Состав и назначение основных элементов персонального компьютера.
Персональный компьютер содержит следующие обязательные части (рис.1.2):
системный блок;
клавиатуру;
монитор (дисплей).
Системный блок содержит:
основную электронную плату компьютера, называемую системной или материнской платой;
блок питания;
внутренний динамик;
накопители (дисководы) для гибких магнитных дисков;
накопители на жестких магнитных дисках ("винчестеры").
На системной плате компьютера размещены:
центральный процессор (ЦП), выполненный в виде микропроцессора (МП);
постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) с базовой системой ввода/вывода;
перезаписываемая память для хранения параметров конфигурации машины;
оперативное запоминающее устройство (ОЗУ);
кэш-память;
системная магистраль передачи данных;
контроллер клавиатуры;
контроллеры портов ввода-вывода информации;
стандартные разъемы для подключения контроллеров внутренних и внешних устройств (монитора, жестких и гибких дисков, портов ввода/вывода и т.п.).
Рассмотрим аппаратные компоненты ПК, размещенные на системной плате.
Основные аппаратные компоненты пк
Микропроцессор и сопроцессор. В компьютерах IBM PC и совместимых с ними используются следующие микропроцессоры фирмы Intel: Intel-8088, 80286, 80386 модификаций SX и DX, 80486 модификаций SX, SX2, DX, DX2 и DX4, Pentium и Pentium Pro (МП перечислены в порядке возрастания производительности). Кроме того, широко применяются совместимые с ними микропроцессоры других фирм (AMD, Cyrix, IBM и др.).
Одинаковые модели МП могут иметь разную тактовую частоту. Чем выше тактовая частота, тем выше производительность процессора.
Микропроцессоры Intel-8088, 80286, 80386 и 80486SX не обеспечивают аппаратной поддержки вычислений с вещественными числами. Поэтому к ним для этого требуется добавить математический сопроцессор типа Intel-8087, 80287, 80387 и 80487SX, соответственно. Новейшие МП фирмы Intel (80486DX, Pentium, Pentium Pro) и их аналоги других фирм имеют встроенную поддержку вычислений с вещественными числами, поэтому для них сопроцессоры не требуются.
Память. На системной плате ПК размещены четыре вида памяти: оперативная память (ОЗУ), постоянная память (BIOS), полупостоянная память (CMOS) и кэш-память. Кроме того, на плате видеоадаптера находится дополнительная видеопамять.
Оперативная память (ОЗУ или RAM) компьютера выполняется на печатных платах с 72 контактами, поэтому их называют 72-контактными (72-пиновыми) микросхемами памяти типа SIMM. Встречаются также устаревшие 30-пиновые микросхемы ОЗУ. Емкость одной микросхемы памяти может составлять 1, 2, 4, 8, 16, 32 и 64 Мбайт. Системная плата имеет два или четыре слота для микросхем ОЗУ, так что ПК может иметь от 2 до 256 Мбайт оперативной памяти.
Постоянная память (ПЗУ или BIOS) предназначена для хранения данных, заносимых в нее при изготовлении компьютера. Выполняемые на ПК программы не могут изменить содержимое этого вида памяти, однако чтение данных из нее возможно. В ПЗУ обычно хранятся программы для проверки оборудования, инициирования и загрузки операционной системы и выполнения функций по обслуживанию устройств компьютера. Во всех компьютерах в BIOS содержится также программа настройки конфигурации ПК (Setup).
Полупостоянная память (CMOS) предназначена для хранения параметров конфигурации компьютера. Содержимое CMOS-памяти не изменяется при выключении электропитания ПК, поскольку для ее электропитания используется специальный аккумулятор. Изменение параметров конфигурации выполняют с применением программы Setup, находящейся в BIOS.
Кэш-память, выполняемая в виде отдельной микросхеме, необходима для ускорения доступа процессора к данным, находящимся в ОЗУ. Она представляет собой сверхбыстродействующее ОЗУ, время доступа к которому в несколько раз меньше, чем к обычному ОЗУ. Объем кэш-памяти может составлять 64, 128, 256 или 512 Кбайт. Обычно ПК снабжаются кэш-памятью объемом 128 или 256 Кбайт. Микропроцессоры серий 486 и Pentium содержат небольшую внутреннюю кэш-память. Поэтому в технической литературе для однозначности терминологии кэш-память, расположенную на системной плате, называют кэш-памятью второго уровня (level two cache, L2 cache).
Системная магистраль передачи данных (шина). Обычно современные ПК имеют две, а иногда и три шины разных типов. Это связано с тем, что разработанная в начале 80-х годов шина ISA перестала удовлетворять по быстродействию существующим потребностям по обмену данными между высокоскоростными устройствами, появившимися в середине 80-х годов - быстродействующих жестких дисков, видеоконтроллеров и т.п. Сейчас шина ISA используется для подключения только низкоскоростных устройств (контроллеров портов ввода/вывода, звуковых карт и т.п.). Для подключения высокоскоростных устройств были разработаны и применяются более производительные шины - сначала MCA и EISA, потом VESA, затем PCI. Сейчас большинство ПК оснащаются шинами PCI и ISA (обозначение: PCI/ISA). В шине PCI, разработанной фирмой Intel, воплощены многие возможности, необходимые в современных компьютерах: независимость от типа микропроцессора, высокая производительность, автоматическая настройка подключаемых контроллеров, малая нагрузка на микропроцессор и т.д.
Контроллеры портов ввода/вывода информации. Одним из контроллеров, которые присутствуют практически в каждом ПК, является контроллер портов ввода/вывода. Часто этот контроллер интегрирован в состав материнской платы. Порты ввода/вывода бывают следующих типов:
параллельные (обозначаются LPT1-LPT4);
последовательные (обозначаются COM1-COM3);
игровой порт (имеет также название game-port) - к его разъему подключается джойстик. Игровой порт имеется не во всех компьютерах. Контроллер портов ввода-вывода поддерживает, как правило, один параллельный и два последовательных порта.