Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Персональный компьютер изнутри.doc
Скачиваний:
24
Добавлен:
08.11.2018
Размер:
121.86 Кб
Скачать

П ерсональный компьютер изнутри

Рис. 1.2. Устройство компьютера

Примечание, Надо сразу оговориться, что здесь рассматривается устройство более или менее современных компьютеров, покупка которых оправдана в данный момент.

Примечание. Показаны только основные устройства, находящиеся в системном блоке компьютера. Серым цветом показаны устройства, находящиеся на материнской (основной) плате.

Процессор

Основой всего компьютера можно назвать центральный процессор. Он управляет работой всех частей компьютера, производит все вычисления, оп­ределяет общее быстродействие. От типа процессора во многом зависит со­став остальных компонентов компьютера.

Современный центральный процессор — очень сложное устройство. Помимо собственно исполняющего устройства (кстати, самого по себе весьма непростого, способного выполнять по несколько команд одновременно) процессор содержит математический сопроцессор (выполняющий математические операции над числами с плавающей точкой), блок предсказания переходов (использующийся для предсказания результата выполнения команды до ее фактического исполнения) и блоки выполнения команд расширения (команд, оптимизированных для обработки звука, графики и видео: ММХ, 3DNow!, SSE).

Все современные модели процессоров содержат в своем составе кэш-память, работающую заметно быстрее основной оперативной памяти компьютера. Кэш-память устроена так, что содержит наиболее часто использовавшиеся за последнее время данные и инструкции. Таким образом, когда процессору требуется получить очередную порцию данных или инструкций, он, зачастую, находит ее в кэш-памяти, что сокращает задержки в работе. Примерно то же самое происходит и при выдаче процессором обработанных данных — они вначале помещаются в быструю кэш-память, а уже потом, по мере вы вытеснения новыми, более актуальными данными, попадают в оперативную память.

Примечание. В современных процессорах кэш-память многоуровневая: небольшая и очень быстрая кэшпамять первого уровня и относительно более медленная, но и большая по объему кэш-память второго уровня.

Чипсет

Все остальные устройства «общаются» с процессором посредством чипсета — набора интерфейсных (вспомогательных) микросхем. В большинстве случаев чипсет состоит из двух основных микросхем: системного контролле­ра (часто называемого северным мостом) и функционального контроллера (называемого южным мостом).

Примечание. Естественно, этими двумя микросхемами дело не ограничивается, и в чипсет входит еще множество более мелких составляющих. Просто две эти микросхемы основа чипсета.

К системному контроллеру через системную шину подключается процессор, а через шину памяти — оперативная память. Видеокарта подключается через свою собственную шину — AGP.

Функциональный контроллер соединяется с системным посредством внутренней высокоскоростной шины.

Примечание. В большинстве случаев (за исключением новейших сверхбыстрых чипсетов) соединение системного и функционального контроллеров осуществляется с помощью шины PCI. Это позволяет упростить чипсет и сделать его более дешевым.

Сам функциональный контроллер обеспечивает управление шинами PCI, ISA, USB, работу жестких дисков, CD-ROM, дисковода, функционирование портов ввода-вывода. Помимо этого, функциональный контроллер с помощью BIOS обеспечивает инициализацию и начальную загрузку компьютера после включения питания или перезагрузки.

Резюмируя все вышесказанное, можно сказать, что от системного контроллера зависит, насколько полно раскроется скоростной потенциал процессора, а от функционального контроллера — насколько богатыми возможностями будет обладать чипсет (и, как следствие, компьютер).

Оперативная память

В оперативной памяти хранятся все данные и инструкции, с которыми в данный момент работает процессор. Оперативная память работает весьма и весьма быстро (конечно медленнее кэш-памяти, но зато быстрее всех осталь­ных устройств) и в значительной степени определяет общее быстродействие всего компьютера. Для полного раскрытия потенциала процессора опера­тивная память должна соответствовать ему по скоростным показателям и, самое главное, ее объема должно быть достаточно.

Видеокарта

Видеокарта формирует изображение, которое вы видите затем на экране монитора. Поскольку объем данных, перекачиваемый между видеокартой и остальными устройствами очень большой, для подключения видеокарты применяется специальная шина с высокой пропускной способностью — AGP.

Примечание. Еще не так давно видеокарты подключались к шине PCI, да и сейчас в продаже еще можно встретить такие видеокарты.

Все современные видеокарты являются двухмерными (2D) и трехмерными (3D) ускорителями, т.е. функции формирования изображения частично перенесены с центрального процессора на видеокарту (т.н. аппаратное ускорение графики). Таким образом, центральный процессор освобождается от большей части рутинной работы и может использоваться для других вычислений. Например, за счет разгрузки центрального процессора от просчета 3D-сцен в играх можно заметно повысить уровень «интеллекта» компьютерных противников.

Примечание. Двухмерное ускорение графики используется абсолютно во всех современных программах (будь то операционная система или графический редактор). Трехмерное же ускорение на данном этапе нужно, в основном, для игр.

Естественно, уровень аппаратного ускорения у различных видеокарт сильно отличается, так же, как отличается и качество формируемого изображения. Зависят данные параметры от основной микросхемы видеокарты (видеопроцессора, на котором она собрана) и от качества непосредственно самой видеокарты. И если возможности видеокарты определяются микросхемой, то качество изображения нередко зависит от ее производителя. Действитель­но, при разработке дизайна конкретной видеокарты производитель может учесть все нюансы и особенности видеопроцессора и его внешних цепей и даже предпринять дополнительные меры по нейтрализации слабых мест, а может и не учесть, максимально удешевив производство.

Шины PCI и ISA

Самое главное достоинство современного персонального компьютера — открытая архитектура. На практике это означает, что вы можете самостоятельно подобрать конфигурацию конкретного экземпляра компьютера под ваши нужды. И такой компьютер будет максимально приспособлен для ре­шения именно ваших задач и лишен ненужного балласта в виде неисполь­зуемых компонентов. Достигается это за счет возможности установить в компьютер ту или иную карту (плату) расширения. Например, если вы занимаетесь видеомонтажом, вы просто устанавливаете карту ввода-вывода видео (видеомонтажа), если несколько компьютеров объединяются в сеть, вы устанавливаете в каждом из них сетевую карту и т.п.

Большинство карт расширения для связи с остальными компонентами компьютера используют шину PCI Физически это означает, что карта устанавливается в специальный разъем — слот — шины PCI на материнской плате.

Еще недавно была весьма распространена шина ISA. Скорость ее работы весьма невелика, но ее вполне хватает для карт расширения, не требующих фантастического быстродействия. К таким устройствам относятся, например, внутренние модемы, звуковые карты. Популярность этой шины объяснялась вопросами совместимости — можно было установить в компьютер карты расширения, выпущенные несколько лет назад. Но в настоящий момент все большее количество персональных компьютеров не имеют шины ISA: за счет отказа от устаревших устройств удается немного поднять быстродействие и, самое главное, снизить цену компьютера.

Жесткий диск

Жесткий диск предназначен для долговременного хранения программ и данных. Действительно, при выключении питания данные в оперативной памяти теряются и их нужно где-то сохранять. Да и объем оперативной памяти явно недостаточен, чтобы содержать все используемые программы и данные. Плюс ко всему, стоимость одного Мбайта дисковой памяти несоизмеримо меньше стоимости одного Мбайта оперативной памяти.

Таким образом по окончании работы ее результаты сохраняются на жестком диске, откуда вы их всегда сможете извлечь. Все программы также находятся на жестком диске и загружаются в оперативную память по мере необходимости.