Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Аппаратная конфигурация компьютера. Пособие по информатике для студентов
.pdf
5. Оперативная память.
Оперативная память – память для временного хранения данных
в компьютере, используется только, когда компьютер работает. От
объема и скорости оперативной памяти зависит быстродействие
компьютера.
Оперативная память – это
массив кристаллических ячеек,
способных хранить данные.
Основными характеристиками модулей оперативной памяти
являются:
Время доступа
Объем памяти
Время доступа (нс)- показывает, сколько времени необходимо
для обращения к ячейкам памяти – чем оно меньше, тем лучше.
Для современных двурядных модулей оно составляет 7-10 нс.
Объем памяти:
В наше время оперативная память достигла размеров- 8Гб.
Такие огромные размеры RAM связаны с тем, что стали выпускаться 2-
ядерные, 3-ядерные и 4-ядерные компьютеры.
В 2010 году на базе процессора Intel выпущен ПК «домашнего»
пользования, имеющий 6 Гб оперативной памяти (4-ядерный
компьютер). Компьютеры крупных организаций и фирм (Internet,
военные компьютеры) имеют еще большую RAM (10 Гб и более).
С точки зрения физического принципа действия различают два
вида памяти:
1. Динамическая память (DRAM)
Ячейки DRAM можно представить в виде микроконденсаторов,
способных накапливать заряд на своих обкладках. Оперативную
память необходимо «подзаряжать» постоянно, так как заряды ячеек
имеют свойства рассеиваться в пространстве и происходит утрата
данных через сотые доли секунды.
DRAM используют в качестве основной оперативной памяти
компьютера.
2. Статическая память (SRAM)
Ячейки SRAM можно представить как электронные микроэлементытриггеры, состоящие из нескольких транзисторов.
В триггере хранится не заряд, а состояние (включен/выключен),
поэтому этот тип памяти обеспечивает более высокое быстродействие.
Ячейки SRAM используются в качестве вспомогательной кэш-памяти.
Поскольку один триггер может запомнить только один разряд
двоичного кода, то для запоминания байта нужно 8 триггеров, для
запоминания килобайта, соответственно, 8 • 2
10
= 8192 триггеров.
Современные микросхемы памяти содержат миллионы триггеров.
6. Микросхема ПЗУ и система BIOS
ПЗУ – микросхема, предназначенная для длительного хранения
данных, в том числе и когда компьютер выключен.
В момент включения компьютера в его оперативной памяти нет ничего,
но процессору нужны команды, в том числе и в первый момент после
включения. Поэтому сразу после включения ПК на адресной шине
процессора выставляется стартовый адрес. Это происходит аппаратно,
без участия программ (всегда одинаково). Процессор обращается по
выставленному адресу за своей первой командой и далее начинает
работать по программам. Этот исходный адрес указывает на другой
тип памяти – (ПЗУ).
Программы, находящиеся в ПЗУ, называют «зашитыми» – их
записывают туда на этапе изготовления микросхемы.
Комплект программ, находящихся в ПЗУ, образует базовую систему
ввода-вывода (BIOS ). Основное назначение программ этого пакета
состоит в том, чтобы проверить состав и работоспособность
компьютерной системы и обеспечить взаимодействие с клавиатурой,
монитором, жестким диском.
Программы, входящие в BIOS, позволяют нам наблюдать на экране
диагностические сообщения, сопровождающие запуск компьютера, а
также вмешиваться в ход запуска с помощью клавиатуры.
7. Энергонезависимая память CMOS
Чтобы начать работу с другим оборудованием, программы, входящие в
состав BIOS, должны знать, где можно найти нужные параметры.
Специально для этого на материнской плате есть микросхема
«энергонезависимой памяти», называемая CMOS.
От ОЗУ она отличается тем, что ее содержимое не стирается во время
выключения компьютера, а от ПЗУ она отличается тем, что данные в
нее можно заносить и изменять самостоятельно, в соответствии с тем,
какое оборудование входит в состав системы.
В микросхеме CMOS хранятся данные о жестких дисках, о процессоре,
о некоторых других устройствах материнской платы.
Тот факт, что компьютер четко отслеживает время и календарь (даже и
в выключенном состоянии), тоже связан с тем, что показания
системных часов постоянно хранятся (и изменяются) в CMOS.
Программы, записанные в BIOS, считывают данные о составе
оборудования компьютера из микросхемы CMOS, после чего они могут
выполнить обращение к жесткому диску, и передать управление тем
программам, которые там записаны.
ОЗУ+ПЗУ: память нового поколения
Инженеры компании IBM создали прототип новой энергонезависимой
памяти, который благодаря своим быстродействию и
энергонезависимости может совместить в себе функции ОЗУ и ПЗУ.
В перспективе так называемая RacetrackMemory позволит считывать
или записывать произвольный бит информации всего за 20–32 нс.
Соответствующие показатели HDD составляют 100 000 нс.
Перспективы.
В итоге мы должны получить компьютер, в котором понятия
оперативной и постоянной памяти будут нераздельны.
Это значит, что операционной системе не придется при каждой
загрузке переносить данные с жесткого диска на ОЗУ, так как они не
будут стерты после выключения электропитания.
8. Шинные интерфейсы материнской платы.
Шина компьютера – это канал пересылки данных, используемый
совместно различными блоками системы.
Основу любого ПК составляет материнская плата и процессор. От
них зависит производительность всей системы.
На материнской плате для каждого устройства- клавиатуры,
дисководов и т. д. имеется управляющая электронная схема-адаптер
или контроллёр. Некоторые контроллёры могут управлять сразу
несколькими устройствами. Все контроллёры компьютера
взаимодействуют с процессором и оперативной памятью через
системную магистраль передачи данных, которая называется
системной шиной.
Магистраль (системная шина) включает в себя три многоразрядные
шины, которые представляют собой многопроводные линии :
шину данных
шину адреса
шину управления
К магистрали подключаются процессор и
оперативная память, а также периферийные устройства ввода,
вывода и хранения информации.
Функциональная схема компьютера.
Шина данных
По этой шине происходит копирование данных из оперативной памяти
в регистры процессора и обратно. В компьютерах, собранных на базе
процессоров Intel Pentium, шина данных 64-разрядная.
Адресная шина
Выбор устройства или ячейки памяти, куда пересылаются или откуда
считываются данные по шине данных, производит процессор.
Каждое устройство или ячейка оперативной памяти имеет свой адрес.
Адрес передается по адресной шине, причем сигналы по ней
передаются в одном направлении - от процессора к оперативной памяти
и устройствам (однонаправленная шина). У процессоров Intel Pentium
адресная шина 32-разрядная.
Шина команд
Для того чтобы процессор мог обрабатывать данные, ему нужны
команды. Он должен знать, что следует сделать с теми байтами,
которые хранятся в его регистрах. Команды поступают в процессор из
оперативной памяти, но из тех областей, где хранятся программы.
В большинстве современных процессоров шина команд 32-разрядная
(например, в процессоре Intel Pentium), хотя существуют 64- и даже
128-разрядные.
Основные характеристики шины компьютера:
разрядность передаваемых данных
скорость передачи данных.
современный стандарт- 32-битные с частотой 133MГц
Порты компьютера – разъемы на системном блоке, предназначенные
для подключения периферийных устройств, устройств манипуляторов и
устройств отображения. Порты бывают последовательные и
параллельные
Параллельные порты
Этот тип портов используется для подсоединения внешних устройств,
которым необходимо передавать большой объем информации на
близкое расстояние. К параллельному порту подключаются принтер,
сканер. Число параллельных портов у компьютера не превышает трех, и
они имеют соответственно логические имена LPТ1, LPT2, LPТЗ (от
англ. линия принтера).
Последовательные порты
Данный тип портов используется для подключения к системному блоку
мыши, модемов и многих других устройств. Через такой порт идет
последовательный поток данных по 1 биту. Это можно сопоставить с
тем, как происходит движение транспорта по дороге с одной полосой.
Последовательная передача данных используется на больших
расстояниях. Количество коммуникационных портов не превышает
четырех, и им присвоены имена от СОМ1 до СОМ4.
9. Функции микропроцессорного комплекта (чипсет)
Чипсет (микропроцессорный комплект)— набор микросхем,
управляющих работой внутренних устройств компьютера и
определяющих основные функциональные возможности материнской
платы.
В настоящее время большинство чипсетов
материнских плат выпускаются на базе
двух микросхем, получивших название:
«Северный мост» (четырехпортовый
контроллер) управляет взаимосвязью
четырех устройств: процессора, оперативной памяти, порта AGP и
шины PCI.
«Южный мост» (функциональный контроллер). Он выполняет
функции контроллера жесткого диска, функции моста ISA — PCI,
контроллера клавиатуры, мыши, шины USB и т.п.
Процессор Системная шина
Оперативная
память
Монитор
Северный мостAGP
Звуковая плата
Сетевая плата
Внутренний модем
SCSI-контроллёр
PCI
Южный мост
USB
Сканнер
Плоттер
Web-камера
Принтер
Жёсткие диски
Мышь
Внешний модем
Клавиатура
PS/2
COM
LTP
UDMA
10. Жёсткий диск. Параметры жёстких дисков.
Жесткий диск – служит для длительного хранение информации, на
нем расположены программы необходимые для работы компьютера
(Windows, Office, Internet Explorer.) и файлы пользователя (Почтовые
файлы, если используется почтовый клиент, видео, музыка, картинки.)
Жесткий диск –это : группа соосных дисков, имеющих магнитное
покрытие и вращающихся с высокой скоростью. Над каждой
поверхностью располагается головка, предназначенная для чтения-
записи данных. При высоких скоростях вращения дисков (90 об/с) в
зазоре между головкой и поверхностью образуется аэродинамическая
подушка, и головка парит над магнитной поверхностью на высоте,
составляющей в современных дисках около 10 нм. При изменении силы
тока, протекающего через головку, происходит изменение
напряженности динамического магнитного поля в зазоре, что вызывает
изменения в стационарном магнитном поле ферромагнитных частиц,
образующих покрытие диска. Так осуществляется запись данных на
магнитный диск. Операция считывания происходит в обратном
порядке.
К основным параметрам жестких дисков относят:
емкость
среднее время доступа
Емкость дисков зависит от технологии их изготовления и от
характеристик интерфейса, с помощью которого они связаны с
материнской платой. Теоретический предел емкости одной пластины,
исполненной по этой технологии, составляет порядка 20Гбайт. В
настоящее время достигнут технологический уровень 6,4Гбайт на
пластину, но развитие продолжается
среднее время доступа-интервал времени, необходимый для
поиска нужных данных, зависит от скорости вращения диска.
Для дисков, вращающихся с частотой 5400 об/мин, среднее время
доступа составляет 9-10 мкс. Для дисков с частотой 7200 об/мин –
7-8 мкс. Изделия более высокого уровня обеспечивают среднее время
доступа к данным 5-6 мкс.
11. Видеокарта (видеоадаптер).
Видеокарта (видеоадаптер) –устройство, непосредственно
формирующее изображение на мониторе. Видеокарта -плата внутри
системного блока, предназначенная для связи системного блока и
монитора, передает изображение на монитор и берет часть вычислений
на себя по подготовке изображения для монитора.
Видеоадаптер взял на себя функции видеоконтроллера,
видеопроцессора и видеопамяти. От видеокарты зависит качество
изображения. Видеокарта имеет свою встроенную оперативную память
и свой процессор по обработке изображения. Чем выше частота работы
процессора видеокарты и чем больше память видеокарты, тем выше
качество изображения.
Еще недавно типовыми считались видеоадаптеры с объемом памяти
2-4 Мбайт, но уже сегодня обычным считается объем 64Мбайт.
За время существования персональных компьютеров сменилось
несколько стандартов видеоадаптеров: MDA (монохромный); CGA (4
цвета); EGA (16 цветов), VGA (256 цветов).
В настоящее время применяются видеоадаптеры SVGA,
обеспечивающие по выбору воспроизведение до 16,7 млн цветов с
возможностью произвольного выбора разрешения экрана из
стандартного ряда значений: 640х480; 800х600; 1024х768; 1152х864;
1280х1024 точек и т.д.
Разрешение экрана является одним из важнейших параметров
видеоподсистемы. Чем оно выше, тем больше информации можно
отобразить на экране.
Для каждого размера монитора существует свое оптимальное
разрешение экрана, которое должен обеспечивать видеоадаптер.
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]