Внутренние и периферийные устройства ПК

Введение

Основой персональной техники стала изобретенная еще в 1959 году сотрудниками фирмы Texas Instruments интегральная микросхема - полупроводниковое устройство, содержащее на одном кристалле (чипе) в то время всего 6 эквивалентных транзисторов. Разработка новых микросхем и процесс их производства постоянно совершенствуется, и в 1969 году фирма Intel выпустила ми

кросхему памяти емкостью 1 Кбит, а в 1971 году - первый микропроцессор. Вслед за этим, уже в 1973 году появились микропроцессорные комплекты, позволяющие промышленно изготавливать на одной печатной плате персональные компьютеры.

Первый персональный компьютер Altair был выпущен фирмой MITS в 1975 году, однако его технические параметры были очень низки: оперативная память, например, всего 256 байт. Фирма IBM также в 1975 году выпустила прототип персонального компьютера - модель 5100 с 16 Кбайт оперативной памяти, встроенным интерпретатором BASIC и внешним накопителем на кассетном магнитофоне. Однако стоимость такого устройства была слишком высока (9000$) для персонального использования массовым потребителем.

Собственно массовое распространение персональных компьютеров началось с выпущенной в 1976 году вновь образованной фирмой Apple Computer модели Apple 1 стоимостью всего 695$. Правда, компьютеров первой модели было произведено совсем немного (около 300). Однако следующая модель Apple 2 в 1977 году получила большую популярность (их было продано порядка 3 млн. штук) и именно их имеет смысл считать первыми персональными компьютерами первого поколения. Для этих компьютеров была разработана фирмой DR (Digital Research) операционная система CP/M.

В конце 1980 года фирма IBM решила завоевать быстро растущий рынок РС и создала специальную группу из 12 человек, предоставив им большие полномочия, вплоть до закупки и использования разработок других фирм (что ранее в фирме было категорически запрещено). При таких льготных условиях модель IBM PC была разработана в течение 1 года. Для разработки операционной системы для своего компьютера фирма IBM обратилась к разработчику первой операционной системы для РС фирме DR, однако, та не заинтересовалась данным проектом и за разработку операционной системы для IBM PC взялась маленькая фирма из Сиэтла Microsoft (MS).

За пятнадцатилетний период со времени выхода первых IBM - совместимых персональных компьютеров произошли существенные изменения как в области технических, так и программных средств. Быстродействие компьютеров увеличилось более чем в 200 раз, оперативная память увеличилась более чем в 30 раз, емкость накопителя на жестком магнитном диске увеличилась более чем в 50 раз и т.п.

Актуальность данной курсовой работы связана с тем, что в последнее время появились совершенно новые устройства, например, компакт-диски с памятью только для чтения (CD-ROM), компакт-диски с однократной записью (CD-R) и т.п. Развитие компьютерных средств идет так быстро, что всего через 1-2 года необходимо производить полную замену как технических, так и программных средств (в связи с этим для некоторых категорий предприятий срок амортизации средств компьютерной техники снижен с 8-10 лет до 2 лет).

Цель курсовой работы - систематизация, накопление и закрепление знаний о внутренних и периферийных устройствах ПК.

1. Внутренние устройства ПК

1.1. Микропроцессор

Центром вычислительной системы является ее процессор. Это основное звено, или "мозг" компьютера. Именно процессор обладает способностью выполнять команды, составляющие компьютерную программу. Персональные компьютеры строятся на базе микропроцессоров, выполняемых в настоящее время на одном кристалле (чипе).

IBM PC начинались с микропроцессора 8086 фирмы Intel (точнее, с его ослабленной и удешевленной версии 8088 и 8-разрядной шиной для PC XT (eXTended)). Затем появились компьютеры серии PC AT (Advanced Technology) 80286, 80З86, 80486 (общее обозначение - 80х86) с 16-разрядной шиной. После чего Intel изменила систему обозначений, и вместо 80586 возник Pentium. Следующий процессор при разработке обозначался Р6 и на рынке ожидался под именем Hexium (от греч. «гекса» - шесть), но появился в продаже как Pentium Pro - в знак того, что принципиально от Pentium не отличается, только заметно лучше.

Каждая новая модель умеет много нового - и лучше выполняет старое. С каждым усовершенствованием растет частота тактовых импульсов, синхронизирующих работу всего компьютера (см. Приложение 4).

Внутреннее устройство процессоров непрерывно совершенствуется, и каждый следующий тратит на одну и ту же работу вдвое меньше тактов, чем предыдущий. В 8088 одна команда занимала 5-15 тактов, в Pentium - 0,5-1 (внутреннее дублирование схем позволяет ему выполнять несколько команд одновременно). Поэтому с точки зрения производительности микропроцессора, т. е. сколько он выполняет миллионов операций в секунду (MIPS - Million Instruction Per Second), каждое его следующее поколение даже при одной и той же тактовой частоте работает быстрее.

При переходе от одного поколения микропроцессоров к другому разработчики стремились сохранить набор основных команд, чтобы обеспечить преемственность и совместимость. При этом в формировании набора команд микропроцессора наметилось два направления. С одной стороны, программисту очень удобна машина, выполняющая одной командой какую-нибудь сложную операцию, например, команду извлечения квадратного корня. Но чем сложнее команды, тем сложнее схемы и дороже процессор. Поэтому программисты уже давно определили, какого минимального набора команд достаточно, чтобы программы из них было легко и удобно строить. А инженеры разработали схемы быстрого выполнения именно таких удобных команд. Программа, составленная из подобных простейших команд, - длиннее. Однако она исполняется настолько быстро, что в целом, все равно, ее исполнение занимает меньше времени. Кроме того, легче учесть взаимовлияние простых команд. Значит, проще оптимизировать программу, а затем эту оптимизацию автоматизировать.

Две противоположные тенденции, именуемые CISC - Complex Instruction Set Computer – «компьютер с полным набором команд» и RISC - Reduced Instruction Set Computer – «компьютер с ограниченным набором команд», конкурируют давно. Как правило, любые новые достижения инженеров реализуются в ограниченном наборе (RISC), а по мере совершенствования переходят в полный (CISC) набор, как было с микропроцессорами 80х86.

Необходимо отметить еще одну важную особенность. Если команды просты, то легко определить, какие из них для каких поставляют исходные данные, и переупорядочить команды так, чтобы те из них, которые не влияют друг на друга, выполнялись одновременно, поэтому сейчас основные изготовители микропроцессоров ориентируются на RISC.

В 1997 году начат выпуск новых ММХ - процессоров (MultiMedia Extensions), обеспечивающих поддержку мультимедийных приложений «изнутри». Поскольку практически все мультимедийные данные представляются короткими 8-битными последовательностями, то для ускорения работы процессора в него добавили еще один конвейер для их упаковки в 64-битную пачку за счет введения в набор команд специальных 57 мультимедийных команд. Дополнительный блок обработки мультимедиа разгружает ядро процессора и снимает часть нагрузки видео и аудиокарт и средств телекоммуникации. Результаты тестов показали, что при выполнении традиционных приложений процессоры Pentium ММХ оказались на 10 - 15% производительнее прежних Pentium, а для программ, использующие ММХ - команды, - в 1,5 - 2,5 раза лучше. Однако использование этих команд приводит к новой переработке всего программного обеспечения, которое нельзя будет использовать на не мультимедийных процессорах (что, вообще говоря, заставляет купить новый компьютер).

 Скачать реферат