- •Основы аппаратного обеспечения персонального компьютера омск 2005
- •Содержание
- •Основные типы корпусов.
- •1.2. Блок питания.
- •Критерии визуальной оценки качества блока питания
- •1.3. Материнская плата
- •Интерфейсы и шины материнской платы
- •Подсистема памяти
- •Набор микросхем
- •Форм-фактор
- •1.4. Центральный процессор и система охлаждения процессора.
- •Производительность процессора и параметры её определяющие.
- •Количество операций за такт.
- •Кэширование.
- •Системная шина и шина памяти.
- •Общие характеристики процессоров. Сегментация процессоров.
- •Разъём для установки.
- •Охлаждение центрального процессора.
- •Радиаторы.
- •Вентиляторы.
- •Тепловой интерфейс
- •Ведущие изготовители систем охлаждения цп
- •1.5. Оперативная память.
- •Основные типы оперативной памяти:
- •1.6. Накопители на магнитных дисках.
- •Дисководы (Floppy Disk Drive, fdd)
- •Жесткий диск (винчестер, Накопитель на жестких магнитных дисках)
- •Конструкция жесткого диска (Рис.1)
- •Современная классификация жестких дисков
- •Основные характеристики жестких дисков.
- •Ведущие изготовители и их модельные ряды
- •Записывающие накопители cd.
- •Перезаписывающие накопители (cd-rw) ReWritable
- •Dvd (Digital Versatile Disc).
- •Виды структур dvd
- •Видеокарта.
- •Архитектура видеоадаптера
- •Интерфейсы и память.
- •3D-графика.
- •Основные характеристики видеокарт.
- •Звуковая карта
- •Звуковые карты на шине pci.
- •Встроенный в системную плату ас’97_кодек.
- •Звуковые адаптеры и игры
- •Основные параметры и функции звуковых карт. Разрядность и динамический диапазон
- •Отношение сигнал/шум
- •10/100 Мбит/с Ethernet.
- •1/10-Гбит/с Ethernet.
- •Беспроводные сети
- •Ieee 802.11a, 802.11b и 802.11g.
- •Bluetooth.
- •Tv-Тюнер.
- •Виды tv-тюнеров
- •Комбинированные устройства.
- •Внутренние устройства (платы расширения)
- •2. Мониторы.
- •Технологии и параметры
- •Размер экрана, размер точки и разрешение.
- •Яркость, контрастность, угол обзора, цветопередача.
- •Время отклика.
- •Основные параметры мониторов.
- •3. Клавиатура и мышь
- •Принцип действия клавиатуры.
- •Состав клавиатуры.
- •Принцип действия.
- •Классификация мышей.
- •Специальные манипуляторы.
- •4. Внешние устройства
- •4.1. Принтеры
- •Основные типы и принципы работы принтеров
- •Матричные игольчатые принтеры
- •Струйные принтеры
- •Лазерные и светодиодные принтеры
- •Основные характеристики принтеров.
- •4.2. Модемы
- •К основным потребительским параметрам модемов относятся:
- •Классификация модемов
- •Внешние модемы
- •Внутренние модемы
- •Дополнительные функции модемов
- •4.3 Сканеры
- •Основные типы сканеров: Ручные.
- •Планшетные.
- •Барабанные.
- •Принципы работы и характеристики планшетного сканера.
- •Оптико-электронная система
- •Глубина цвета
- •Динамический диапазон
- •Типы разрешения
- •Twain-модуль
- •Аппаратный интерфейс
- •Выбор разрешения при сканировании.
- •4.4. Акустическая система.
- •Назначение и конструкция
- •Современные системы могут состоять из:
Кэширование.
Динамическая оперативная память по своему быстродействию очень сильно отстает от процессоров, почти на порядок (тактовые частоты процессоров — 2 ГГц, памяти — 200 МГц). Применение такой памяти без уменьшения производительности системы возможно только при иерархическом построении подсистемы памяти с использованием дополнительной быстродействующей памяти в качестве кэша. Для эффективного кэширования быстродействие кэша должно находиться на уровне процессора, а частота попаданий должна приближаться к 100%.
Эффективность кэширования (частота попаданий) возрастает с ростом объема кэша; однако, чем больше объем кэша, тем больше проблем с получением необходимого уровня его быстродействия — можно получить быстродействующий кэш малого объема либо более медленный большого объема. Поэтому и для построения кэша применяется иерархическая структура, состоящая из кэша первого уровня (L1) с максимальным быстродействием и относительно небольшим объемом (8—128 Кбайт), кэша второго уровня (L2) с меньшим быстродействием, но большим объемом (обычно 256 или 512 Кбайт, иногда до нескольких мегабайт) и иногда кэша третьего уровня L3 (512 Кбайт и выше). Увеличение объема кэшей L2 и L3 является одним из основных способов повышения производительности процессоров (в формуле производительности вклад КЭШа учитывается в IPC).
Системная шина и шина памяти.
Рассмотренные выше параметры определяют внутреннюю производительность процессора, то есть его способность обрабатывать за единицу времени какое-то количество информации. Внешняя производительность процессора, то есть скорость обмена данными с другими устройствами через внешнюю шину данных, должна соответствовать внутренней. Оценка сверху задается тактовой частотой и разрядностью процессора. Для процессора Pentium 4 с частотой 2 ГГц это 8 Гбайт/с. На практике, в силу технических проблем, связанных с невозможностью обеспечения устойчивой работы внешней параллельной шины на столь высоких частотах, ограничиваются меньшими значениями. Достаточно высокая скорость обмена достигается за счет использования более широкой внешней шины (64 разряда) и передачи нескольких порций информации за один такт работы шины. Физическая тактовая частота шины составляет 100 или 133 МГц. В процессоре Pentium 4 данные передаются 4 раза за такт, эффективная частота передачи составляет 400 или 533 МГц, а пропускная способность — 3,2 или 4,3 Гбайт/с. В процессоре Athlon XP данные передаются 2 раза за такт (по обоим фронтам). Эффективная скорость передачи составляет 200 или 266 МГц, а полоса пропускания — 1,6 или 2,1 Гбайт/с. С ростом частоты процессоров шина рано или поздно становится узким местом систем, поэтому необходимо периодически поднимать ее пропускную способность на новый уровень.
Общие характеристики процессоров. Сегментация процессоров.
В силу огромного размера рынка именно процессоры для ПК находятся на острие как конкурентной борьбы, так и технического прогресса. Создаваемые для них базовые архитектурные решения служат основой для создания целой цепочки процессоров, охватывающей несколько сегментов рынка и простирающейся от ноутбуков через ПК к серверам и рабочим станциям. В каждом сегменте (мобильный, ПК, серверы/рабочие станции) решения могут дополнительно масштабироваться по уровням — от начального до высокопроизводительного. Соответствие моделей процессоров и сегментов рынка представлено в Таблице 1.
Таблица 1.
Сегмент рынка и модели процессоров производителей.
Сегмент рынка |
Intel |
AMD |
Модели процессоров | ||
Производительные компьютеры и серверы начального уровня |
Pentium 4 Extreme Edition, Pentium 4 с ядром Prescott |
Athlon 64 FX |
Рабочие станции |
Pentium 4 с ядром Prescott и ядром Northwood |
Athlon 64 |
Компьютеры начального уровня |
Celeron D и Celeron |
Sempron (Athlon XP) |