Тема 4. Структура пк
Цель: Изучение структуры современных персональных компьютеров.
Ключевые слова: персональный компьютер, микропроцессор, внешние устройства ПК.
План:
Системный блок компьютера.
Внешние устройства ПК.
1. Системный блок компьютера
ПК- микропроцессорная система обработки данных с дружественным пользовательским интерфейсом.
ПК- ЭВМ индивидуального пользования, строятся на основе микропроцессоров, отличаются небольшими размерами и стоимостью. Это микропроцессорная система обработки данных с дружественным пользовательским интерфейсом.
Основным компонентом системного блока ПК является системная (материнская) плата, на которой располагаются основные устройства компьютера (рисунок 4.1):
микропроцессор,
сопроцессор,
оперативная память (RAM),
постоянная память (ROM),
кэш- памятью (cash),
системная магистраль данных (Bus),
контроллеры (адаптеры).
Микропроцессор- функционально- законченный модуль, построенный на базе одной или нескольких БИС или СБИС, состоящий из УУ, АЛУ и внутренних регистров (процессорной памяти). Микропроцессор является основной микросхемой ПК. Основными характеристиками его являются: модель микропроцессора, разрядность, тактовая частота. Разрядность микропроцессора показывает, сколько бит данных он может принять и обработать в своих регистрах за один раз (за один такт). Современные микропроцессоры являются 32- разрядными. Тактовая частота показывает, сколько операций может выполнить микропроцессор в единицу времени. Чем выше тактовая частота, тем выше производительность микропроцессора.
Сопроцессор расширяет возможности микропроцессора для вычислений с плавающей точкой, для работы в локальных сетях и т.д.
RAM- Random Access Memory- оперативная память служит для оперативного хранения программ и данных, сохраняемых только на период работы ПК; объём ОП колеблется в достаточно широком диапазоне: от 64 Кбайт до 64 Мбайт и выше; ОП имеет модульную структуру и может расширяться.
Ячейки RAM способны хранить электрические заряды в течении непродолжительного времени (сотые доли секунды). Основными характеристиками RAM являются объём и время доступа. Время доступа показывает, сколько времени необходимо для обращения к ячейкам памяти. Измеряется в миллиардных долях секунды (наносекундах).
Системный блок ПК
Системная материнская плата
Рис. 4.1 Функционально- структурная схема ПК
ROM- Read Only Memory- постоянная память хранит постоянную информацию (сохраняемую даже при выключенном питании), служащую для тестирования основных устройств и блоков ПК и начальной загрузки ОС. Содержимое ROM формируется фирмой изготовителем, её объём невелик, примерно 64- 256 Кбайт.
Программы, находящиеся в ROM, называют «зашитыми»- их записывают туда ещё на заводе, во время изготовления микросхемы. Комплект программ, хранящихся в ней, образуют базовую систему ввода- вывода (BIOS). Эти программы проверяют состав и работоспособность ПК и обеспечивают взаимодействие с клавиатурой, монитором и дисками.
Для быстродействующих микропроцессоров необходимо обеспечить быстрый доступ к ОП, иначе микропроцессор будет простаивать и быстродействие уменьшится. Для решения этой проблемы ПК снабжаются кэш- памятью (cash), т.е. сверхбыстродействующей памятью. В ней хранятся наиболее часто используемые участки ОП. Cash- КЭШ- память или сверхоперативная память- служит для временного хранения промежуточных результатов и наиболее часто используемых участков ОП. Время доступа к кэш- памяти в несколько раз меньше, чем к RAM.КЭШ- память имеет малое время доступа и объём зависит от модели ПК, составляет обычно 256 Кбайт.
Системная магистраль данных (Bus)- общая шина- служит для передачи данных, адресов данных и управляющих сигналов, связывает между собой все устройства ПК. Организация общей шины зависит от модели и типа микропроцессора. Системная магистраль имеет шину данных, шину команд и адресную шину. От её архитектуры зависит производительность ПК
Контроллеры (адаптеры) служат для управления работой внешних устройств, для обеспечения их прямой связи с ОП, минуя микропроцессор. Это электронное устройство, предназначенное для подключения к системной шине ПК разных по принципу действий, интерфейсу и конструктивному исполнению периферийных устройств. Контроллеры дисков выполняют все функции по обмену данными между накопителями на МД и ОП. Видеоадаптер (видеокарта) выполняет все операции по управлению экраном. Совместно с монитором видеоадаптер образует видеоподсистему. Звуковая карта выполняет операции, связанные с обработкой звука, речи и музыки.
Порты ввода- вывода служат для обеспечения обмена информацией ПК с внешними, не очень быстрыми устройствами (клавиатура, мышь, джойстик, телефонная сеть и др.).
Жёсткий диск является основным устройством для долговременного хранения больших объёмов данных и программ. Основными параметрами ЖД являются: ёмкость (измеряется в гигабайтах), время обращения к данным (микросекунды) и скорость обмена (мегабиты в секунду).
Гибкие диски используются для оперативного переноса небольших объёмов информации. В настоящее время стандартными считаются диски размером 3,5 дюйма высокой плотности. Они имеют ёмкость 1440 Кбайта (1,4 Мбайт) и маркируются буквами НD (high density- высокая плотность). ГД считаются малонадёжными носителями информации. Пыль, грязь, влага, температурные перепады и внешние электромагнитные поля очень часто становятся причиной частичной или полной утраты данных, хранящихся на ГМД.
CD-ROM (Compact Disk Read Only Memory)- постоянное запоминающее устройство на основе компакт- дисков. Принцип действия основан на использовании лазерного луча для считывания информации. Стандартный компакт- диск может хранить примерно 650 Мбайт информации. Большие объёмы данных характерны для мультимедийной информации (графика, музыка, видео), поэтому дисководы CD- ROM относятся к аппаратным средствам мультимедиа. Основным недостатком дисководов CD- ROM является невозможность записи данных, но в последнее время появились записывающие устройства CD-R (Compact Disk Recordable),CD- RW, позволяющие одно и даже многократную перезапись информации.
Дальнейшее развитие технологии производства компакт- дисков привело к созданию дисков с высокой плотностью записи- цифровой универсальный диск Digital Versatile Disk (DVD), а увеличение объёма информации обеспечивается применением двусторонних DVD.
Flash- память представляет собой микросхему перепрограммируемого постоянного запоминающего устройства (ППЗУ) с неограниченным числом циклов перезаписи. Это энергонезависимый тип памяти (1994 г.). Карты Flash- памяти не имеют в своем составе движущихся частей, что обеспечивает высокую сохранность данных при их использовании в мобильных устройствах.