Внутренние устройства системного блока

Внутренние устройства системного блока
1. Процессор
В современных компьютерах устройство управления и арифметико-логическое устройство
обычно объединены в один блок, называемый процессором. Кроме того, в этот блок входят
тактовый генератор, сопроцессор и кэш.
1. Устройство управления
Устройство управления позволяет управлять всем ходом вычислительного и логического
процесса в компьютере. Это «мозг» компьютера, который контролирует все его действия.
2. Арифметико-логическое устройство
В АЛУ производится непосредственная обработка данных. Данные обрабатываются в двоичном
представлении. АЛУ умеет выполнять только определенный набор простейших операций:
• арифметические операции;
• логические операции (сравнения, проверки условий);
• операции пересылки (из одной области памяти в другую).
3. Тактовый генератор
Тактовая частота – это то количество элементарных операций (тактов), которые
процессор может выполнить в течение секунды. Измеряется в ГГц.
4. Сопроцессор
Дополнительный блок для самых сложных математических вычислений, в том числе с
плавающей точкой (запятой). Активно используется при работе с графическими и
мультимедийными программами.
5. Кэш-память
Современный процессор имеет такое высокое быстродействие, что информация из
Оперативной памяти не успевает своевременно доходить до него и Процессор простаивает. Чтобы
этого не происходило, в процессор встраивается специальная микросхема кэшпамяти. Это
относительно небольшая по объему (128 Кб — 2 Мб и более), но «сверхоперативная» память, в
которой хранятся наиболее часто используемые участки оперативной памяти (например,
результаты промежуточных вычислений).
К ведущим мировым фирмам по производству элементной базы компьютеров и прежде всего
процессоров относят: INTegreted ELectronics (Intel), Advanced Micro Devices (AMD), IBM,
Motorola. Именно они снабжают своей продукцией крупнейшие фирмы по производству
компьютеров, такие как Apple computer, Hewlett Packard (HP), IBM и др.
Основными характеристиками процессора являются:
• семейство процессора (Intel – Pentium и Celeron, AMD – Duron и Athlon)
• тактовая частота - максимальная частота тактового генератора процессора; измеряется в
современных компьютерах в Мгц или Ггц;
• разрядность процессора — характеризуется объемом информации, которую Процессор
обрабатывает за один такт в параллельном режиме (т.е. одновременно).
• количество процессоров (ядер)(май 2005 год – Pentium D и AMD X2)
Сайты:
 http://www.amdclub.ru
 http://www.infa.ru/process/
 http://www.ixbt.com/cpu.shtml
Быстродействие процессора зависит от его разрядности и частоты встроенного
генератора импульсов.
1
2. Материнская плата
Все перечисленные выше компоненты находятся в системном блоке компьютера и
размещаются на специальной плате, которую называют системной или материнской (от англ.
motherboard) платой.
Группы устройств, расположенных на материнской плате:
1. Набор разъемов и портов для подключения отдельных устройств.
2. Шина – информационная магистраль, связывающая все устройства воедино.
3. Базовый набор микросхем – «чипсет», с помощью которого материнская плата и
осуществляет контроль над всем происходящим внутри системного блока.
4. Микросхема BIOS.
5. Встроенные (или интегрированные) устройства.
Материнские платы различаются:
• по типу поддерживаемых процессоров и памяти;
• по размерам;
• по количеству устройств, находящихся на плате;
• по числу специальных разъемов (слотов) для подключения плат различных устройств;
• по типу чипсета.
В данный момент на рынке чипсетов выделяют трех лидеров: Intel, VIA (выпускает чипсеты для
обеих платформ, но больше для AMD), NVIDIA (для обеих платформ).
3. Оперативная память
Оперативная память (ОП) предназначена для хранения оперативной информации, необходимой
компьютеру в процессе выполнения конкретной задачи. В качестве информации могут выступать
данные отдельные команды, программы (набор команд), промежуточные и конечные результаты.
Любая информация представлена в ОП в двоичном виде. Часто вместо термина «оперативная
память» используется термин «оперативное запоминающее устройство» (ОЗУ или RAM).
Особенности ОЗУ (RAM):
1.
ОЗУ - относительно «небольшая» по объему и дорогая, но очень быстродействующая
память. В ней обычно хранится только часть информации (данные, программы), которая
необходима процессору для выполнения конкретного этапа работы в текущий момент
времени. Чем больше размер ОЗУ, тем выше вычислительная способность компьютера и
тем он дороже.
2.
Поскольку ОЗУ представляет собой набор микросхем, при выключении компьютера
из сети вся информация, находящаяся там, уничтожается (т. е. ОЗУ —
энергозависимая память).
Основными характеристиками ОЗУ (RAM) являются:
1.
емкость памяти — максимальное количество информации, которое может в ней
храниться; наиболее распространенные размеры современных модулей — 64, 128, 256,
512 Мб и 1 Гб;
2.
быстродействие памяти — время обращения к ячейке памяти. Определяется
временем считывания или временем чтения/записи порции информации в ячейку RAM.
Если старые модели обеспечивали среднее время записи в 60 нс (наносекунд), то
современные
модели работают со скоростью 7—12 нс.
Под записью информации в память понимается размещение ее в ячейку по указанному адресу.
При этом предыдущая информация, находившаяся там, стирается. Вновь записанная информация
хранится до тех пор, пока в данную ячейку не будет, записана новая информация или не исчезнет
электрический ток.
Под считыванием информации из памяти понимается выборка информации из ячейки с
указанным адресом. При этом копия передается из памяти в требуемое устройство, а сама
информация остается в ячейке. Таким образом, можно обращаться к ячейке для чтения сколько
угодно раз.
Физически ОП представляет собой плату, содержащую набор микросхем, которая
устанавливается на материнскую плату. В настоящее время наибольшее распространение
получили два вида ОП:
2
1) DIMM (Double In-line Memory Module) — модуль, имеющий 168 (SDRAM) или 180 (DDR)
контактов. Его устанавливают на современные компьютеры, начиная с Pentium II;
2) RDRAM, она же память Rambus — принципиально иной стандарт памяти, разработанный
компанией Rambus и не имеющий ничего общего ни с SDRAM, ни с DDR. В настоящее время
эта память пока весьма дорогая и используется крайне редко.
4. Постоянная память
Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) по быстродействию сравнима с ОЗУ, но
содержимое этой памяти наполняется на заводе при изготовлении компьютера («прошивается») и
не может быть изменено. Это «быстрая» память, которая используется только для чтения. Отсюда и
название ПЗУ — постоянное запоминающее устройство, или ROM — Read Only Memory
(память только для чтения). В ПЗУ компьютера хранятся программы и данные, загрузку которых
необходимо выполнять без обращения к диску. Набор таких программ принято называть BIOS
(Base Input Output System— базовая система ввода-вывода). Именно поэтому ПЗУ компьютера
чаще называют BIOS.
Особенности BIOS:
1. быстродействующая память предназначена только для хранения программ и данных,
используемых при загрузке и инициализации компьютера;
2. при выключении компьютера из сети информация в ПЗУ сохраняется, т. е. BIOS —
энергонезависимая память.
5. Звуковая карта
Первые десять лет в ПК звука не было!!!
1. Не требуется качественного звука, редко игры – купите системную плату со встроенной
звуковой картой. (Creative (Sound Blaster Live) – лучше, Realtek ALC850 - дешевле).
2. Вы – игроман, необходим качественный и объемный звук для звуковых эффектов.
Creative (Sound Blaster X-Fi 100-150 долл.).
3. Вы – меломан, необходима полупрофессиональная звуковая карта. Terratec или M-Audio.
4. Вы – профессиональный музыкант, нужна качественная видеокарта с наличием большого
количества каналов для подключения внешних источников звука, важен низкий уровень шумов
(от минус 120 дБ), наличие полноценных цифровых входов-выходов для соединения
компьютера с проф. аппаратурой. Дорогие модели Terratec или Apex.
6. Видеокарта
Главным «мозговым центром» любой видеоплаты является специализированный графический
чип, микросхема, которая объединяет в себе «подразделения», ответственные за работу с
обычной, двумерной, и игровой трехмерной графикой.
На сегодня существует два лидера:
1. Чипсеты NVIDIA (GeForce 6800/GeForce 7800) – лучший выбор для любителей игр.
2. Чипсеты ATI (Radeon x600/x800) – отличное качество работы с цветом, а также
дополнительные мультимедиа-возможности. Новые платы ATI оборудованы не только
видеовыходом, но и телетюнером и видеовходом. Лучшие для просмотра DVD –
лучший аппаратный видеодекодер.
Для формирования изображений видеоадаптер имеет собственную память, которая называется
видеопамятью (VRAM). Это набор микросхем, в котором записывается цвет каждой точки
изображения экрана.
7. Долговременные запоминающие устройства
- предназначены для долговременного хранения информации с целью ее дальнейшего
использования.
3
Основные характеристики ДЗУ:
 емкость памяти:
 быстродействие памяти.
ДЗУ работают более медленно, чем ОЗУ, но имеют значительно большую емкость. По способу
доступа к информации все ДЗУ можно разделить на два типа:
1) устройства прямого доступа;
2) устройства последовательного доступа.
ДЗУ прямого доступа
1) Накопители на магнитных дисках (НМД). Термин «прямой доступ» означает, что устройство
обеспечивает непосредственный доступ к требуемой информации. Существуют два типа НМД:
 НГМД – накопители на гибких магнитных дисках (FDD – Floppy Disk Driver). К
основным параметрам дискеты относятся ее диаметр и емкость. В настоящее время
распространены дискеты диаметром 3,5 дюйма и емкостью 1,44 Мб. Дискета является
съемным устройством, поэтому с ее помощью осуществляется не только хранение
информации, но и перенос информации с одного компьютера на другой.
 НЖМД – накопители на жестких магнитных дисках – винчестеры (HDD – Hard Disk
Driver). В настоящее время выпускаются винчестеры емкостью от 40 Гб до 300 Гб и
более.
2) Накопители на оптических дисках. Обычный оптический (лазерный) диск позволяет хранить
до 700 Мб информации. Устройство, обеспечивающее работу с оптическим диском принять
называть накопителем на оптических дисках или CD-ROM. В настоящее время существуют
следующие форматы:
 CD-ROM – позволяет читать записанный компакт диски емкостью до 700 Мб.
 CD-RW – обеспечивает чтение информации с компакт-дисков и запись информации на
пустой компакт-диск, допускающий однократную (CD-R) или многократную (CD-RW)
запись.
 DVD-ROM – позволяет читать информацию со специальных DVD-дисков; их отличие от
CD-дисков состоит в особой технологии записи-чтения информации, обеспечивающей
существенно больший объем хранимой на них информации (односторонний
однослойный диск – до 4,7 Гб, односторонний двухслойный – до 8,5 Гб, двусторонний
однослойный до 9,4 Гб, двусторонний двухслойный до 17 Гб ).
 DVD-RW – обеспечивает чтение и запись на DVD-диски.
3) Внешние накопители
 Флеш-накопители (2001 г.) и карты памяти.
a. Флеш-брелоки (32 – 2 Гб) – относительно невысокая цена, малый вес, высокая
надежность, стандартность. Хранят от 32 Мб до 2 Гб.
b. Compact Flash (128 Гб)– используются в профессиональных устройствах. Большая
емкость, наименьшая цена, но большой объем.
c. Multimedia Card (MMS 4 Гб) – компактные, быстрые карточки, применяются в
фотоаппаратах, цифровых плеерах, телефонах.
d. Memory Stick (256 Мб, Memory Stick Pro 2 Гб)– частный формат Sony.
e. eXtreme Digital (xD 8 Гб) – специфические карты, самые компактные и самые
дорогие (Olympus).
Считывать и записывать карты флеш-памяти можно несколькими способами. Самый
простой подключить к ПК устройство, в котором они используются, но многие устройства не
поддерживают быструю передачу данных. Лучше использовать универсальный картридер. Это
устройство подключается к порту USB 2.0, обеспечивая максимальную скорость передачи
данных.
 Мобильные винчестеры:
4
a. Mobile Rack (80-120 Гб, 50-60 долл.) – частичная мобильность – в корпус
компьютера необходимо установить специальные «салазки», подключенные к
обычному кабелю IDE, в которые и устанавливается винчестер. Недостатки:
«рэки» разных производителей несовместимы между собой, полсле установки
диска необходимо перезагружать компьютер.
b. ZIV-drive (10-100 Гб, Hyundai 2001 г.) – подключается к USB-порту и мало весит,
но дорого 5 долл. За 1 ГБ.
ДЗУ последовательного доступа
- в качестве устройств этого типа применяют накопители на магнитных лентах (НМЛ).
Носителем информации на них является магнитная лента. Их основной недостаток –
замедленный поиск информации. В современных условиях они используются только для
архивного хранения больших объемов информации. Сегодня в качестве ДЗУ последовательного
доступа используется стример – специальный магнитофон, записывающий информацию с
большой скоростью. Носителями информации для стримеров являются кассеты и ленточные
картриджи. Кассеты имеют объем до 60 Гб, картриджи – до 160 Гб.
8. Сетевое оборудование
1) Сетевая карта – обеспечивает подключение компьютера к локальной сети.
2) Модем – устройство для обмена информацией между компьютерами через телефонную
сеть. Модем позволяет преобразовать цифровую информацию в аналоговую и передавать
ее в виде обычного электрического сигнала по обычным телефонным каналам, наоборот,
принимать аналоговую информацию, преобразуя ее в цифровую информацию. Модемы
бывают внутренние и внешние.
3) Факс-модем – сочетает возможность модема телефакса.
5