Системний блок

Системний блок являє собою основний вузол, всередині якого встановлені найбільш важливі компоненти. Пристрої, що знаходяться всередині системного блока, називають внутрішніми, а пристрої, що підключаються до нього зовні, називають зовнішніми. Зовнішні додаткові пристрої, призначені для введення, виведення і тривалого збереження даних, також називають периферійними.

За зовнішнім виглядом системні блоки розрізняються формою корпуса. Корпуси персональних комп'ютерів випускають у горизонтальному (desktop) і вертикальному (tower) виконанні. Корпуси, що мають вертикальне виконання, розрізняють по габаритах: повнорозмірний (big tower), середньорозмірний (midi tower) і малорозмірний (mini tower). Серед корпусів, що мають горизонтальне виконання, виділяють плоскі й особливо плоскі (slim).

Крім форми, для корпусу важливий параметр, так званий форм-фактор. Від нього залежать вимоги до розміщуваних всередині пристроїв. В даний час в основному використовуються корпуси двох форм-факторів: AT і ATX.

Корпуси персональних комп'ютерів поставляються разом із блоком живлення. Потужність блоку живлення також є одним із параметрів корпусу.

Внутрішні пристрої системного блоку Материнська плата

Материнська плата - основна плата персонального комп'ютера. На ній розміщуються:

• процесор - основна мікросхема, що виконує більшість математичних і логічних операцій;

• мікропроцесорний комплект (чіпсет) - набір мікросхем, що управляють роботою внутрішніх пристроїв комп'ютера і визначають основні функціональні можливості материнської плати;

• шини - набори провідників, по яких відбувається обмін сигналами між внутрішніми пристроями комп'ютера;

• оперативна пам'ять (оперативний пристрій , що запам'ятовує, - ОЗП) - набір мікросхем, призначених для тимчасового збереження даних, коли комп'ютер ввімкнений;

• ПЗП (постійний запам'ятовуючий пристрій) - мікросхема, призначена для тривалого збереження даних, у тому числі і коли комп'ютер вимкнений;

• слоти - роз‘єми для підключення додаткових пристроїв.

2. Процесор

Процесор, або мікропроцесор (МП), – пристрій, який здійснює всі обчислення й обробку інформації. Він являє собою функціонально закінчений програмно-керований пристрій, реалізований у вигляді надвеликої інтегральної мікросхеми. Ступінь інтеграції МП визначається розмірами кристала та кількістю реалізованих у ньому транзисторів (для Intel 80586 - це від 3 млн. транзисторів на 3,5 см². Для більш нових процесорів це співвідношення виглядає таким чином: Pentium III (Katmai) має 9,5 млн. транзисторів при площі 106 мм2, Pentium III (Coppermine) - 28 млн. транзисторів при площі 128мм², AMD Athlon (Thunderbird) має 37 млн. транзисторів при площі 120 мм²). Сьогодні безумовним лідером створення сучасних МП є фірма Intel (INTegrated ELectronics).

Основні компоненти процесора:

• система команд, або інструкцій для арифметичних дій, логічних операцій, операцій передачі даних, операцій передачі управління тощо.

• пристрій керування, який керує роботою процесора й обміном інформацією з іншими пристроями;

• арифметико-логічний пристрій, що виконує всі числові і логічні операції з даними;

• регістри комірок внутрішньої пам’яті, де зберігаються дані, команди і адреси комірок пам’яті;

Основні характеристики процесора:

• розрядність (кількість бітів, що обробляється за одну операцію). Найпоширенішими на ринку зараз є 32-х розрядні мікропроцесори, але існуютьуже 64-х бітові і навіть 128-бітові процесори.

• тактова частота (кількість елементарних операцій-тактів, що виконуються за 1сек.). Тактова частота вимірюється в МГц (1мегагерц = 1 млн. коливань за 1сек.). В сучасних процесорах (основні виробники Intel, AMD, Cyrix, IDT, Rise, … ) тактова частота досягає більше 2-х ГГц.

• тактова частота процесора в в кратне число раз перевищує тактову частоту системної шини, по якій відбувається обмін інформацією з відносно повільним ОЗП. Без внутрішньої кеш-пам’яті (що має особливо високу швидкодію) МП часто працював би вхолосту, чекаючи чергової інструкції з ОЗП або закінчення операції запису у пам’ять. Для забезпечення їх синхронної роботи встановлюється спеціальна кеш-пам’ять (cache – “тайник”) першого і другого рівня.

• MMX (MultiMedia eXtention ) – різновид процесора, в якому передбачено додаткові команди для обробки звуку і графіки..

Основні покоління процесорів:

1. 8086/8088 застосовувався IBM у обчислювальних системах класу XT (eХtended Technology);

2. 80286 був складовою частиною PC AT. Процесор 16-розрядний. Тактова частота - до 20 МГц;

3. 80386 з’явився в 1986 році в ПК від фірми Compaq. Розрядність - 32, тактова частота найбільш поширеного 386DX - 33 МГц. У менш продуктивного 386SX зовнішня розрядність – 16;

4. 80486 довгий час був стандартом для ПК. У мікросхему інтегрована кеш-пам’ять (Internal Cashe) для підвищення швидкодії. Вперше інтегрований у МП співпроцессор для виконання операцій із плаваючою точкою. Подальшим підвищенням продуктивності було підвищення тактової частоти, проте виробництво периферії було б дуже ускладненим. Intel виводить на ринок системи, у яких внутрішні схеми процесорів працювали на частоті в два рази більшій, ніж частота системної шини. До сімейства 486 процесорів відносять і останню розробку Intel у рамках цього процесора - DX4 із потроєнням внутрішньої тактової частоти;

5. процесори сімейства 80586 випускався Intel за назвою Pentium. Це 32-розрядний процесор із 3,1 млн транзисторів. Широке поширення одержали процесори даного класу компаній AMD і Cyrix;

6. процесори класу 80686: Intel Pentium Pro, Pentium II, Pentium III, Pentium 4 і основного конкурента –AMD: К6, К7;

7. процесори 80786 розробляються Intel разом із Hewlett Packard (HP). Процесор «Merced» сполучає в собі архітектуру RISC і технологію VLIW (наддовгі команди).

3. Пам’ять ЕОМ.

Оперативна пам’ять

RAM (Random-Access Memory – пам’ять з довільним доступом) – пристрій, який використовується для тимчасового зберігання і обробки даних. ОЗП - робоча пам’ять комп’ютера, величина якої визначає розмір і число програм, що можуть одночасно виконуватись. Усі дані в ОЗП втрачаються при вимиканні живлення ПК, тобто найважливіша властивість оперативної пам’яті - енергозалежність. Об’єм оперативної пам’яті коливається від 64 МБ до 512 МБ і більше. Її можна нарощувати.

При запуску системи або прикладної програми відбувається завантаження даних із постійної пам’яті в оперативну.

Існують два типи мікросхем пам’яті: статична та динамічна. У пам’яті першого типу елементарну комірку утворюють тригерні схеми. Будучи встановленою вхідним імпульсом в один із двох можливих станів («0» або «1»), така схема зберігає його до чергового імпульсу або до вимкнення живлення. При зчитуванні записаного в комірку значення її стан також не змінюється.

Динамічна пам’ять складається з мікроскопічних конденсаторів, кожний з яких може перебувати в стані «заряджений» (що означає двійкову одиницю) або «не заряджений» (двійковий нуль). Щоб зберігати дані в такій пам’яті, заряджені конденсатори необхідно періодично підживлювати. Тому динамічний ОЗП за інших однакових умов істотно повільніший від статичного, проте він менш енергоємний. Обидва види пам’яті зберігають дані лише при постійному електроживленні, тобто такий запам’ятовуючий пристрій є енергозалежним. Дані в цій пам’яті знищуються після вимкнення або перезавантаження комп’ютера.

Найбільш поширеною є пам’ять у вигляді модулів SIMM (Single In-line Memory Module) і DIMM (Dual In-line Memory Module).

Найважливішою характеристикою елементів оперативної пам’яті є час доступу (access time). Час доступу необхідний для здійснення повного циклу звертання до інформації, що зберігається по випадковій адресі пам’яті. Якщо у перших ПК використовували пам’ять із часом доступу больш ніж 140 нс, то для оптимальної роботи на новітніх ПК потрібний ОЗП з 45 нс, а при використанні скорочених циклів звертання – 6-10 нс. Час доступу до пам’яті і число мікросхем звичайно маркірується на корпусі модуля. Це дозволяє уникнути різноманітних проблем із сумісністю.

Конструктивно сучасна пам’ять (типу SIMM) має вигляд невеликої продовгувастої друкованої плати з розміщеними на ній мікросхемами. Останнім часом застосовують в основному 72-контактні (72-pin) 36-бітові модулі (32 біти - довжина слова з чотирьох байтів плюс по біту контролю парності на кожний байт). На сучасних системних платах використовують в основному більш довгі 168-контактні 64-розрядні модулі DIMM, що дає змогу повніше задіяти можливості 64-бітової системної шини. На багатьох системних платах є два типи роз’мних з’єднань - SIMM та DIMM.

З 1997 р. на вітчизняному ринку найпоширенішими стали сучасні модулі ОЗП типу SD-RAM (синхронний динамічний ОЗП), доступ до яких може здійснюватися ще швидше. Модулі SD-RAM, що випускають під роз’ємне з’єднання DIMM, мають ємність 16, 32, 64, 128 256 і навіть 512 Мбайт. Вони призначені тільки для нових Pentium-плат і на сьогодні є найбільш поширеними. Останнім часом набувають дедалі більшого поширення модулі пам’яті типу DDR (Double Data Rate – синхронна пам’ять з подвоєним передаванням даних), які мають ще більшу вмістимість.

Кожна материнська плата містить мікросхему або декілька мікросхем енергонезалежної пам’яті ROM (Read-Only Memory – пам’ять лише для читання). Записана в ній інформація не зникає навіть при вимкненні комп’ютера. Цей тип пам’яті, як правило, використовується для зберігання програм BIOS, “комп’ютерного годин­ника” (таймера) і т. п., а в деяких типах портативних комп’ютерів – для зберігання прикладних програм і операційних систем. Сучасні материнські плати використовують ROM, які можна перепрограмовувати.

4. Зовнішні запам’ятовуючі пристрої та робота з ними.