Элементы организации основных блоков компьютера

Центральным устройством большинства вычислительных систем является компьютер. Компьютер - это электронный прибор, работающий по программе и предназначенный для автоматизации создания, хранения, обработки и транспортировки данных.

Классификация компьютеров:

• Большие ЭВМ

• Мини-ЭВМ

• Персональные компьютеры

  • Настольные

  • Портативные (ноутбуки)

  • Карманные (палмтом)

Состав классического персонального компьютера (базовая конфигурация):

• системный блок

• монитор

• клавиатура

• и мышь.

Системный блок представляет собой основной узел компьютера. В нем размещены устройства, называемые внутренними.

Дополнительные устройства, предназначенные для ввода, вывода и хранения данных, называют внешними или периферийными.

1. Внутренние устройства компьютера, их характеристика.

Процессор (обработчик) - представляет собой выращенный по специальной технологии кристалл кремния, который содержит множество отдельных элементов – транзисторов.

Основными параметрами:

• Разрядность процессора показывает, сколько бит данных он может принять и обработать в своих регистрах за один раз (за один такт). Современные процессоры семейства Intel Pentium являются 32-разрядными.

• Рабочая тактовая частота определяет скорость, с которой осуществляются операции в процессоре. Измеряется в Мегагерцах.

• Размер кэш-памяти. Кэш-память — это «сверхбыстродействующая» память, расположенная внутри процессора, позволяющая снизить количество обращений процессора к значительно более медленной оперативной памяти. Кэш-память современных процессоров имеет объем в несколько десятков Кбайт.

Кроме этого процессоры характеризуются:

• Поколением. Процессор, установленный в ПК, определяет его тип. За многолетнюю историю процессоров фирмы Intel сменилось 8 поколений: 8088, 286, 386, 486, Pentium, Pentium II, Pentium III, Pentium IV. Новые ПК имеют процессоры моделей Intel Pentium III, Intel Pentium IV. Кроме процессоров фирмы Intel широкое распространение получили процессоры Athlon фирмы AMD.

• Частотой системной шины. Этот параметр связан с материнской платой. Шиной называется та аппаратная магистраль, по которой проходят от устройства к устройству данные. Чем выше частота шины – тем больше данных поступает за единицу времени к процессору. Частота системной шины напрямую связана с частотой самого процекссора через так называемый «коэффициент умножения». Процессорная частота – это и есть частота системной шины, умноженная процессором на некую заложенную в нем величину. Например, частота процессора 500 Мгц – это частота системной шины в 100 Мгц, умноженная на коэффициент 5.

• Форм-фактором. По типу исполнения процессора, его внешнего вида и способа подключения к материнской плате различают:

• Процессоры 1-го типа «все в одном» (тип разъема «сокет») – все элементы процессора расположены на одном кристалле кремния;

• Процессоры 2-го типа – кэш-память 2-го уровня выносится за пределы процессора (тип разъема «слот»).

Обычно в формате «слот» выпускаются пробные модели каждого нового поколения, позднее производители переходят на более компактный и дешевый формат «сокет».

Материнская плата

К этому устройству подключаются все комплектующие компьютера и периферийные устройства. Она состоит из коллекции разъемов для подключения отдельных устройств и шины – информационной магистрали, связывающей их воедино, а также из базового набора микросхем, чипсет, с помощью которого материнская плата осуществляет контроль над всем происходящим внутри системного блока.

Для подключения к компьютеру различных устройств служат разъемы расширения или слоты (расположены внутри системного блока) и специальные разъемы, называемые портами (расположены на задней стенке системного блока). Именно к последним подключаются мышь, принтер, а также модем и другие внешние устройства. Порты разделяются на последовательные и параллельные.

Оперативная память

Предназначена для временного хранения данных, когда компьютер включен. Это та память, которая непосредственно работает с процессором, передавая в него данные и получая результаты обработки. В оперативной памяти хранятся как данные, так и программы, с которыми работает компьютер в текущий момент. Оперативная память, будучи сравнительно небольшой по объему (десятки мегабайт), обладает высоким быстродействием. Типичное время доступа к оперативной памяти составляет около 10 наносекунд. Обычно оперативная память выполнена в виде набора микросхем. При выключении компьютера информация, находящаяся в оперативной памяти, стирается.

Долговременная (внешняя) память

Относится к устройствам, предназначенным для долговременного хранения больших объемов данных и программ. Она имеет невысокое быстродействие, но очень большую емкость (тысячи мегабайт), и хранящаяся в ней информация не стирается при выключении компьютера. Долговременная память чаще всего реализуется на электромеханических устройствах с магнитной или оптической записью на дисках (дисководы). Существуют дисководы и соответственно носители информации на сменных, гибких магнитных дисках (дискеты), жесткие магнитные диски (винчестеры) и дисководы для компакт-дисков (CD-ROM).

Жесткий диск — основное устройство долговременной памяти, предназначенное для хранения постоянно используемых в работе программ и данных. Диск, выполненный из металлической или керамической пластины, вращается с высокой скоростью. Запись и считывание информации осуществляется магнитной головкой. К основным параметрам жестких дисков относятся емкость и производительность (среднее время доступа). В настоящее время емкость таких дисководов достигает нескольких десятков гигабайт (тысяч мегабайт), а среднее время доступа менее 10 мкс.

Дисководы гибких дисков используют гибкие магнитные диски (дискеты), которые применяются для оперативного переноса небольших объемов программ и данных с машины на машину и их хранения. Большинство компьютеров использует 3-дюймовые (89 мм) дисководы и дискеты емкостью 1,44 Мбайт. Гибкие диски считаются малонадежным носителем информации, поэтому их нельзя использовать в качестве основного и единственного средства хранения информации.

Дисковод компакт-дисков CD-ROM — постоянное запоминающее устройство на основе компакт-диска. Считывание записи осуществляется оптическим способом. Стандартный компакт-диск имеет емкость около 650 мегабайт.