Структура и характеристика системного блока

Системная (материнская) плата

На материнской плате обычно располагаются следующие устройства:

· процессор - основная микросхема, выполняющая математические и логические операции;

· оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) - набор микросхем, предназначенных для временного сохранения данных, пока включен компьютер;

· постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) - микросхема, предназначенная для долговременного хранения данных, даже при отключенном компьютере;

· шина - магистраль, по которой происходит обмен сигналами между внутренними устройствами компьютера;

· разъемы для подсоединения дополнительных устройств (слоты) и др.

Процессор

Основная микросхема компьютера, в которой производятся все вычисления.

В состав МП входят:

1. устройство управления (УУ) – формирует и подает во все блоки машины в нужные моменты времени определенные сигналы управления (управляющие импульсы;

2. арифметико-логическое устройство (АЛУ) – предназначено для выполнения всех арифметических и логических операций над числовой и символьной информацией;

3. регистровая память (МПП)- служит для кратковременного хранения, записи и выдачи информации, непосредственно используемой в вычислениях в ближайшие такты работы машины. Эта память состоит из ячеек, которые называются регистрами. Регистры – быстродействующие ячейки памяти различной длины. Обработка информации происходит только в регистрах процессора.

Основными характеристиками процессоров являются: разрядность, тактовая частота, модель (тип).

Разрядность процессора показывает, сколько бит данных он может принять и обрабатывать в своих регистрах за один раз (за один такт). Чем больше это количество, тем больше информации в единицу времени может быть обработано. Разрядность процессора зависит от разрядности регистров его собственной памяти, в которых размещаются обрабатываемые данные, поступившие из внутренней памяти (информация между процессором и внутренней памятью передается целыми машинными словами).

Первые процессоры семейства х86 были 16-разрядными. Современные процессоры семейства Intel Pentium являются 32 и 64-разрядными.

Тактовая частота показывает, сколько элементарных операций (тактов) микропроцессор выполняет в одну секунду. Исполнение каждой команды занимает определенное количество тактов. Чем больше тактов выполняется в единицу времени, тем выше скорость работы компьютера. Таким образом, тактовая частота – количество тактов в секунду – является одной из важнейших характеристик процессора. Она измеряется в мегагерцах (МГц), гигагерцах (ГГц). В компьютере тактовые импульсы задает одна из микросхем – генератор тактовых импульсов. Генератор тактовых импульсов с определенной частотой вырабатывает специальные сигналы – тактовые импульсы, поступающие на устройства компьютера и таким образом синхронизирует их работу. Частота генерируемых импульсов определяет тактовую частоту машины.

Частота генерируемых импульсов является одной из основных характеристик ПК и во многом определяет скорость его работы, ибо каждая операция в машине выполняется за определенное количество тактов.

Чем выше частота тактов, поступающих на процессор, тем больше команд он может исполнить в единицу времени, тем выше его производительность. Первые процессоры х86 могли работать с частотой не более 4, 7 МГц, а сегодня тактовые частоты уже превосходят несколько миллионов тактов в секунду (МГц) и даже несколько миллиардов тактов в секунду (ГГц).

Модель. Определяется фирмой изготовителем. Известные модели: Intel80386, Intel80486, Intel Pentium, Intel Pentium Pro, Intel Pentium 2, Intel Pentium 3, Intel Pentium 4, Intel Celeron, Intel Xeon, а также микропроцессоры фирм AMD Duron, AMD Athlon, Cyrix и др.

Внутренняя память

Внутренняя память реализуется в виде микросхем. Высокая скорость обмена сигналами с процессором, что обеспечивает быстрый доступ к хранимой информации. Ёмкость внутренней памяти невелика в сравнении с ёмкостью внешних носителей информации. В составе внутренней памяти выделяют оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) и постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), кэш-память, CMOS-память.

Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ)

Это устройство, предназначенное для хранения выполняющихся в текущий момент времени программ, а также данных, необходимых для их выполнения. Это набор микросхем, предназначенных для временного хранения данных, когда компьютер включен. В ОЗУ хранится текущая информация (то есть программа и данные) по решаемой задаче, причем она может как считываться, так и записываться. Зависит от источника питания, содержимое исчезает при его отключении. Объем оперативной памяти влияет на производительность компьютера. Современные программы требуют оперативной памяти сотни мегабайтов.

Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ)

ПЗУ предназначено для хранения информации, к которой необходим быстрый доступ, но нет возможности с каждым новым включением загружать ее в ОЗУ. Такая информация записывается в ПЗУ в заводских условиях и в дальнейшем может быть только прочитана.

Кэш-память

Специальная сверхбыстродействующая память небольшого объема (128-512 Кбайт), которая располагается как бы «между» микропроцессором и оперативной памятью и хранит копии наиболее часто используемых участков оперативной памяти. При обращении микропроцессора к памяти сначала производится поиск нужных данных в кэш-памяти. Поскольку время доступа к кэш-памяти в несколько раз меньше, чем к обычной памяти, а в большинстве случаев необходимые микропроцессору данные уже содержатся в кэш-памяти, среднее время доступа к памяти уменьшается.

CMOS-память

Это микросхема памяти для хранения параметров конфигурации компьютера. Эта память выполнена по специальной технологии «CMOS», обладающей низким электропотреблением. Содержимое CMOS-памяти не изменяется при выключении электропитания компьютера. Микросхема памяти CMOS постоянно питается от небольшой батарейки, расположенной на материнской плате.

Устройства внешней памяти

К ним относятся накопители на магнитных и оптических дисках, электронные устройства внешней памяти – флэш-память. Их функция – обеспечить чтение и запись информации на внешние носители. Если накопитель работает с дисками, то его называют дисководом. Например, дисковод жестких дисков, дисковод гибких дисков, дисковод компакт-дисков.

Встроенные в системном блоке магнитные диски вместе с дисководом жестких дисков называются винчестером. Это очень важная часть компьютера, поскольку именно здесь хранятся все необходимые для работы компьютера программы. Чтение и запись на жесткий диск производится быстрее, чем на все другие виды внешних носителей, но все-таки медленнее, чем в оперативную память. На современных ПК устанавливают жесткие диски на сотни гигабайтов. Они представляют собой систему, состоящую из механического привода, головок чтения/записи, нескольких носителей и контроллера, обеспечивающего работу всего устройства и передачу данных. Магнитная головка (несколько магнитных головок в специальном позиционере) является одной из наиболее важных частей устройства. Конструкция магнитных головок постоянно совершенствуется. Носитель информации состоит из нескольких дисков, каждый из которых имеет две рабочих поверхности. При записи информации используются магнитные свойства слоя, нанесенного на поверхность. Диски закреплены на шпинделе двигателя. Скорость вращения дисков может быть 3600, 4500, 5400, 7200, 10000, 12000 об/мин. С увеличением скорости вращения дисков увеличивается производительность всей системы. Каждая поверхность любого из дисков разбивается на отдельные дорожки. Дорожки на одной вертикали на всех поверхностях образуют цилиндр. Дорожка разбивается на секторы. Доступ к необходимой информации осуществляется по номеру дорожки, номеру цилиндра, номеру сектора. Плотность записи на внешних секторах меньше, чем на внутренних секторах. Среди характеристик, определяющих производительность винчестера, можно выделить следующие: среднее время доступа, которое определяется временем позиционирования магнитных головок на дорожке и временем ожидания сектора, и скорость обмена данными, которая в основном зависит от используемого интерфейса.

Гибкие магнитные диски (дискеты) служат для хранения программ и данных небольшого объема и удобны для перенесения информации с одной ПЭВМ на другую.

На рабочей поверхности диска (дискеты) по концентрическим окружностям, размещенным на определенном расстоянии от центрального отверстия, записываются данные. Стандартный формат дискеты имеет 80 концентрических дорожек. Каждая дорожка разделена на 18 частей, называемые " секторами". Секторы представляют собой основную единицу хранения информации на дискете. При чтении или записи устройство всегда считывает или записывает целое число секторов независимо от объема запрашиваемой информации, которые называют кластерами.

Емкость таких дисков 1, 44 Мбайт. Операции чтения/записи осуществляются контактным способом, когда магнитная головка для чтения/записи соприкасается с поверхностью диска, перемещаясь по радиусу. Во время работы диск вращается. В каждом фиксированном положении головка взаимодействует с круговой дорожкой. На эти дорожки и производится запись двоичной информации. На дорожки диска записывается двоичный код: намагниченный участок – единица, ненамагниченный – нуль. При чтении с диска эта запись превращается в нули и единицы в битах внутренней памяти.

Устройства CD-ROM используют оптические диски емкостью до 700 Мбайт. Носитель представляет собой диск со светоотражающим слоем на одной стороне, на которой хранится информация. На диск нанесена спиралевидная дорожка от центра к краю диска, состоящая из отражающих и не отражающих свет точек. Считывание производится лазерным лучом. Сначала появились оптические диски, на которые информация записывается только один раз в заводских условиях. Диски CD-R с возможностью записи позволяют однократно записывать информацию на диски пользователем. Луч лазера прожигает пленку на поверхности диска, меняя его отражательную способность. Перезапись невозможна. Диски CD-RW позволяют делать многократную запись на диск. Здесь используется свойство рабочего слоя переходить под действием лазерного луча в кристаллическое или аморфное состояние, имеющие разную отражательную способность. Диск DVD (Digital Versatile Disc) - цифровой универсальный диск. Предназначен для хранения видео, аудио высокого качества, компьютерной информации большого объема. Односторонние однослойные DVD имеют емкость 4, 7 Гбайт информации, двухслойные - 8, 5 Гбайт; двухсторонние однослойные вмещают 9, 4 Гбайт, двухслойные - 17 Гбайт.

Электронное устройство флэш-память используется для чтения и записи информации в файловом формате. Это энергонезависимое устройство. Обладает гораздо большим информационным объемом (сотни и тысячи мегабайтов) по сравнению с дисками. Его устанавливают в USB – порт материнской платы.

Контроллеры

Для работы компьютера необходим обмен информацией между оперативной памятью и внешними устройствами. Такой обмен называется «вводом-выводом».

Для каждого внешнего устройства в компьютере имеется электронная схема, которая им управляет. Эта схема называется контроллером, или адаптером (от английского «controller» -«контролёр», «управляющий»). Существует контроллер дисковода, контроллер монитора, контроллер принтера и др. Некоторые контроллеры могут управлять сразу несколькими устройствами.

Одним из контроллеров, которые присутствуют почти в каждом компьютере, является контроллер портов ввода-вывода. Эти порты бывают следующих типов:

· параллельные (обозначаемые LPT1-LPT4), к ним обычно подключают принтеры;

· последовательные (COM1-COM3), через которые обычно подсоединяют мышь, модем и др.;

· usb – порт (цифровые устройства, электронное устройство - флэш – память и др.)

⇐ Предыдущая 123 4 5 6 7 8 9 Следующая ⇒