Аппаратная реализация компьютера

Аппаратная реализация компьютера

Аппаратная реализация компьютера МОУ СОШ №50 Автор: Берёзкин Кирилл Учитель: Гришкова Т.П.

Содержание 1. Основные варианты реализации современного компьютера 2. Системный блок и блок питания 3. Системная плата a) CPU – Central Processing Unit b) Системная шина (магистраль) c) Порты 4. Внутренняя память (ОЗУ) 5. Внешняя память 6. Видеосистема

Основные варианты реализации современного компьютера Современный персональный компьютер (PC) может быть реализован в настольном (desktop), портативном (notebook) или карманном (handheld) варианте. Остановимся подробнее на настольном варианте, учитывая, что это наиболее распространённая компоновка.

Системный блок и блок питания Все основные компоненты настольного компьютера смонтированы внутри системного блока. Он защищает чувствительную электронную начинку компьютера от механических повреждений, а также от пыли.

Системная плата Системная (материнская) плата – основная плата компьютера. На ней реализована магистраль обмена информацией, имеются разъёмы для установки процессора и оперативной памяти, слоты для установки контроллёров внешних устройств. Северный мост – контроллёр оперативной памяти. Обеспечивает обмен информацией между процессором и оперативной памятью по системной шине. К нему также подключена шина PCI (Peripherial Component Interconnect Bus), обеспечивающая обмен информацией с контроллёрами периферийных устройств. Южный мост – контроллёр периферийных устройств. Обеспечивает обмен информацией между северным мостом и портами для периферийного оборудования.

CPU – Central Processing Unit CPU состоит из процессора, сопроцессоров, а также КЭШ-памяти. Процессор – главное вычислительное устройство компьютера, аппаратно реализуется на большой интегральной схеме (БИС). Важнейшая характеристика: тактовая частота (кол-во тактов в секунду). Сопроцессоры – специальный блок для операций с «плавающей точкой». Необходимы для особо точных расчётов, работы сложных графических программ. КЭШ-память – небольшая, сверхбыстрая энергозависимая память, предназначенная для хранения промежуточных результатов вычислений.

Системная шина (магистраль) Системная шина включает в себя три многоразрядные шины: шину данных, шину адреса и шину управления. К ней подключаются процессор, оперативная память, а также периферийные устройства ввода, вывода и хранения информации. По шине данных передаются данные между различными устройствами. Разрядность шины определяется разрядностью процессора (кол-вом двоичных разрядов, которые могут обрабатываться процессором одновременно). По адресной шине передаётся адрес устройства или ячейки памяти, откуда будут считываться или куда будут пересылаться данные, от процессора к оперативной памяти. Разрядность шины адреса определяет объём адресуемой памяти. По шине управления передаются сигналы, определяющие характер обмена информацией по магистрали. Сигналы управления показывают, какие операции нужно производить, синхронизируют обмен информацией между устройствами и т.д.

Порты Набор портов и разъёмов для подключения отдельных устройств реализован на материнской плате и включает в себя следующие порты: Параллельный (LPT-порт – Line Printer Port) – гнездовой 25-ти контактный порт, скорость ~2 Мбит/с. Данные передаются побайтно. Используется для подключения принтера, сканера, плоттера и т.д. Последовательный (COM-порт – Communication Port) – штыревой, 9 и 25 контактный порт, скорость ~112 Кбит/с. Данные передаются бит за битом. Используется для подключение мыши, модема и т.д. PS/2 (Programming System, Intel®) – порт, используемый для подключения мыши и клавиатуры. USB (Universal Serial Bus) – используется для подключения практически любых устройств. Скорость USB 1.0 ~12 Мбит/с, USB 2.0 ~480 Мбит/с. Самый современный и скоростной порт.

Внутренняя память (ОЗУ) Энергозависимая быстродействующая память не очень большого объёма, непосредственно связанное с процессором и предназначенная для записи, считывания и хранения информации выполняемых программ и данных. Главные характеристики – объём и быстродействие. Время доступа к ОЗУ ~6-7 нс. Типы ОЗУ: SIMM – Single Inline Memory Module – устаревший тип памяти. DIMM – Dual Inline Memory Module. DDR (Double Data Rate) – SDRAM (Synchronous) и DDRAM (Rambus) Dynamic Random Access Memory. DDR II – наиболее современный тип ОЗУ.

Внешняя память Внешняя память долговечна, энергонезависима, имеет неограниченный объём (за счёт сменных носителей). Скорость чтения данных 9-12 Мб/с, время доступа 7-9 мс. Интерфейс – SATA, IDE. Виды внешней памяти: Floppy-диски (дискеты, НГМД) – 1,44 Мбайт. HDD (жёсткий диск) – до 500 Гб. CD-ROM (RW) – до 800 Мб. DVD-ROM (RW) – до 4 Гб. Flash-память – до 1 Гб.

Видеосистема Видеосистема включает в себя видеоадаптер, графический акселератор и монитор. AGP-порт (Accelerated Graphic Port) – порт для подключения видеоадаптера, к которому подключается монитор. Основные параметры видеосистемы: Объём видеопамяти. Разрешение экрана монитора. Частота считывания изображения.