Основные блоки персонального компьютера и их назначение

Средства и технологии сбора, ввода данных в ЭВМ

В АИС предприятий, организаций менеджеры, бухгалтеры, финансисты, экономисты и другие специалисты значительную часть рабочего времени тратят на ручной ввод в компьютеры данных с поступающих товарных, платежных и других документов.

Персональный компьютер в своем составе содержит следующие основные элементы:

материнская плата

микропроцессор;

жесткий диск;

CD-ROM;

Типовая структурная схема персонального компьютера

Материнская плата - (англ. motherboard, MB; сленг. мама, мать, материнка) — это сложная многослойная печатная плата, на которой устанавливаются основные компоненты персонального компьютера (центральный процессор, контроллер ОЗУ и собственно ОЗУ, загрузочное ПЗУ, контроллеры базовых интерфейсов ввода-вывода). Как правило, материнская плата содержит разъёмы (слоты) для подключения дополнительных контроллеров, для подключения которых обычно используются шины USB, PCI и PCI-Express.

Её основные компоненты:

V процессор - основная микросхема, выполняющая большинство математических и логических операций;

V микропроцессорный комплект (чипсет) - набор микросхем, управляющих работой внутренних устройств компьютера и определяющих основные функциональные возможности материнской платы;

V шины - наборы проводников, по которым происходит обмен сигналами между внутренними устройствами компьютера;

V оперативная память (оперативное запоминающее устройство, ОЗУ) набор микросхем, предназначенных для временного хранения данных, когда компьютер включен;

V ПЗУ (постоянное запоминающее устройство), микросхемы предназначенная для длительного хранения данньтх, в том числе и когда компьютер выключен;

V разъемы для подключения дополнительных устройств (слоты)

Материнская плата имеет несколько основных характеристик:

Форм-фактор (AT/ATX) – определяет форму, размеры материнских плат, расположение компонент на плате. Важно: форм-фактор платы определяет, в какой тип корпуса вы можете ее поставить. Корпуса соответственно бывают AT/ATX. ATX стоит дороже, но предоставляет дополнительные возможности: программное включение/выключение компьютера, более надежный разъем питания, лучшая вентиляция корпуса. На данный момент применяют форм-фактор ATX.

Разъемы USB/Infared/PS мыши: на большинстве плат присутствуют разъемы для подключения USB/Infared/PS мыши, но не у всех есть разъемы и кабели для подключения этих устройств. Обычно USB/Infared необходимо приобретать дополнительно.

Chip Set – набор микросхем. Это одна или несколько микросхем, таймеры, систему управления специально разработанных для “обвязки” микропроцессора. Они содержат в себе контроллеры прерываний, прямого доступа к памяти, памятью и шиной – все те компоненты, которые в оригинальной IBM PC были собраны на отдельных микросхемах. Обычно в одну из микросхем набора входят также часы реального времени с CMOS-памятью и иногда – клавиатурный контроллер, однако эти блоки могут присутствовать и в виде отдельных чипов. В последних разработках в состав микросхем наборов для интегрированных плат стали включаться и контроллеры внешних устройств.

“Гнездо” для установки процессора: на системных платах, предназначенных для установки процессоров Pentium, Pentium MMX и Cyrix M2, “гнездо” – квадратной формы, с многочисленными дырочками под “ножки” процессора по краю рамки. Такой тип разъема носит название Socket 7. На платах, предназначенных для установки процессора Pentium II, а также нового процессора фирмы AMD под названием К7 вы увидите уже не квадратное гнездо, а длинный “щелевой” разъем – слот (тип Slot 1). На большинстве материнских плат, предназначенных для построения домашних систем, сокет или слот имеется в единственном экземпляре (хотя в продаже имеются и платы для построения двухпроцессорных систем).

Разъемы-слоты стандарта PCI: как правило, их четыре (изредка – меньше). Разъемы PCI – обычно самые короткие на плате, белого цвета, разделенные своеобразной “перемычкой” на две неравные части.

Разъем Advanced Graphic Port (AGP): (Accelerated Graphics Port – ускоренный графический порт) - интерфейс для подключения видеоадаптера к отдельной магистрали AGP, имеющей выход непосредственно на системную память. В системной памяти размещаются преимущественно параметры трехмерных объектов (текстуры, альфа-канал, z-буфер), требующие быстрого доступа со стороны как процессора, так и видеоадаптера. Интерфейс выполнен в виде отдельного разъема, в который устанавливается AGP-видеоадаптер. Cначала были модемы на 56 кбит/с, затем DVD, а теперь притчей во языцех стал ускоренный графический порт (Accelerated Graphics Port – AGP) фирмы Intel. Список “полуфабрикатов” новых технологий, навязываемых покупателям компьютеров, непрерывно растет.

IR Connector: Infrared Connector – разъем для инфракрасного излучателя/приемника. Подключен к одному из встроенных COM-портов (обычно – COM2) и позволяет установить беспроводную связь с любым устройством, снабженным подобным излучателем и приемником. Работает по тому же принципу, что и пульты управления бытовой радиоаппаратурой.

Разъемы-слоты типа ISA: шина, как известно, представляет из себя, собственно, набор проводов (линий), соединяющий различные компоненты компьютера для подвода к ним питания и обмена данными. В “минимальной комплектации” шина имеет три типа линий:

* линии адресации - используемая центральным процессором или устройствами, способными инициировать сеансы DMA (Прямой доступ к памяти (англ. Direct Memory Access, DMA) — режим обмена данными между устройствами или же между устройством и основной памятью (RAM), без участия Центрального Процессора (ЦП). В результате скорость передачи увеличивается, так как данные не пересылаются в ЦП и обратно), для указания физического адреса слова ОЗУ (или начала блока слов), к которому устройство может обратиться для проведения операции чтения или записи.

Основной характеристикой шины адреса является её ширина в битах. Ширина шины адреса определяет объём адресуемой памяти. Например, если ширина адресной шины составляет 20 бит, и размер слова памяти равен одному байту (минимальный адресуемый объём данных), то объём памяти, который можно адресовать, составляет 220 = 1 048 576 байтов (1 МБайт) как в IBM PC/XT.

С точки зрения архитектуры микропроцессорной системы, если не применять мультиплексирование, каждый бит в адресе определяется одним проводником (линией) в магистрали, по которой передаётся адрес.

Если рассматривать структурную схему микро-ЭВМ, то адресная шина активизирует работу всех внешних устройств по команде, которая поступает с микропроцессора.;

* линии данных - предназначенная для передачи информации. В компьютерной технике принято различать выводы устройств по назначению: одни для передачи информации (например, в виде сигналов низкого или высокого уровня), другие для сообщения всем устройствам (шина адреса) — кому эти данные предназначены.

* линии управления - по которой передаются сигналы, определяющие характер обмена информацией по магистрали. Сигналы управления определяют, какую операцию (считывание или запись информации из памяти) нужно производить, синхронизируют обмен информацией между устройствами и т. д.

Эта шина не имеет такой же четкой структуры, как шина данных или шина адреса. В шину управления условно объединяют набор линий, передающих различные управляющие сигналы от процессора на все периферийные устройства и обратно. В шине управления присутствует линии, передающие следующие сигналы[1]:

RD — сигнал чтения;

WR — сигнал записи;

MREQ — сигнал, инициализации устройств памяти (ОЗУ или ПЗУ);

IORQ -сигнал инициализации портов ввода/вывода.

Кроме того, к сигналам шины управления относятся: READY — сигнал готовности, RESET — сигнал сброса.;

Слоты для установки оперативной памяти: От слотов для установки плат отличаются наличием специальных замочков-”защелок”, На новых платах Pentium MMX, как правило, предусмотрена установка двух типов памяти – более старого формата SIMM (72 контакта) и нового- быстрой памяти типа DIMM (168 контактов). Слоты DIMM значительно короче слотов SIMM, так что путаницы здесь не возникнет. Количество слотов обоих типов может варьироваться от 2 до 4. Возможен вариант, когда на материнской плате вы найдете разъемы под один тип памяти и это будит DIMM так как последнее время стали уходить от SIMMов все потому что наступает эпоха больших скоростей и большой производительности.

Контроллеры портов: Под “портами” понимаются разъемы на задней стенке компьютера, предназначенные для подключения таких внешних устройств, как принтер, мобильный дисковод большой емкости (для этого предусмотрен так называемый параллельный порт, или LPT), а также – внешнего модема, манипулятора типа “мышь” (через два последовательных порта – СОМ1 и COM2 с разъемами 9 и 25 штырьков). Параллельный порт (LPT) всегда один, число же портов СОМ может варьироваться от 2 до 4. Во многих платах Pentium II, соответствующих стандарту АТХ, имеются еще и специальные разъемы для подключения мыши и клавиатуры – круглые разъемы типа PS/2. Не забудем и еще одну новинку- последовательный порт USB.

USB: (Universal Serial Bus – универсальная последовательная магистраль) - новый интерфейс для подключения различных внешних устройств. Предусматривает подключение до 127 внешних устройств к одному USB-каналу (по принципу общей шины), реализации обычно имеют по два канала на контроллер. Обмен по интерфейсу – пакетный, скорость обмена – 12 Мбит/с. Последнее время, устройств в формате USB (модемов, принтеров, сканеров, мониторов и даже клавиатур) на рынке становится все больше и больше.

Кэш: Cache (запас) обозначает быстродействующую буферную память между процессором и основной памятью. Кэш служит для частичной компенсации разницы в скорости процессора и основной памяти – туда попадают наиболее часто используемые данные. Когда процессор первый раз обращается к ячейке памяти, ее содержимое параллельно копируется в кэш, и в случае повторного обращения в скором времени может быть с гораздо большей скоростью выбрано из кэша. При записи в память значение попадает в кэш, и либо одновременно копируется в память, либо копируется через некоторое время. При обратной записи, называемой также буферизованной сквозной записью, значение копируется в память в первом же свободном такте, а при отложенной – когда для помещения в кэш нового значения не оказывается свободной области; при этом в память вытесняются наименее используемая область кэша. Вторая схема более эффективна, но и более сложна за счет необходимости поддержания соответствия содержимого кэша и основной памяти.

VRM: Voltage Regulator Module – модуль регулятора напряжения. Служит для формирования нужных напряжений питания процессора. Разработан для того, чтобы существующие системные платы могли поддерживать новые типы процессоров, которые появятся в будущем. На платах, поддерживающих VRM, для него есть специальный двухрядный разъем с пластмассовым обрамлением, расположенный обычно рядом с процессором или его стабилизатором питания.

BIOS: (basic input/output system ) – базовая система ввода-вывода – это встроенное в компьютер программное обеспечение, которое ему доступно без обращения к диску. На PC BIOS содержит код, необходимый для управления клавиатурой, видеокартой, дисками, портами и другими устройствами. Обычно BIOS размещается в микросхеме ПЗУ (ROM), размещенной на материнской плате компьютера (поэтому этот чип часто называют ROM BIOS). Эта технология позволяет BIOS всегда быть доступным, несмотря на повреждения, например, дисковой системы. Это также позволяет компьютеру самостоятельно загружаться. Поскольку доступ к RAM (оперативной памяти) осуществляется значительно быстрее, чем к ROM, многие производители компьютеров создают системы таким образом, чтобы при включении компьютера выполнялось копирование BIOS из ROM в оперативную память.

В настоящее время, почти все материнские платы комплектуются Flash BIOS, BIOSом, который в любой момент может быть перезаписан в микросхеме ROM при помощи специальной программы. BIOS PC стандартизирован, поэтому, в принципе менять его, также как, например, операционные системы нет необходимости. Дополнительные возможности компьютера можно использовать только использованием нового программного обеспечения. BIOS, который поддерживает технологию Plug-and-Play, называется PnP BIOS. При использовании этой технологии BIOS должен быть обязательно прошит во Flash ROM.

PnP: Plug And Play – “вставь и играйся”. Обозначает технологию, которая сводит к минимуму усилия по подключению новой аппаратуры. PnP-карты не имеют перемычек конфигурации или особых программ настройки; вместо этого общий для компьтера PnP-диспетчер (отдельная программа либо часть BIOS или ОС) сам находит каждую из них и настраивает на соответствующие адреса, линии IRQ, DMA, области памяти, предотвращая совпадения и конфликты. PnP BIOS обычно обозначает BIOS с поддержкой такой настройки, однако настройка карт на азрличных шинах различается, и PnP BIOS на плате с шинами ISA/PCI, может уметь настраивать только PCI-карты, а для ISA потребуется поддержка со стороны ОС или отдельный настройщик.

ATX: AT Extension (расширение AT) – стандарт корпуса и системной платы для настольных компьютеров. Корпус представляет собой доработанный вариант корпуса Slim; плата (стандартный размер – 305 x 244) располагается в нем длинной стороной вдоль задней стенки. Блок питания имеет приточную систему вентиляции, процессор устанавливается в непосредственной близости от него для минимизации длины питающих цепей и охлаждения от встроенного вентилятора (для мощных процессоров все же требуется собственный вентиля- тор). Некоторые блоки имеют автоматическую регулировку скорости вращения вентилятора в зависимости от температуры.

Виды материнских плат:

• Устаревшие: Baby-AT; Mini-ATX; полноразмерная плата AT; LPX.
• Современные: АТХ; microATX; Flex-АТХ; NLX; WTX, CEB.
• Внедряемые: Mini-ITX и Nano-ITX; Pico-ITX; BTX, MicroBTX и PicoBTX

Дата добавления: 2014-01-07