2.5.2. Состав и назначение основных элементов персонального компьютера (пк)

Материнская плата – относится к конструктивной части компьютера и является основной платой ПК. На ней размещаются: процессор, микропроцессорный комплект, шины, ОЗУ, ПЗУ, разъёмы для подключения дополнительных устройств. Материнская плата предназначена для взаимодействия её устройств и обмена инфор­мацией между ними.

Основные устройства, которые размещаются на материнской плате:

1. Центральный процессор

Центральный процессор (ЦП) – функциональная часть ЭВМ, выполняющая основные операции по обработке данных и управлению работой других блоков. Центральный процессор (микропроцессор) предназначен для обеспечения общего управления ЭВМ.

Это наиболее сложный компонент ЭВМ, как с точки зрения электроники, так и функциональных возможностей. Центральный процессор состоит из следующих взаимосвязанных составных элементов: арифметико-логического устройства, устройства управления и регистров.

Микропроцессор выполнен в виде СБИС (сверхбольшой интегральной схемы), содержит около10⁶ компонентов.

Центральный процессор – это «мозг» ЭВМ, основная микросхема, выполняющая арифметические и логические операции, и управляющая другими устройствами компьютера.

Основными характеристиками процессора являются:

1. Разрядность показывает, сколько бит данных он может принять и обработать в своих регистрах за один такт.

2. Рабочая тактовая частота – это число операций в секунду (Гц). Рабочая частота некоторых процессоров превосходит 3 миллиарда тактов в секунду(3 ГГц).

3. Коэффициент внутреннего умножения тактовой частоты может достигать от 10 до 20 и выше.

4. Размер кэш-памяти. Внутри процессора существует буферная область для быстродействия – это кэш-память.

Арифметико-логическое устройство (АЛУ) входит в состав процессора, выполняет основную работу по переработке информации, хранимой в оперативной памяти. В нём выполняются арифметические и логические операции.

Операции выполняются с помощью электронных схем, каждая из которых состоит из нескольких тысяч элементов.

Устройство управления (УУ) – это функциональная часть центрального процессора. Оно вырабатывает последовательность управляющих сигналов, обеспечивающих выборку и выполнение команд.

2. Запоминающие устройства: классификация, принцип работы, основные характеристики

Запоминающие устройства (ЗУ) служат для хранения программ. Память персонального компьютера ПК подразделяется на внутреннюю и внешнюю. Внутренняя подразделяется на: оперативную, постоянную и буферную.

В таблице 7.4 представлены основные характеристики, назначение каждой из видов памяти.

Таблица 7.4

Память
Внешняя (ВЗУ)	Внутренняя
	ОЗУ (RAM)	ПЗУ (ROM)	КЭШ (буфер)
1. Характеристика – энергозависимость
энергонезависимая	энергозависимая	энергонезависимая	энергозависимая
2. Назначение
Для длительного хранения программ и данных, любой информации внутри компьютера	Для кратковременного хранения программ и данных во время работы компьютера	Для проверки исправности ПК и первоначальной загрузки. В момент включения компьютера стартовый адрес указывает на ПЗУ. Хранит и выдаёт программу «БИОС» в момент включения ПК	Для ускорения доступа к оперативной памяти

ПЗУ – постоянное запоминающее устройство. Медленная память необходима для запуска компьютера при включении.

ОЗУ – оперативное запоминающее устройство или оперативная память(ОП)

Время доступа – определяющая характеристика оперативной памяти (ОП). Оно измеряется в миллиардных долях секунды (наносекунда х, нс). 5 нс – для современных модулей памяти. Память состоит из конечного числа ячеек, каждая из которых имеет свой уникальный номер или адрес. Доступ к ячейке осуществляется указанием её адреса.

КЭШ-память-сверхоперативная память

Кэш-память располагается между процессором и оперативной памятью. При обращении микропроцессора к памяти сначала производится поиск нужных данных в кэш-памяти, благодаря чему уменьшается среднее время доступа к памяти.

Все эти виды памяти являются энергозависимыми, т.е. очищаются при отключении питания

ВЗУ – внешнее запоминающее устройство

Типы ВЗУ:

1. Винчестер – накопитель на жёстких магнитных дисках. Принцип записи данных на винчестер заключается в намагничивании поверхности диска.

2. Дискеты – накопитель на гибких магнитных дисках.

3. Лазерные диски. Компакт-диск (CD) – это оптический диск, информация с которого считывается лазерным лучом.

4. Флэш-память (Flash) – компактные съёмные накопители данных, у которых объём памяти значительно возрастает от одной модели к другой.

3) Порты

Порты – это устройства, через которые периферийные устройства присоединяются к системному блоку. Аппаратно порты реализуются в виде разъемов на задней стенке системного блока. Обычно выделяются следующие типы портов:

• Последовательный порт (СОМ, PS/2) – осуществляет передачу символов данных по одному биту. Через СОМ-порты подключают мышь и модем. Через PS/2-порт – клавиатуру и мышь.

• Параллельный порт (LPT) – одновременно передается байт данных. Используется для принтеров и сканеров. Порт USB – универсальный порт, к которому можно присоединить до 127 внешних устройств, поддерживающих стандарт USB. Это может быть принтер, сканер, монитор, клавиатура, мышь и т.д.

Помимо названных портов существуют и другие.

Основные характеристики вычислительной техники

К основным характеристикам вычислительной техники относятся:

1. Быстродействие, которое измеряется ко­личеством элементарных операций, выполняемых центральным процессором в секунду (герц). В зависимости от области применения выпускаются ЭВМ с быстродействием от нескольких сотен тысяч до миллиардов операций в секунду.

2. Объем оперативной памяти определяется максимальным количеством информации, которое можно разместить в памяти ЭВМ.

3. Точность вычислений зависит от количества разрядов (бит), используемых для представления одного числа. Современные ЭВМ комплектуются 32- или 64-разрядными микропроцессорами, что вполне достаточно для обеспечения высокой точности расчетов в самых разнообразных приложениях

4. Надёжность ЭВМ – это способность машины сохранять свои свойства при заданных условиях эксплуа­тации в течение определенного промежутка времени.