2 Спецификации DVD………………………………………………………………83
8.5 Подключение CD-ROM, CD-R, CD-RW, DVD-ROM………………………………85
8.6 Форматы записи использующиеся в CD-ROM…………………………………….85
8.7 Дисковод гибких дисков………………………… ……………………………….86
8.8 Устройство дискеты……………………………………………………… ………87
Лекция 9 Электронная память……………………………………………………….89
9.1 Классификация электронной памяти ……………………………… …………….90
9.1.1 Основная, или оперативная, память …………………………… ………………..90
9.1.2 Кэш-память………………………………………………… ……………………90
9.1.3 Постоянная память……………………………………………………… ……….90
9.1.4 Полупостоянная память…………………………………………… …………...91
9.1.5 Буферная память ……………………………………………… ………………..91
9.1.6 Внешняя электронная память ……………………………… …………………..91
9.2 Быстродействие и производительность памяти…………… …………………….91
9.3 Пакетный режим передачи данных……………………… ……………………….92
9.4 Параметры памяти…………………………………… …………………………… 92
9.5. Обнаружение и исправление ошибок…………………………………… ………...93
9.6 Организация памяти………………………………………………………… ……94
9.7 Динамическая память………………………………………………………… …..94
9.7.1 Регенерация……………………………………………………………… ……..94
9.7.2.Типы динамической памяти…………………………………………… ………...95
9.7.3 Модули динамической памяти…………………………………… …………….97
9.8 Статическая память …………………………………………… ………………...103
9.9 Энергонезависимая память………………………………… ……………………103
9.10 Флэш-память и EEPROM…………………………… ………………………….105
Лекция 10 Мониторы и видеоадаптеры……………………………………………….106
10.1 Мониторы…………………………………………… …………………………..106
10.1.1 Основные принципы устройства CRT – монитора ………………… ……107
10.1.2 Различные типы CRT трубок…………………………………………………..108
10.2 Жидкокристаллические мониторы (LCD). . ………………………………..109
10.3 Прочие интересные технологии мониторов ……………………………………..111
10.3.1 Плазменные мониторы.. ……………………………………………………….111
10.3.2 FED мониторы………………………………………………………………….112
10.4 Основные параметры монитора………………………………………………….112
10.5 Типы видеоадаптеров……………………………………………………… ….114
10.6 Компоненты видеосистемы………………………………………………… …116
10.7 Видеодрайвер………………………………………………………………… …117
Лекция 11 Звуковые карты……………………………………………………… ..117
11.1 Общие сведения………………………………………………………………… 118
11.2 Спецификация РС’99………………………………………………………… ...118
11.3 Современные минимальные требования……………………………………… ..119
11.4 Аналоговые звуковые карты…………………………………………………… .119
11.5 Цифровые технологии в звуковых картах. ……………………………………... 120
11.6 Аудиокодек АС'97…………………………………………………………… …121
11.7 Цифровой интерфейс AC-Link …………………………………………… ……122
11.8 Область применения звуковых плат……………………………………… ……123
11.9 Разъемы звуковых плат………………………………………………… ……….123
11.10 Таблично-волновой синтезатор…………………………………… …………126
11.11 Сжатие данных………………………………………………………………….126
11.12 Многофункциональные сигнальные процессоры………… …………………127
11.13 Распознавание речи………………………………………… ………………...127
Лекция 12 Устройства ввода………………………………… ……………………128
12.1 Клавиатуры………………………………………………………………………129
12.1..2 Расширенные 101- и 102-клавишная клавиатуры……………………………..129
12.1.3 104-клавишная Windows-клавиатура………………………… ……………...130
12.1.4 Клавиатуры для порта USB…………………………………………………….131
12.1.5 Портативные клавиатуры………………………………… ………………….132
12.1.6 Интерфейс клавиатуры………………………………… …………………….132
12.1.7 Эргономичные клавиатуры………………………… ………………………..133
12.1.8 Мультимедийные и Web-клавиатуры………………………………… ……..133
12..2 Мышь……………………………………………………………… …………134
12..2.1 Интерфейсы мыши ………………………………………… ……………..136
12.3 Устройство Track Point II/III………………………………… …………………136
12.4 Беспроводные устройства ввода данных………………… ……………………137
12.5 Сканеры……………………………………………… ……………………… 138
12.5.1 Ручные сканеры…………………………………………………… …………138
12.5.2 Листопротяжные сканеры……………………………………… ……………138
12.5.3 Настольные (планшетные) сканеры………………………… ………………139
12.5.4 Сканеры для слайдов…………………………………… …………………....140
12.5.5 Барабанные сканеры. ……………………………… ………………………...140
Лекция 13 Устройства вывода………………………… …………………………...141
13.1 Принтеры………………………………………… ………………………… ….141
13.1.1 Матричные игольчатые принтеры…………………………………… ………142
13.1.2 Термопринтеры…………………………………………………… ………….143
13.1.3…Струйные принтеры…………………………………………………… …….145
13.1.4 Лазерные принтеры…………………………………………………………… 147
13.1.5 Твердочернильные принтеры……………………………………………… …149
13.2 Плоттеры…………………………………………………………………………150
13.3 Форматы данных……………………………………………………………… 151
Лекция 14 Блоки питания…………………………………………………… 153
14.1 Назначение и принципы работы блоков питания……………………… …..153
14.2 Внутренняя проверка блока питания……………………………………… …...154
14.3 Разъемы питания системной платы………………………………… ……..155
14.4 Разъемы питания периферийных устройств………………………… ………156
14.5 Мощность блоков питания…………………………………………… ……….159
14.6 Усовершенствованная система управления питанием……………… …………159
14.7 Источник резервного питания (SPS)……………………………… ……………160
14.8 Источник бесперебойного питания (UPS)……………………………………….160
14..9 Батареи RTC/NVRAM…………………………………………………………..161
Лекция 15 Портативные компьютеры………………………………………………..162
15.1 Лэптоп (Laptop)…………………………………………………………………..163
15..2 Ноутбук (Notebook)……………………………… ……………………………164
15.3 Субноутбук (Subnotebook) …………………… ……………………………….164
15.4 Палмтоп (Palmtop……………………… ……………………………………164
15.5. Дисплеи……………………………… ………………………………………..165
15.5.1 Жидкокристаллический дисплей … ………………………………………….165
15.5.2 Дисплеи двойного сканирования…………………………………… ……….167
15.5.3 Активно-матричные дисплеи…………………………………… ………… 167
15.6 Процессоры…………………………………………………… ……………….168
15.7 Память……………………………………………………… …………………..169
15.8 Жесткие диски………………………………………… ………………………..170
15.9 Съемные носители………………………………… ……………………………..171
15.10 PC Card (PCMCIA)………………………… ………………………………….172
15.11 Клавиатуры…………………………………………………………… ………..172
15.12 Позиционирующие устройства………………………………… ……………..173
15.10 Батареи……………………………………………………… …………………173
15.14 Компьютерная периферия……………………………… …………………….175
В лекции "Вопрос 1" также много полезной информации.
15.14.1 Внешние дисплеи………………………………… ………………………….175
15.14.2 LCD-проекторы……………………………… ………………………………176
15.14.3 Телевизионный выход…………………………………………………………176
15.14.4 Стыковочная станция…………………………………………………………177
15.14.5 Связь…………………………………………………………………………...177