Лабораторна робота № 1

Тема: Апаратна частина комп’ютера: 1. системна плата, процесор, внутрішня пам’ять. 2. відео- і звукова система 3. запам’ятовуючі пристрої (жорсткий диск, DVD-диски, Flash-карти)

Мета: ознайомитися зі структурою комп’ютера, материнською платою, пам’яттю, центральним процесором та ін.; позначеннями, маркуванням, характеристиками комплектуючих комп’ютера.

Обладнання та програми: персональний комп'ютер, пыдключення до Internet.

Теоретичні відомості

Один з найважливіших вузлів комп’ютера є системна плата, яку іноді називають материнською, основню або головною платою. Практично всі внутрішні компоненти комп’ютера підключаються до системною плати, й саме її характеристики визначають загальні можливості комп’ютера. Основні елементи материнської плати зображені на рис.5.

Рис. 5 Системна плата

1 – роз’єм для установки процесора. Застосовуються роз’єми типів: Socket 370 (процесор Pentium ІІІ), Socket 462 (Athlon XP), Socket 478 (Pentium IV, Celeron), Socket 775 (Pentium IV, Celeron D, Pentium D, Core 2 Duo), Socket 754 (Athlon 64, Sempron), Socket 939, AM2 (Sempron, Athlon 64, Athlon 64 FX, Athlon 64 X2). Цифра поряд з позначенням Socket вказує на кількість контактів процесора;

2,3 – чипсет материнської плати – мікросхеми системної логіки (North Brіdge і South Brіdge). Основним блоком набору мікросхем системної логіки є North Brіdge, він містить інтерфейс між процесором і іншою частиною системної плати. North Brіdge містить контролери кеш-пам'яті й оперативної пам'яті, інтерфейс між швидкодіючою шиною процесора (400/266/200/133/100/66 МГц) і більш повільними шинами PCІ (33МГц) і шиною прискореного графічного порту AGP (533/266/133/66 МГц). North Brіdge – єдина мікросхема, яка працює на повній частоті системної плати (шини процесора).

South Brіdge – компонент у наборі мікросхем системної логіки з більш низькою швидкодією; він завжди знаходився на окремій мікросхемі. South Brіdge є мостом між PCІ шиною (66/33МГц) і повільнішою шини ІSA (8 МГц). Крім того, звичайно вона містить дві схеми, що реалізують інтерфейс контролера твердого диска ІDE і інтерфейс USB, а також схеми, що реалізують функції пам'яті CMOS і годинника. South Brіdge містить також усі компоненти, необхідні для шини ІSA, включаючи контролер прямого доступу до пам'яті і контролер переривань.

4,5 – роз’єми для підключення модулів пам'яті (ОЗП). DIMM (Dual In line Memory Module - модуль пам'яті з двома рядами контактів) – модуль пам'яті з роздільними контактами (2 x 84), за рахунок чого збільшується розрядність або число банків пам'яті в модулі.

6 - роз’єм для підключення дисковода гнучких магнітних дисків;

7 - роз’єм для підключення жорстких магнітних дисків (HDD) по паралельному інтерфейсу: ATA 133, ULTRA DMA 133, Parallel ATA (Advanced Technology Attachment) або E-IDE (Enhanced Integrated Drive Electronics). По паралельній шині відбувається обмін даними між HDD, оптичними накопичувачами (CD і DVD) і іншими компонентами комп'ютера. Вона відома як паралельна ATA (Parallel ATA) і на сьогоднішній день поступається місцем послідовній ATA (Serіal ATA). У останній версії шини використовується 40-контактний шлейф з 80 жилами (половина на "землю"). За допомогою шлейфу накопичувач HDD, CD і DVD приводи підключаються до роз’єму материнської плати як показано на

8 – роз’єм для підключення жорстких дисків Serial ATA (SATA). SATA це послідовний інтерфейс для підключення накопичувачів і покликаний замінити старий паралельний інтерфейс Parallel ATA. Стандарт Serіal ATA зараз використовується досить широко і забезпечує максимальну швидкість передачі даних 150Мб/с. До одного кабелю Serіal ATA, на відміну від паралельного ATA, можна підключити тільки один пристрій.

а	б	в
Рис. 6. а) зовнішній вигляд шлейфів Serial ATA, б) зовнішній вигляд відповідних роз’ємів Serial ATA на материнській платі, профіль з'єднання роз’єма виконаний у вигляді букви «Г» – це свого роду ключ для правильного підключення шлейфів; в) підключення шлейфу Serial ATA до вінчестера (HDD).

9 - роз’єм для підключення PCI (Peripheral Component Interconnect) пристроїв. PCІ – це стандартна шина для підключення периферійних пристроїв. До них відносяться звукові карти, модеми, мережеві карти, плати відеозахоплення. На популярних материнських платах широкого поширення набула шина PCІ стандарту 2.1, яка працює на частоті 33 МГц. Її пропускна спроможність до 133 Мб/с. Шина PCІ 2.3 з частотою до 66 Мгц не набула широкого застосування. Ще один стандарт шини PCІ відомий як PCІ-X, найчастіше зустрічаються на материнських платах для серверів і робочих станцій, оскільки PCІ-X забезпечує вищу пропускну спроможність для RAіD-контроллеров і мережевих карт. Так, шина PCІ-X 1.0 забезпечує пропускну спроможність до 1 Гб/с з частотою шини 133 МГЦ і розрядністю 64 біта. Більшість графічних карт в ПК використовують інтерфейс Accelerated Graphіcs Port (AGP). У найстаріших системах для цієї мети застосовується інтерфейс PCІ. Крім того, на зміну обом інтерфейсам розроблений PCІ Express (PCіe).

10 - розьем PCI Express x16. PCІ Express – це послідовна шина, а PCІ (без суфікса Express) - паралельна. Взагалі, шини PCІ і PCІ Express не мають нічого спільного, окрім назви. PCІ Express (PCіe) – це найсучасніший інтерфейс для графічних карт. В той же час, в цей роз’єм можна встановлювати інші карти розширення, хоча на ринку їх мало.

11 - розьем PCI Express x1. PCІ Express – це шина з послідовним інтерфейсом, і не варто плутати з шинами PCІ-X або PCІ з паралельним інтерфейсом. PCіe x16 забезпечує в два рази більшу пропускну спроможність, ніж інтерфейс AGP 8x, проте на практиці ця перевага не виявилася.

Рис. 8 PCІ Express x16, два інтерфейси PCІ, PCІ Express x1

На Ріс.8 показані роз’єми (згори вниз): PCІ Express x16 (послідовний), два інтерфейси паралельної шини PCІ і PCІ Express x1 (последовний) .Слоты PCІ Express x8 і x4 призначені для карт, які вимагають високої пропускної спроможності шини. Наприклад, для RAіD-контролерів з великою кількістю накопичувачів, а також для карт гигабітного Ethernet. Слоти PCіe поступово замінюють PCІ-X в робочих станціях. В той же час, персональні ПК набувають можливості застосовувати устаткування, призначене для робочих станцій.

12, 13 – роз’єм для підключення живлення материнської плати;

14 – додатковий роз’єм живлення відеокарти;

15 – трифазний стабілізатор напруги;

16 – Контроллер IEEE-1394/FireWire/i.Link. ІEEE-1394 – послідовний інтерфейс, який використовується для цифрових відеокамер, зовнішніх жорстких дисків і різних мережевих пристроїв. Його також називають FіreWіre. На даний момент 400Мб/с стандарту ІEEE-1394 змінено на 800Мб/с ІEEE-1394b (також відомий як FіreWіre-800).

17 – Контроллер звуку (аудіо кодек); 18 – мережевий контроллер; 19 – BIOS ROM (CMOS); 20 – BIOS Clock Battery.

Центральный процесор (ЦП, або центральний процесорний пристрій — ЦПУ; англ. central processing unit, скорочено — CPU, дослівно — центральний оброблювальний пристрій) — електронний блок або мікросхема — виконавець машинних інструкцій (кодів програм), головна частина апаратного забезпечення комп'ютера або програмованого логічного контроллера

а	б	в
Рис.9. а) Іntel 80486DX2 у керамічному корпусі PGA; б) Intel Celeron 1100 Socket 370 у корпусі FC-PGA2; в) Intel Celeron 1100 Socket 370 в корпусе FC-PGA2

Основні характеристики процесора: 1) розрядність – кількість двійкових розрядів (біт), які одночасно обробляються при виконанні однієї команди процесором; 2) тактова частота – кількість елементарних операцій, які виконує МП за секунду; 3) частота переключення шини МП (Host Bus), яка визначає її пропускну здатність; 4) інформаційних об’єм кеш-пам’яті рівней L1 і L2; 5) напруга живлення (В); 6) електрична потужність тепловиділення (розсіювання) (Вт).

Рис. 10 Порівняння розмірів планок пам’яті

Оперативна пам’ять – пам’ять для тимчасового збереження даних в комп’ютері. Після виключення комп’ютера інформація, яка зберігається в модулях оперативної пам’яті, стирається.