Системный блок

Системный блок является главной частью ПК, т.к. именно в нем располагаются все основные узлы ПК:

I. Материнская плата, на которой располагаются:

1.1. Микропроцессор – небольшая электронная схема, выполняющая всевычисления и обработку информации. Конструктивно, процессор – это кристалл кремния маленьких размеров, имеющих специальные ячейки, называемые регистрами. Именно в регистрах помещаются команды, которые выполняются процессором, а также данные, которыми оперируют команды. Работа процессора состоит в выборе из памяти в определенной последовательности команд и данных и их выполнении. Помимо процессора, ПК оснащен дополнительными сопроцессорами, ориентированными на эффективное выполнение специфических функций (математический и графический сопроцессоры, сопроцессор ввода/вывода).

Основные характеристики процессора:

ü Тактовая частота определяет количество элементарных операций (тактов), выполняемых процессором за единицу времени, Гц.

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

ü Рабочее напряжение процессора обеспечивается материнской платой, 3 Вольта.

ü Коэффициент внутреннего умножения таковой частоты – коэффициент, на который следует умножить тактовую частоту материнской платы, которая из чисто физических причин не может работать на таких высоких частотах, как процессор

1.2. Кэш – память, располагающаяся между процессором и оперативной памятью для ускоренного доступа к оперативной памяти и хранит копии программ часто используемых участков оперативной памяти. При обращении процессора к памяти, сначала производится поиск необходимых данных в кэш- памяти. Если данные содержатся в кэш – памяти, то время доступа к памяти уменьшается.

1.3. Оперативная память RAM (Random Access Memory) содержится в ОЗУ (оперативно - запоминающее устройство ), который представляет собой массив из кристаллических ячеек, способных сохранять данные. Данная память используется для оперативного обмена информацией (команды и данные) между процессором, внешней памятью и периферийными системами. По физическому принципу действия различают динамическую память DRAM и статистическую SRAM. Ячейки DRAM представлены в виде микроконденсаторов, способных накапливать электрический заряд. DRAM медленно записывает и читает данные, требует постоянной подзарядки, но проста в реализации и низкая стоимость. Ячейки SRAM представляют собой электронными микроэлементами (триггеры), состоящие из транзисторов, в котором сохраняется не заряд, а состояние (вкл./выкл.). SRAM поддерживает максимальное быстродействие, но сложен процесс изготовления. Основными характеристиками оперативной памяти являются объем памяти и время доступа.

1.4. Постоянная память ROM (Read Only Memory) содержится в ПЗУ (постоянно – запоминающее устройство), которая осуществляетхранение тестирующих и загрузочных программ первойнеобходимости, занесенные при изготовлении ПК. В основу постоянной памяти входит BIOS (BASIC INPUT – OUTPUT SYSTEM) - занимается обслуживанием ввода – вывода информации, а также в BIOS содержится программа конфигурации ПК (SETUP). Она позволяет установить некоторые характеристики устройств ПК (видеокарты, жестких дисков, дисководов для дискет, режимы работы с оперативной памятью, запрос пароля при начальной загрузке и т.д.).

1.5. Энергозависимая память CMOS обеспечивает BIOS информацией о текущей конфигурации системы. Данные, находящиеся в ней, можно заносить туда и изменять их самостоятельно в соответствии с используемым оборудованием.

1.6. Микропроцессорный комплект (Чипсет) – набор микросхем, управляющих работой внутренних устройств ПК и определяющих основные функциональные возможности материнской платы.

1.7. Слоты - разъемы для подключения дополнительных устройств.

II. Контроллер (адаптер) - электронная схема, вмонтированная в ПК /обычно в разъем расширения/ для управления внешними устройствами.

III. Шина: при вставке в разъем материнской платы контроллер подключается к шине – магистрали передачи данных между оперативной памятью и контроллером (наборы проводников, по которым происходит обмен сигналами между внутренними устройствами ПК).

Существуют 3 типы шин: шина данных, адресная шины, командная шина.

ü Адресная шина. Данные, которые передаются по этой шине, трактуется как адреса ячеек оперативной памяти. Именно из этой шины процессор считывает адреса команд, которые необходимо выполнить и данные, с которыми оперируют команды. В современных процессорах адресная шина 32- разрядная, т.е. состоит из 32 проводников.

ü Шина данных. По этой шине происходит копирование данных из оперативной памяти в регистры памяти и наоборот. В ПК на базе процессора Intel Pentium шина данных 64 – разрядная, т.е. за 1 такт на обработку поступает сразу 8 байт данных.

ü Командная шина. По этой шине из оперативной памяти поступают команды, выполняемые процессором. Команды представлены в виде байтов. Простые команды вкладываются в один байт, но есть и такие команды, для которых нужно два, три и больше байта. Большинство современных процессоров имеют 32-разрядную командную шину, хотя существуют 64-разрядные процессоры с командной шиной.

Шины на материнской плате используются не только для связи с процессором. Все другие внутренние устройства материнской платы, а также устройства, которые подключаются к ней, взаимодействуют между собой с помощью шин. От архитектуры этих элементов во многом зависит производительность ПК в целом.

Основные шинные интерфейсы материнских плат:

ISA (Industry Standard Architecture). Разрешает связать между собой все устройства системного блока, а также обеспечивает простое подключение новых устройств через стандартные слоты. Пропускная способность составляет до 5,5 Мбайт/с. В современных компьютерах может использоваться лишь для подсоединения внешних устройств, которые не требуют большей пропускной способности (звуковые карты, модемы и т.д.). EISA (Extended ISA). Расширение стандарта ISA. Пропускная способность возросла до 32 Мбайт/с. Как и стандарт ISA, этот стандарт исчерпал свои возможности и в будущем выпуск плат, которые поддерживают эти интерфейсы, прекратится.

VLB (VESA Local Bus). Интерфейс локальной шины стандарта VESA. Локальная шина соединяет процессор с оперативной памятью в обход основной шины. Она работает на большей частоте, чем основная шина, и позволяет увеличить скорость передачи данных. Позже, в локальную шину «врезали» интерфейс для подключения видеоадаптера, который требует повышенной пропускной способности, что и привело к появлению стандарта VLB. Пропускная способность - до 130 Мбайт/с, рабочая тактовая частота - 50 МГц, но она зависит от количества устройств, подсоединенных к шине, что является главным недостатком интерфейса VLB.

PCI (Peripherial Component Interconnect). Стандарт подключения внешних устройств, введенный в ПК на базе процессора Pentium. По своей сути, это интерфейс локальной шины с разъемами для подсоединения внешних компонентов. Данный интерфейс поддерживает частоту шины до 66 МГц и обеспечивает быстродействие до 264 Мбайт/с независимо от количества подсоединенных устройств. Важным нововведением этого стандарта является поддержка механизма plug – and - play, суть которого состоит в том, что после физического подключения внешнего устройства к разъему шины PCI происходит автоматическая конфигурация этого устройства.

FSB (Front Side Bus). Начиная с процессора Pentium Pro, для связи с оперативной памятью используется специальная шина FSB. Эта шина работает на частоте 100-133 МГц и имеет пропускную способность до 800 Мбайт/с. Частота шины FSB является основным параметром, именно она указывается в спецификации материнской платы. За шиной PCI осталась лишь функция подключения новых внешних устройств.

AGP (Advanced Graphic Port). Специальный шинный интерфейс для подключения видеоадаптеров. Данный шинный интерфейс разработан в связи с тем, что параметры шины PCI не отвечают требованиям видеоадаптеров по быстродействию. Частота этой шины - 33 или 66 МГц, пропускная способность до 1066 Мбайт/с.

USB (Universal Serial Bus). Стандарт универсальной последовательной шины определяет новый способ взаимодействия компьютера с периферийным оборудованием. Он разрешает подключать до 256 разных устройств с последовательным интерфейсом, причем устройства могут подсоединяться цепочкой.

IV. Контроллеры портов ввода – вывода: В каждом ПК существуют контроллеры портов ввода – вывода, интегрированные в состав материнской платы. Он соединяется кабелями с разъемами на задней стенке ПК, через которые к нему подключаются внешние устройства.

Типы портов:

- Параллельные (25 гнезд) - подключение принтера,

- Последовательные (9 или 25 штырьков) - подключение мыши или модема,

- Игровой (15 гнезд) - подключение джойстика.

V. Жесткий диск (винчестер) -основное устройство для долговременного хранения больших объемов данных и программ. Винчестер представляет собой группу соосных дисков, имеющих магнитное покрытие и вращающихся с большой скоростью (5400 – 7200 оборотов в минуту). Над каждой поверхностью располагается головка, предназначенная для чтения – записи данных. Работой винчестера управляет контроллер жесткого диска, включенный в состав чипсета. На жестком диске имеется набор секторов, которые содержат файл или часть файла - это кластер. Жесткие диски обеспечивают наиболее быстрый доступ к данным, высокие скорости чтения и записи данных. Для хорошей и качественной работы винчестеры должны обладать

следующими характеристиками:

- Емкостью (объем информации, помещающейся на диске),

- Быстродействием (время доступа к информации, скорость чтения и запись информации),

- Интерфейсом (вид контроллера, к которому подключаться жесткий диск).

- Среднее время доступа - время (в миллисекундах), на протяжении которого блок головок смещается с одного цилиндра на другой. Время доступа зависит от конструкции привода головок и составляет приблизительно 10-13 миллисекунд;

- время задержки - это время от момента позиционирования блока головок на нужный цилиндр до позицирования конкретной головки на конкретный сектор, другими словами, это время поиска нужного сектора;

- скорость обмена - определяет объемы данных, которые могут быть переданы из
накопителя к микропроцессору и в обратном направлении за определенные
промежутки времени; максимальное значение этого параметра равно пропускной
способности дискового интерфейса и зависит от того, какой режим используется: РIO
или DMA; в режиме РIO обмен данными между диском и контроллером происходит
при непосредственном участии центрального процессора, чем больше номер режима
РЮ, тем выше скорость обмена; работа в режиме DMA (Direct Memory Access)
разрешает передавать данные непосредственно в оперативную память без участия
процессора; скорость передачи данных в современных жестких дисках колеблется в
диапазоне 30-60 Мбайт/с.

VI. Дисковод (НГМД): FDD /Floppy Disk Drive/ -устройство для ввода – вывода информации на сменных гибких магнитных дисках дискет). Емкость указывается в МБайтах, стандарт – 1,44 Мбайт.

VII. CD – ROM (CD - RW) – дисковод для воспроизведения (записи) информациилазерных компакт – дисков (CD).

VIII. DVD - ROM (DVD - RW) -дисковод для воспроизведения (записи) информации оптических цифровых дисков (DVD).

IX. Блок питания преобразует напряжение сети в напряжение, необходимое для работы устройств ПК.

X. Кулер – вентилятор.

XI. Периферийные устройства:

· Внутренние,

· Внешние.

1. Внутренние устройства:

a) Видеокарта- устройство, позволяющее трансформировать цифровую информацию в видеоизображение. Видеоадаптер руководит работой монитора. Вместе с монитором видеокарта создает видеоподсистему ПК. Он имеет вид отдельной платы расширения, которую вставляют в определенный слот материнской платы (слот AGP). Видеоадаптер выполняет функции видеоконтроллера, видеопроцессора и видеопамяти.

Стандарты видеоадаптеров:

ü MDA (Monochrome Display Adapter) – монохромный;

ü CGA (Color Graphics Adapter) – 4 цвета;

ü EGA (Enchanced Graphics Adapter) – 16 цветов;

ü VGA (Video Graphics Array) – 256 цветов;

ü SVGA (Super Video Graphics Array) – до 16,7 млн. цветов

На эти стандарты рассчитаны все программы, предназначенные для IBM-совместимых компьютеров. Сформированное графическое изображение хранится во внутренней памяти видеоадаптера, называемое видеопамятью. Необходимая емкость видеопамяти зависит от разрешающей способности и палитры цветов, поэтому для работы в режимах с высокой разрешающей способностью полноцветной гаммой необходимо как можно больше видеопамяти. Большинство видеокарт обладают возможностью расширения объема видеопамяти от 512 Мб до 1 Гб, а также свойством видеоакселерации (часть операций по построению изображения может происходить без выполнения математических вычислений в основном процессоре, а чисто аппаратным путем – преобразованием данных в специальных микросхемах видеоакселератора). Видеоакселератор может входить в состав видеоадаптера, и могут поставляться в виде отдельной платы, устанавливаемой на материнской плате и подсоединенной к видеокарте. Существует 2 типа видеоакселераторов: для плоской (2D) и трехмерной (3D) графики.

b) Звуковая карта - устройство, позволяющее трансформировать цифровую информацию в звуковые колебания.

c) Стример – устройство записи информации на магнитную ленту.

d) Модем – устройство для обмена информацией между ПК по средствам телефонной сети (внутренний, внешний).

2. Внешние устройства:

a) Факс – модем – устройство, сочетающее возможности модема и средства для обмена факсимильными изображениями с другими факс – модемами и обычными телефаксными аппаратами /обладает голосовыми возможностями/.

b) Манипулятор, частично заменяющий клавиатуру и обеспечивающий перемещение курсора по экрану монитора (джойстик, дигитайзер, мышь, трекбол).

c) Принтер – устройство печати информации на бумагу (матричный, струйный, термографический, лазерный, светодиодный).

d) Плоттер - устройство печати графической информации на бумагу (роликовый, планшетный).

e) Сканер – устройство, отображающее информацию с источника на экран монитора.(ручной, штрих - сканеры, барабанный, планшетный, сканеры форм, светодиодный)

Дата добавления: 2013-12-13