Устройство и основные компоненты персонального компьютера

Для функционирования компьютера необходима аппаратная часть (hardware) и программное обеспечение (software). Аппаратная часть реализует команды, поступающие посредством программного обеспечения.

Конструктивно ПК содержит основные и дополнительные устройства. Основные устройства необходимы для загрузки и работы ПК. Дополнительные устройства обеспечивают набор сервисных услуг, расширяющих возможности ПК.

Основные устройства:

• Системный блок (совокупность устройств, размещаемых на материнской плате и некоторых других, заключенных в корпус и обеспечивающих процесс вычислений, выполнений команд.)

• Дисплей (устройство для вывода информации на экран)

• Клавиатура (устройство для ввода информации в ПК)

Дополнительные устройства:

• Мышь (устройство для перемещения графического указателя по экрану)

• Принтер (устройство для вывода информации на бумагу)

• Сканер (устройство для ввода информации с бумаги)

• Модем (устройство для модуляции и демодуляции сигналов при передаче информации с одного ПК на другой по телефонной сети)

Системный блок включает

• Системная (материнская плата) - электронная плата для установки процессора, устройств памяти, различных микросхем (чипов), видеоадаптера, контроллеров, сетевой и звуковой плат.

• Микропроцессор - выполняет арифметические и логические операции, а также набор команд операционной системы.

Сопроцессор - ускоряет выполнение вычислений с вещественными числами.

• Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) - хранит загрузочные и тестирующие ПК программы первой необходимости.

• Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) - хранит программы, текст, графику и др. данные загружаемые пользователем. Информация при перезагрузке ПК теряется.

• Накопители на магнитных дисках (НМД) - обеспечивают доступ для записи и считывания к данным (программы, текст, графика и т.д.), записанным на магнитные диски (жесткий диск (винчестер), гибкие диски (дискеты)). Аналогичные функции выполняют магнито-оптические и лазерные накопители.

• Контроллеры - микросхемы для управления периферийными устройствами.

• Платы для работы монитора, сетевые и видео - платы.

• Чипы - микросхемы, выполняющие определенный набор команд для ускорения работы ПК. Например, графические ускорители.

• Блок питания - преобразует переменное напряжение 220в. в постоянное напряжение 12в., 3в., необходимое для работы микросхем.

Модульность ПК заключается в возможности замены отдельных блоков (модулей), входящих в системный блок.

Микропроцессор

Микропроцессоры обычно содержат четыре ключевые компоненты.

• Устройство управления и арифметико-логический модуль

• Регистры

• Шины

• Часы

Арифметико-логическое устройство - АЛУ - ALU

Блок центрального процессора, который выполняет все действия микропроцессора на основе математических вычислений и логических операций:

• Арифметические операции, включая сложение, вычитание, умножение, деление.

• Логические операции - сравнения (= <, >, ).

Устройство управления

Устройство центрального процессора получает инструкции и посылает сигналы на их выполнение.

Регистры

Высокоскоростная область памяти, используемая центральным процессором для временного хранения команд или данных.

Регистр адреса отслеживает место хранения команды или данных.

Регистр памяти содержит данные, полученные из памяти или подготовленные для посылки в память.

Универсальный регистр используется для отдельных функций, типа арифметических операций.

Сумматор собирает результаты вычислений.

Внутренняя шина данных - линии связи, по которым данные пересылаются внутри микропроцессора. Размер шины данных измеряется в битах: чем большим числом битов шина может оперировать, тем быстрее она может пересылать данные. Размер внутренней шины данных зависит от размера внешней шины данных, которая нередко в два раза шире внутренней шины данных.

Адресная шина - встроенные линии связи от микропроцессора к ОЗУ, используемые для передачи сигналов, определяющих положение данных в памяти, т.е. адреса. Каждая линия связи служит для передачи одного бита адреса, поэтому число таких линий в шине адреса (разрядность шины адреса) определяет объем памяти, которую может адресовать процессор.