Реферат: Внутренние устройства системного блока

Внутренние устройства системного блока 1. Процессор
В современных компьютерах уст­ройство управления и арифметико-логическое устройство обычно объединены в один блок, называемый процессором. Кроме того, в этот блок входят тактовый генератор, сопроцессор и кэш.


Устройство управления

Устройство управления позволяет управлять всем ходом вычис­лительного и логического процесса в компьютере. Это «мозг» ком­пьютера, который контролирует все его действия.


Арифметико-логическое устройство

В АЛУ производится непосредственная обработка данных. Дан­ные обрабатываются в двоичном представлении. АЛУ умеет выпол­нять только определенный набор простейших операций:

арифметические операции;

логические операции (сравнения, проверки условий);

операции пересылки (из одной области памяти в другую).




Тактовый генератор

Тактовая частота – это то количество элементарных операций (тактов), которые процессор может выполнить в течение секунды. Измеряется в ГГц.


Сопроцессор

Дополнительный блок для самых сложных математических вычислений, в том числе с плавающей точкой (запятой). Активно используется при работе с графическими и мультимедийными программами.


Кэш-память

Современный процессор имеет такое высокое быстродействие, что информация из Оперативной памяти не успевает своевременно доходить до него и Процессор простаивает. Чтобы этого не проис­ходило, в процессор встраивается специальная микросхема кэш­памяти. Это относительно небольшая по объему (128 Кб — 2 Мб и более), но «сверхоперативная» память, в которой хранятся наибо­лее часто используемые участки оперативной памяти (например, результаты промежуточных вычислений).


К ведущим мировым фирмам по производству элементной базы компьютеров и прежде всего процессоров относят: INTegreted ELectronics (Intel), Advanced Micro Devices (AMD), IBM, Motorola. Именно они снабжают своей продукцией крупнейшие фирмы по производ­ству компьютеров, такие как Apple computer, Hewlett Packard (HP), IBM и др.


Основными характеристиками процессора являются:

семейство процессора (Intel – Pentium и Celeron, AMD – Duron и Athlon)

тактовая частота - максимальная частота тактового гене­ратора процессора; измеряется в современных компьютерах в Мгц или Ггц;

разрядность процессора — характеризуется объемом информации, которую Процессор обрабатывает за один такт в параллель­ном режиме (т.е. одновременно).

количество процессоров (ядер)(май 2005 год – Pentium D и AMD X2)


Сайты:

http://www.amdclub.ru

http://www.infa.ru/process/

http://www.ixbt.com/cpu.shtml


Быстродействие процессора зависит от его разрядности и частоты встроенного генератора импульсов.


2. Материнская плата


Все перечисленные выше компоненты находятся в системном блоке компьютера и размещаются на специальной плате, которую называют системной или материнской (от англ. motherboard) пла­той.

Группы устройств, расположенных на материнской плате:

Набор разъемов и портов для подключения отдельных устройств.

Шина – информационная магистраль, связывающая все устройства воедино.

Базовый набор микросхем – «чипсет», с помощью которого материнская плата и осуществляет контроль над всем происходящим внутри системного блока.

Микросхема BIOS.

Встроенные (или интегрированные) устройства.


Материнские платы различаются:

по типу поддерживаемых процессоров и памяти;

по размерам;

по количеству устройств, находящихся на плате;

по числу специальных разъемов (слотов) для подключения плат различных устройств;

по типу чипсета.


В данный момент на рынке чипсетов выделяют трех лидеров: Intel, VIA (выпускает чипсеты для обеих платформ, но больше для AMD), NVIDIA (для обеих платформ).
^ 3. Оперативная память
Оперативная память (ОП) предназначена для хранения оператив­ной информации, необходимой компьютеру в процессе выполнения конкретной задачи. В качестве информации могут выступать данные отдельные команды, программы (набор команд), промежуточные и конечные результаты. Любая информация представлена в ОП в дво­ичном виде. Часто вместо термина «оперативная память» использу­ется термин «оперативное запоминающее устройство» (ОЗУ или RAM).


Особенности ОЗУ (RAM):

ОЗУ - относительно «небольшая» по объему и дорогая, но очень быстродействующая память. В ней обычно хранится только часть информации (данные, программы), которая необходима про­цессору для выполнения конкретного этапа работы в текущий мо­мент времени. Чем больше размер ОЗУ, тем выше вычислительная способность компьютера и тем он дороже.

Поскольку ОЗУ представляет собой набор микросхем, при вы­ключении компьютера из сети вся информация, находящаяся там, уничтожается (т. е. ОЗУ — энергозависимая память).


Основными характеристиками ОЗУ (RAM) являются:

емкость памяти — максимальное количество информации, которое может в ней храниться; наиболее распространенные размеры современных модулей — 64, 128, 256, 512 Мб и 1 Гб;

быстродействие памяти — время обращения к ячейке памя­ти. Определяется временем считывания или временем чтения/записи порции информации в ячейку RAM. Если старые модели обеспечивали среднее время записи в 60 нс (наносекунд), то современные
модели работают со скоростью 7—12 нс.


Под записью информации в память понимается размещение ее в ячейку по указанному адресу. При этом предыдущая информация, находившаяся там, стирается. Вновь записанная информация хра­нится до тех пор, пока в данную ячейку не будет, записана новая ин­формация или не исчезнет электрический ток.

Под считыванием информации из памяти понимается выборка информации из ячейки с указанным адресом. При этом копия пере­дается из памяти в требуемое устройство, а сама информация остается в ячейке. Таким образом, можно обращаться к ячейке для чте­ния сколько угодно раз.

Физически ОП представляет собой плату, содержащую набор микросхем, ко­торая устанавливается на материнскую плату. В настоящее время наибольшее распространение получили два вида ОП:

DIMM (Double In-line Memory Module) — модуль, имеющий 168 (SDRAM) или 180 (DDR) контактов. Его устанавливают на современные компьютеры, начиная с Pentium II;

RDRAM, она же память Rambus — принципиально иной стандарт памяти, разработанный компанией Rambus и не имеющий ни­чего общего ни с SDRAM, ни с DDR. В настоящее время эта память пока весьма дорогая и используется крайне редко.



^ 4. Постоянная память
Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) по быстродей­ствию сравнима с ОЗУ, но содержимое этой памяти наполняется на заводе при изготовлении компьютера («прошивается») и не может быть изменено. Это «быстрая» память, которая используется только для чтения. Отсюда и название ПЗУ — посто­янное запоминающее устройство, или ROM — Read Only Memory (память только для чтения). В ПЗУ компьютера хранятся программы и данные, загрузку которых необходимо выпол­нять без обращения к диску. Набор таких про­грамм принято называть BIOS (Base Input Out­put System— базовая система ввода-вывода). Именно поэтому ПЗУ компьютера чаще назы­вают BIOS.


Особенности BIOS:

быстродействующая память предназначена только для хранения программ и данных, используемых при загрузке и инициализа­ции компьютера;

при выключении компьютера из сети информация в ПЗУ со­храняется, т. е. BIOS — энергонезависимая память.



^ 5. Звуковая карта

Первые десять лет в ПК звука не было!!!

Не требуется качественного звука, редко игры – купите системную плату со встроенной звуковой картой. (Creative (Sound Blaster Live) – лучше, Realtek ALC850 - дешевле).

Вы – игроман, необходим качественный и объемный звук для звуковых эффектов. Creative (Sound Blaster X-Fi 100-150 долл.).

Вы – меломан, необходима полупрофессиональная звуковая карта. Terratec или M-Audio.

Вы – профессиональный музыкант, нужна качественная видеокарта с наличием большого количества каналов для подключения внешних источников звука, важен низкий уровень шумов (от минус 120 дБ), наличие полноценных цифровых входов-выходов для соединения компьютера с проф. аппаратурой. Дорогие модели Terratec или Apex.


6. Видеокарта


Главным «мозговым центром» любой видеоплаты является специализированный графический чип, микросхема, которая объединяет в себе «подразделения», ответственные за работу с обычной, двумерной, и игровой трехмерной графикой.

^ На сегодня существует два лидера:

Чипсеты NVIDIA (GeForce 6800/GeForce 7800) – лучший выбор для любителей игр.

Чипсеты ATI (Radeon x600/x800) – отличное качество работы с цветом, а также дополнительные мультимедиа-возможности. Новые платы ATI оборудованы не только видеовыходом, но и телетюнером и видеовходом. Лучшие для просмотра DVD – лучший аппаратный видеодекодер.

Для формирования изображений видеоадаптер имеет собственную память, которая называется видеопамятью (VRAM). Это набор микросхем, в котором записывается цвет каждой точки изображения экрана.
^ 7. Долговременные запоминающие устройства

- предназначены для долговременного хранения информации с целью ее дальнейшего использования.

Основные характеристики ДЗУ:

емкость памяти:

быстродействие памяти.


ДЗУ работают более медленно, чем ОЗУ, но имеют значительно большую емкость. По способу доступа к информации все ДЗУ можно разделить на два типа:

устройства прямого доступа;

устройства последовательного доступа.


ДЗУ прямого доступа


1) Накопители на магнитных дисках (НМД). Термин «прямой доступ» означает, что устройство обеспечивает непосредственный доступ к требуемой информации. Существуют два типа НМД:

НГМД – накопители на гибких магнитных дисках (FDD – Floppy Disk Driver). К основным параметрам дискеты относятся ее диаметр и емкость. В настоящее время распространены дискеты диаметром 3,5 дюйма и емкостью 1,44 Мб. Дискета является съемным устройством, поэтому с ее помощью осуществляется не только хранение информации, но и перенос информации с одного компьютера на другой.

НЖМД – накопители на жестких магнитных дисках – винчестеры (HDD – Hard Disk Driver). В настоящее время выпускаются винчестеры емкостью от 40 Гб до 300 Гб и более.

2) Накопители на оптических дисках. Обычный оптический (лазерный) диск позволяет хранить до 700 Мб информации. Устройство, обеспечивающее работу с оптическим диском принять называть накопителем на оптических дисках или CD-ROM. В настоящее время существуют следующие форматы:

CD-ROM – позволяет читать записанный компакт диски емкостью до 700 Мб.

CD-RW – обеспечивает чтение информации с компакт-дисков и запись информации на пустой компакт-диск, допускающий однократную (CD-R) или многократную (CD-RW) запись.

DVD-ROM – позволяет читать информацию со специальных DVD-дисков; их отличие от CD-дисков состоит в особой технологии записи-чтения информации, обеспечивающей существенно больший объем хранимой на них информации (односторонний однослойный диск – до 4,7 Гб, односторонний двухслойный – до 8,5 Гб, двусторонний однослойный до 9,4 Гб, двусторонний двухслойный до 17 Гб ).

DVD-RW – обеспечивает чтение и запись на DVD-диски.




Внешние накопители

Флеш-накопители (2001 г.) и карты памяти.

Флеш-брелоки (32 – 2 Гб) – относительно невысокая цена, малый вес, высокая надежность, стандартность. Хранят от 32 Мб до 2 Гб.

Compact Flash (128 Гб)– используются в профессиональных устройствах. Большая емкость, наименьшая цена, но большой объем.

Multimedia Card (MMS 4 Гб) – компактные, быстрые карточки, применяются в фотоаппаратах, цифровых плеерах, телефонах.

Memory Stick (256 Мб, Memory Stick Pro 2 Гб)– частный формат Sony.

eXtreme Digital (xD 8 Гб) – специфические карты, самые компактные и самые дорогие (Olympus).

Считывать и записывать карты флеш-памяти можно несколькими способами. Самый простой подключить к ПК устройство, в котором они используются, но многие устройства не поддерживают быструю передачу данных. Лучше использовать универсальный картридер. Это устройство подключается к порту USB 2.0, обеспечивая максимальную скорость передачи данных.

Мобильные винчестеры:

Mobile Rack (80-120 Гб, 50-60 долл.) – частичная мобильность – в корпус компьютера необходимо установить специальные «салазки», подключенные к обычному кабелю IDE, в которые и устанавливается винчестер. Недостатки: «рэки» разных производителей несовместимы между собой, полсле установки диска необходимо перезагружать компьютер.

ZIV-drive (10-100 Гб, Hyundai 2001 г.) – подключается к USB-порту и мало весит, но дорого 5 долл. За 1 ГБ.


ДЗУ последовательного доступа

- в качестве устройств этого типа применяют накопители на магнитных лентах (НМЛ). Носителем информации на них является магнитная лента. Их основной недостаток – замедленный поиск информации. В современных условиях они используются только для архивного хранения больших объемов информации. Сегодня в качестве ДЗУ последовательного доступа используется стример – специальный магнитофон, записывающий информацию с большой скоростью. Носителями информации для стримеров являются кассеты и ленточные картриджи. Кассеты имеют объем до 60 Гб, картриджи – до 160 Гб.

^ 8. Сетевое оборудование
Сетевая карта – обеспечивает подключение компьютера к локальной сети.

Модем – устройство для обмена информацией между компьютерами через телефонную сеть. Модем позволяет преобразовать цифровую информацию в аналоговую и передавать ее в виде обычного электрического сигнала по обычным телефонным каналам, наоборот, принимать аналоговую информацию, преобразуя ее в цифровую информацию. Модемы бывают внутренние и внешние.

Факс-модем – сочетает возможность модема телефакса.