20. Состав аппаратного обеспечения пк

Центральным звеном любой компьютерной системы обработки информации является компьютер.

В минимальной комплектации современный персональный компьютер состоит из: системного блока, видеомонитора, клавиатуры, мыши.Современный ПК выполнен в корпусе из металла или пластмассы. Металлический корпус служит экраном, уменьшающим излучение узлов ПК, поэтому он более предпочтителен. Различают корпуса ПК с горизонтальным расположением (desktop) и с вертикальным (tower).Основные узлы ПК сосредоточены на его системной (материнской) плате.В настоящее время корпуса и системные платы выпускаются в основном формата ATX.

На материнской плате шина – это внешне незаметная группа печатных проводов. Применяются следующие типы шин: MCA, PCI, PCI-Express. Со временем для ускорения работы видеоадаптера и жесткого диска были введены так называемые локальные шины (local bus): VLB, AGP. Широкое применение получила высокоскоростная универсальная последовательная шина – USB.

Ведущим элементом любого персонального компьютера является центральный процессор (микропроцессор), выполняющий основные арифметические и логические операции, а также формирующий управляющие сигналы к другим устройствам компьютера. Одной из основных характеристик процессора является тактовая частота.

Т акт – время выполнения процессором элементарной внутренней операции.

Тактовая частота – это количество тактов, выполняемых процессором в секунду. Т.е. чем выше тактовая частота процессора, тем быстрее он работает.

Разрядность – это максимальная длина (количество разрядов) двоичного числа, которое может обрабатывать микропроцессор. Обычно разрядность равна 8, 16, 32 (в старых моделях) или 64.

Вторым элементом компьютера, определяющим его важнейшие характеристики, является память. Память – это устройства для хранения данных.

П ЗУ именуют также ROM (Read Only Memory – память только для чтения). Сейчас в ПЗУ применяются микросхемы, которые легко перепрограммируются прямо на системной плате электрическими импульсами. Их называют Flash EDROM или флэш-памятью.

Еще один вид ПЗУ выполняется на особых комплементарных полевых транзисторах и реализован в CMOS микросхемах. Эта память теряет инфо при выключении питания.

В ПЗУ находится также базовая система ввода/вывода BIOS (Basic Input/Output System).

Оперативная память предназначена для того, чтобы хранить данные только на время работы компьютера. Другие виды памяти на жестких дисках предназначены для постоянного или долговременного хранения.

Внешняя память предназначена для хранения и переноса информации. В зависимости от характера носителя ее можно разделить на несколько типов:

память на магнитных носителях (гибкие и жесткие магнитные диски, магнитные ленты (стримеры));

память на оптических носителях (компакт-диски с однократной и многократной записью);

энергонезависимая память (флэш-память).

Основная характеристика внешней памяти объем вмещаемой информации.

Монитор – устройство визуального представления данных. Монитор и видеокарта образуют видеоподсистему персонального компьютера. Разрешение экрана является одним из важнейших параметров видеоподсистемы. Чем оно выше, тем больше информации можно отобразить на экране.

Мониторы можно подразделить на три группы:

монитор на базе ЭЛТ;

мониторы на жидких кристаллах;

мониторы с сенсорными экранами.

Аудио-оснащение ПК

Для полноценного превращения ПК в мультимедийный компьютер, помимо видеосистемы, ПК должен быть оснащен аудиосистемой. Полноценное оснащение ПК звуковыми возможностями стало возможным после создания компанией Creative Labs изделия Sound Blaster (Орудие звука). Это был первый аудиоадаптер в виде карты расширения, вставляемый в слот ПК.

Аудиоадаптер по существу состоит из двух частей – цифрового магнитофона и электронного синтезатора звуков.

Архитектуры электронных вычислительных систем

Архитектурой ПК называется его описание на некотором общем уровне, включающее описание пользовательских возможностей программированных систем команд, систем адресации, организации памяти и т.д. Она определяет принцип действия, информационные связи и взаимное соединение основных логических устройств или узлов ПК.

Структура ПК – это совокупность его функциональных элементов и связей между ними. Структура ПК графически представляется в виде структурных схем, с помощью которых можно дать описание ПК на любом уровне детализации.

Выделим 4 основных архитектурных решения:

Классическая архитектура (по фон Нейману) – одно арифметико-логическое устройство (АЛУ), через которое проходит поток данных, и одно устройство управления (УУ), через которое проходит поток команд (программы). Это однопроцессорный ПК. К этому типу архитектуры относится и архитектура ПК с общей шиной.

Системной магистралью называется общая шина, связывающая все устройства ПК. Физически магистраль представляет собой многопроводниковую линию с гнездами для подключения микросхем. Совокупность проводов магистрали разделяется на отдельные группы:

шина адреса;

шина данных;

шина управления.

Контроллер – это устройство, которое связывает периферийное оборудование или каналы связи с центральным процессором, освобождая процессор от непосредственного управления функционирования данного оборудования.

Многопроцессорная архитектура – наличие в ПК нескольких процессоров означает, что параллельно может быть организовано много потоков данных и много потоков команд, но не команд и данных. Т.о., параллельно могут выполняться несколько фрагментов одной задачи.

Многомашинная вычислительная система – здесь несколько процессоров, входящих в вычислительную систему, не имеют общей оперативной памяти, а имеют каждый свою (локальную). Каждый ПК данной системы имеет классическую архитектуру, и такая система применяется достаточно широко. Однако, эффект от применения данной системы может быть получен только при решении задач, имеющих специальную структуру: она должна разбиваться на столько слабосвязанных подзадач, сколько ПК в системе.

Архитектура с параллельными процессорами – здесь несколько АЛУ работают под управлением одного УУ.

Из рисунка видно, что множество данных может обрабатываться по одной программе, т.е. по одному потоку команд. Высокое быстродействие такой архитектуры можно получить только на задачах, в которых одинаковые вычислительные операции выполняются одновременно на различных однотипных наборах данных.

Обобщенная классификация ПК

- по этапам развития (по поколениям);

- по архитектуре;

- по производительности;

- по условиям эксплуатации;

- по количеству процессоров;

- по потребительским свойствам и т.д.

Четких границ между классами ПК не существует; по мере совершенствования структур и технологии производства появляются новые классы ПК, а границы прежних значительно изменяются.

Среди множества современных ЭВМ можно выделить основные классы:

- суперЭВМ;

- большие вычислительные комплексы (БВК);

- мини-ЭВМ;

- персональные ЭВМ.

1. СуперЭВМ предназначены для решения сверхсложных задач в военном деле, экономике, космонавтике, метеорологии.

2. Область применения БВК (получивших название «Мейнфреймы») – решение особо ответственных задач в военной, финансовой и прочих сферах – там, где требуется исключительная надежность работы.

3. Ранее мини-ЭВМ использовались в небольших организациях для решения сравнительно несложных задач.

Современные мини-ЭВМ, благодаря достижениям микроэлектроники, по размерам сравнялись с ПЭВМ, имея огромное превосходство над последними в производительности и надежности.

Они находят применение, например, в банковской сфере, в качестве серверов высоконадежных локальных вычислительных сетей с числом рабочих станций до 300.

4. Персональные ЭВМ (ПЭВМ), обладая большими возможностями, вытеснили БВК и мини-ЭВМ, из многих областей деятельности.

По конструкции ПЭВМ делятся на несколько видов: настольные; наколенные (Laptop); ноутбуки (NoteBook); субноутбуки (SubNoteBook); карманные (Palmtop); электронные записные книжки (они позволяют только записывать и читать текст).