Принцип відкритої архітектури

ПК сконструйовано за принципом відкритої архітектури, що означає можливість підключення будь-якого числа периферійних пристроїв та необмежених можливостей модернізації комп'ютера (на практиці обмеження є, але вони мають характер конкретної реалізації схеми комп'ютера). Технічною реалізацією принципу відкритої архітектури є структура системної магістралі (системної шини).

Склад центрального обладнання персонального комп'ютера

Конструктивно настільний ПК (desktop) у базовій комплектації складається із системного блока, монітора, клавіатури, миші та звуко­вих колонок. Усе обладнання комп'ютера прийнято поділяти на цен­тральне та периферійне. До центральних пристроїв відносять проце­сор, оперативний запам'ятовуючий пристрій (ОЗП), кеш-пам'ять, си­стемну магістраль, генератор тактових імпульсів, мікросхему ВІ0S. Інші пристрої з точки зору архітектури є периферійними.

Центральні пристрої розміщуються на системній платі (часто її називають «материнською» платою) комп'ютера/ Визначаль­ною характеристикою системної плати є чіпсет, тобто набір мікросхем та допоміжних пристроїв, виготовлених за конкретною технологією. Наприклад, існують популярні чіпсети IntelР45 Ехрress, NVIDIA nForce 740і SLX, Х58 та ін.

Мікропроцесор (МП). Це надвелика інтегральна схема (наприклад, процесор Intel Core і7 має 731 млн транзисторів), виконана на одному напівпровідниковому кристалі. Мікропроцесор здійснює арифметичні, логічні функції та функції управління. Характеристиками мікропроце­сора є: тактова частота роботи; розрядність; система команд; тип кор­пусу; архітектура та технологія виготовлення. Тактова частота визначає швидкодію — діапазон значень для мікропроцесорів такий: від 300 МГц для процесора Pentium II до 3,2 ГГц для Intel Core i7.

Розрядність визначає кількість двійкових розрядів, які обробляються процесором за один машинний такт, та ширину адресної лінії — 32- розрядна або 64-розрядна схема. Тип корпусу визначає конструктивне виконання мікропроцесора, кількість і розміщення контактів у його з'єднанні. Архітектура МП визначає його внутрішню структуру, в першу чергу кількість ядер. Це можуть бути дво-, чотири- та восьмиядерні схеми. Технологія виготовлення характеризується щільністю розміщення елементів у МП і становить 90 нм, 65 нм, 45 нм.

Оперативний запам'ятовуючий пристрій (ОЗП). Це основна (елек­тронна) пам'ять комп'ютера при виконанні програм. Вона призначена для зберігання програм і даних під час роботи комп'ютера. ОЗП є пам'яттю з довільним доступом. Конструктивно вона виконується у вигляді друкованої плати з мікросхемами. При відключенні живлення інформація в ОЗП зникає. Це так звана енергозалежна пам'ять, тобто інформація зберігається тільки на час включення жив­лення комп'ютера. Основні характеристики ОЗП — це ємність, час доступу, конструктивне виконання.

Ємність пам'яті вимірюється байтами і похідними від них одиницями — кілобайтами (1 Кб = 1024 байти), мегабайтами (1 Мб = 1024 Кб = 1 048 576 байтів), гігабайтами (1 Гб = 1024 Мб = = 1 073 741 824 байти), терабайтами (1 Тб = 1024 Гб = 1 099 511 627 776 байтів), петабайтами (1 Пб = 1024 Тб), ексабайтами (1 Еб = 1024 Пб), зетабайтами (1 36 = 1024 Еб), йоттабайтами (1 Йб = 1024 36). Для ПК ємність ОЗП становить, як правило, 256, 512 Мб, 1 Гб, 2,4, 8 або 16 Гб.

Час доступу — це проміжок часу, за який відбудеться цикл зчитування даних з ОЗП або цикл запису даних у пам'ять. Він становить від 50 до 3 наносекунд залежно від типу інтегральних схем. Технологія виготовлення визначає динамічну або статичну пам'ять. Конструктивне виконання визначає кількість контактів на друкованій платі, наявність або відсутність контролю парності та деякі інші параметри.

Кеш-пам 'ять. Сучасні ПК мають над оперативну пам'ять, або кеш- пам'ять, яка призначена для узгодження швидкості роботи оперативної пам'яті та МП і реалізована на базі статичної пам'яті. Фактично це проміжний буфер швидкого доступу. У МП може бути до трьох кешів (рівні L1 — LЗ), причому наступний кеш має більший обсяг пам'яті і меншу швидкість роботи, ніж попередній. Наприклад, процесор Intel Core i7 965 має кеш L1 ємністю 128 Кб, L2 ємністю 1 Мб, LЗ ємністю 8 Мб.

Системна магістраль (системна шина) — це лінії електричних з'єднань (провідників) та обслуговуючих мікросхем для обміну даними, адресами та сигналами між різними компонентами комп'ютера.

До системної магістралі підключають МП, оперативну пам'ять та кеш-пам'ять. Решту пристроїв підключають до системної магістралі через локальні шини. Системні шини сучасних МП працюють на частоті 133, 200, 400, 533, 1000, 1200 або 1600 МГц і відповідають розрядності МП (наприклад, 64 розряди).

Локальна шина сполучає зовнішні пристрої з ОЗП без участі процесора. Стандартом на такі шини є РСІ (зв'язок периферійних компонентів). До шини РСІ можна підключати до 10 пристроїв. Шина РСІ забезпечує швидкість обміну даних відповідно до 528 Мбіт/с. Стандартна тактова частота шини — 66 МГц.

Шина для графічної інформації — РСІ Ехрress 2, яка працює на частоті від 400 до 1600 МГц (залежно від системної плати). РСІ Ехрress 2 підтримує двосторонній обмін з перепускною спроможністю до 16 Гбіт/с. Шина РСІ Ехрress 2 призначена для підключення відеоадаптера або ЗD - відеоакселератора, який керує роботою монітора.

Мікросхема BIOS. Це спеціальна мікросхема яка має у своєму складі програми введення-виведення мапшнного рівня. Мікросхема BIOS є постійним запам'ятовуючим пристроєм (ПЗП). Програми ВІОS — це програма для виклику програми-завантажувача операційної системи, драйвери клавіатури та дисків, тестування пристроїв комп'ютера, настроювання конфігураційних параметрів комп'ютера (зеїир). ВІ08 автоматично починає роботу при включенні електроживлення.

Плати розширення. Це пристрої, призначені для виконання додаткових функцій, які не виконуються системною платою, або для управління роботою складних пристроїв. Конструктивно плата розширення — це друкована плата стандартного розміру із з'єднанням РСІ або РСІ Ехрress. Такими платами розширення є, наприклад, відеоадаптер, звукова карта, мережева карта тощо.

Відеоадаптер (відеокарта) — це пристрій, який керує виведенням інформації на монітор. Головна його функція — перетворення інформації, яка зберігається в ОЗП, на відеосигнал для монітора.

Складовими частинами відеокарти є графічний процесор, відео­контролер, відеопам'ять, цифро-аналоговий перетворювач, відео-ПЗП, система охолодження.

Звукові карти — спеціалізовані пристрої для оброблення звукової інформації. Мають у своєму складі спеціалізований мікропроцесор. Він забезпечує можливість моно- та стереофонічного запису і відтворення аудіофайлів із рівнем якості як на аудіо-СО.

Модуль Wi-Fi. Технологія Wi-Fi (дослівно «бездрото­ва точність») призначена для бездротового підключення до комп'ютерних мереж. Мобільні пристрої — ноутбуки, кишенькові ПК, смартфони, оснащені модулями Wi-Fi (приймально-передавальними пристроя­ми, що працюють у радіодіапазоні), можуть підключатися до комп'ютерних мереж і отримувати доступ до Internet через точки доступу. Радіус дії пристроїв порівняно невеликий — приблизно до 100 метрів.

Мережеві плати (мережеві адаптери). Призначені для з'єднання ПК із каналом передавання даних, наприклад із кабелем «звита пара». У сучасних ПК мережеві адаптери інтегровано у склад обладнання системних плат. Швидкість передавання даних по мережі становить 10 Мбіт/с або 100 Мбіт/с.

Дата добавления: 2014-01-04