Структура персонального компьютера

Компьютер (англ. computer - вычислитель) представляет собой программируемое электронно-вычислительное устройство, способное обрабатывать данные и производить вычисления, а также выполнять другие задачи манипулирования символами.

В настоящее время разнообразие компьютеров велико, но их структура основана на общих логических принципах, позволяющих выделить в любом компьютере основные устройства: память (запоминающее устройство, ЗУ); процессор, включающий в себя устройство управления (УУ) и арифметико-логическое устройство (АЛУ); устройства ввода и вывода. Эти устройства соединены каналами связи, по которым передаются различного рода данные [55]. Основные устройства компьютера и связи между ними представлены на схеме (см. рис. 5.14).

Рис. 5.14. Основные устройства компьютера

Жирными стрелками показаны пути и направления движения данных, а простыми стрелками - пути и направления передачи управляющих сигналов.

Функции памяти - прием данных из других устройств; запоминание и выдача данных по запросу в другие устройства.

Функции процессора - обработка данных по заданной программе на основе выполнения арифметических и логических операций и программное управление работой устройств. Та часть процессора, которая выполняет команды, называется арифметико-логическим устройством (АЛУ), а другая его часть, выполняющая функции управления - устройством управления (УУ). Обычно эти устройства выделяются условно, конструктивно они не разделены. Упрощенная блок-схема компьютера, отражающая основные функциональные компоненты в их взаимосвязи, изображена на рис. 5.15.

Конструктивно составные части системного блока и магистраль располагаются на системной плате. На ней иногда бывают сосредоточены все необходимые для работы компьютера элементы. Такие платы называются All-In-One. Однако большая часть компьютеров имеет системные платы, которые содержат лишь основные узлы, а элементы связи, например, с приводами накопителей, дисплеем и другими периферийными устройствами на ней отсутствуют. В таком случае эти отсутствующие элементы располагаются на отдельных печатных платах, которые вставляются в специальные разъемы расширения, предусмотренные для этого на системной плате. Эти дополнительные платы называют дочерними (daughterboard), а системную плату - материнской. Функциональные устройства, выполненные на дочерних платах, часто называют контроллерами или адаптерами, а сами дочерние платы - платами расширения. Таким образом, подключение отдельных модулей компьютера к магистрали, находящейся непосредственно на материнской плате, на физическом уровне осуществляется с помощью контроллеров, а на программном обеспечивается драйверами. Контроллер принимает сигнал от процессора и дешифрует его, чтобы соответствующее устройство смогло принять этот сигнал и правильно отреагировать на него. За его выполнение процессор не отвечает - отвечает лишь соответствующий контроллер, поэтому периферийные устройства компьютера заменяемы и набор таких модулей произволен. Основу современных компьютеров образует аппаратура (Hardware) - совокупность электронных и электромеханических элементов и устройств, а принцип компьютерной обработки информации состоит в выполнении программы (Software) - формализованном описании алгоритма обработки в виде последовательности команд, управляющих процессом обработки. Конструктивно современный персональный компьютер состоит из четырех основных компонентов, которые образуют его базовую конфигурацию [56]:

системного блока, в котором размещаются устройства обработки и хранения информации;

дисплея - устройства отображения информации;

клавиатуры - основного устройства ввода информации в ПК;

мышь манипулятора - для взаимодействия пользователя с ПК.

Корпус системного блока может иметь следующие варианты компоновки: горизонтальная (DeskTop) и вертикальная (Tower).

В системном блоке размещаются основные элементы компьютера, необходимые для выполнения программ:

· микропроцессор (МП), или центральный процессор (CPU, от англ. Central Processing Unit) - основной рабочий компонент компьютера, который выполняет арифметические и логические операции, заданные программой, управляет вычислительным процессом и координирует работу всех устройств компьютера;

· память (внутренняя - системная, включающая ОЗУ и ПЗУ, и внешняя - дисковая):

- ПЗУ, постоянное запоминающее устройство, или постоянная память (от англ. ROM, Read Only Memory - память только для чтения), служит для хранения неизменяемой (постоянной) программной и справочной информации

- ОЗУ, оперативное запоминающее устройство, или оперативная память (от англ. RAM, Random Access Memory - память с произвольным доступом), предназначено для оперативной записи, хранения и считывания информации (программ и данных), непосредственно участвующей в информационно-вычислительном процессе, выполняемом ПК в текущий период времени.

· дисковая память относится к внешним устройствам ПК и используется для долговременного хранения любой информации, которая может когда-либо потребоваться для решения задач. В качестве устройств внешней памяти, размещаемых в системном блоке, используются накопители на жестких (НЖМД) магнитных дисках, накопители на лазерных оптических дисках (НЛОД), USB-флеш-накопители и др.;

· контроллеры (адаптеры) служат дл я подключения периферийных (внешних по отношению к процессору) устройств к шинам микропроцессора, обеспечивая совместимость их интерфейсов. Они осуществляют непосредственное управление периферийными устройствами по запросам микропроцессора. Контроллеры реализуются, как правило, на отдельных печатных платах, часто называемых адаптерами устройств (от лат. adapto - преобразовываю);

Рис. 5.15. Общая структура компьютера с подсоединенными
периферийными устройствами

· системная плата - основная интерфейсная система компьютера, обеспечивающая сопряжение и связь всех его устройств между собой. Системная (материнская) плата обеспечивает три направления передачи информации: между микропроцессором и внутренней (основной) памятью, между микропроцессором и портами ввода-вывода внешних устройств, между внутренней (основной) памятью и портами ввода-вывода внешних устройств (в режиме прямого доступа к памяти). Устройства, непосредственно осуществляющие процесс обработки информации (вычисления), в том числе микропроцессор, оперативная память и шина, размещаются на ней, кроме того, на ней же располагается и контроллер клавиатуры и мыши.

Схемы, управляющие другими внешними устройствами компьютера, как правило, находятся на отдельных платах, вставляемых в унифицированные разъемы (слоты) на материнской плате. Через эти разъемы контроллеры устройств подключаются непосредственно к системной магистрали передачи данных в компьютере - шине. Иногда эти контроллеры могут располагаться на системной плате.

В системном блоке располагается также блок питания, преобразующий переменное напряжение электросети в постоянное напряжение различной полярности и величины, необходимое для питания системной платы и других устройств компьютера, размещенных в системном блоке. Блок питания содержит вентилятор, создающий циркулирующие потоки воздуха для охлаждения системного блока, сетевого энергопитания ПК.

Кроме сетевого, в компьютере имеется также автономный источник питания - аккумулятор (батарейка). К аккумулятору подключается таймер - внутримашинные электронные часы, обеспечивающие при необходимости автоматический съем текущего момента времени (год, месяц, часы, минуты, секунды и доли секунд). Таймер продолжает работать и при отключении компьютера от электросети. Основными ведущими производителями системных плат являются компании Intel, Asus, Giga-Byte, Abit и др.

Дата добавления: 2014-01-05