Структура персонального компьютера.
Персональные компьютеры включает в себя 2 основные компоненты:
· оборудование (аппаратная часть), называемая HardWare,
· программное обеспечение, называемое SoftWare
К аппаратной части РС
относятся:
1) Системный блок, в который входят:
- Материнская плата, (микропроцессор, оперативная память, и некоторые другие
узлы)
- Внешние запоминающие устройства (ВЗУ):
(НГМД, НЖМД, CD-ROM).
2) Различные устройства ввода – вывода:
- видеосистема - монитор и адаптер; клавиатура; манипулятор - компьютерная мышь; принтеры; сканеры; цифровые камеры; и многое другое.
Процессор (CPU- Central Processor Unit).
Центральным устройством в компьютере является процессор.
Процессор – это устройство, обеспечивающее преобразование информации, выполняющее все вычисления и управляющее всеми составляющими частями компьютера.
Микропроцессор конструктивно представляет собой интегральную микросхему, (чип -англ. Chip), выполненную на миниатюрной кремниевой пластине - кристалле. Поэтому его принято называть микропроцессор. Последние модели микропроцессоров содержат до нескольких миллионов электронных компонентов при размере около 2 см2.
В настоящее время наиболее распространёнными являются микропроцессоры фирмы Intel, более известные по товарной марке Pentium. Широко используются и микропроцессоры других производителей: Celeron, Cyrix, Atlon.
Важной характеристикой процессора является его производительность- количество элементарных операций, выполняемых им за одну секунду, которая и определяет быстродействие компьютера в целом, В свою очередь, производительность процессора зависит от двух других его характеристик - тактовой частоты и разрядности.
Тактовая частота задает ритм работы компьютера. Чем выше тактовая частота, тем меньше длительность выполнения элементарных операций и тем выше производительность компьютера. Тактовая частота определяет число тактов работы процессора в секунду. Под тактом понимается очень малый промежуток времени, в течение которого может быть выполнена элементарная операция. Современный персональный компьютер может выполнять миллионы и миллиарды таких элементарных операций в секунду. Для числового выражения тактовой частоты используется единица измерения частоты — мегагерц (МГц) — миллион тактов в секунду. Тактовая частота современных микропроцессоров составляет более 3000 МГц.
Разрядность процессора определяет размер минимальной порции информации, над которой процессор выполняет различные операции при её обработке. Эта порция информации, часто называемая машинным словом, представляет собой последовательность двоичных разрядов (бит). Процессор в зависимости от его типа может иметь одновременный до ступ к 8, 16, 32, 64 и т.д. битам.
С повышением разрядности увеличивается объем информации, обрабатываемой процессором за один такт, что ведет к уменьшению количества тактов работы, необходимых для выполнения сложных операций.
Кроме центрального микропроцессора во многих компьютерах имеются сопроцессоры — дополнительные специализированные процессоры. Например, математический сопроцессор — микросхема, которая помогает основному процессору в выполнении вычислений при решении на компьютере математических задач.
Оперативная память
(ОЗУ - оперативно запоминающее
устройство или RAM -Random Access Memory - память с произвольным доступом).
Это
временная память так как данные в ней хранятся только до выключения питания РС.
Оперативная память напрямую связана с центральным процессором (CPU). Центральный
процессор в своей работе использует только ту информацию, которая хранится в
оперативной памяти. Если же программа и/или данные находятся в другом месте
(например, на дискете или на винчестере), то для того, чтобы с ними можно было
работать, они должны быть предварительно размещены в оперативной памяти.
ОЗУ можно представить в виде совокупности ячеек и доступ к каждой ячейке
осуществляется путем указания ее адреса.
В любом ПК есть также
постоянная память (ПЗУ - постоянно запоминающее устройство). Из этой памяти
можно только считывать команды и данные. В такой памяти хранится программа
начального запуска компьютера и необходимый минимальный набор сервисов (ROM BIOS).
В современных ЭВМ оперативная память (ОЗУ) имеет модульную структуру. Сменные модули могут иметь различное конструктивное исполнение (SIMM; DIMM). Увеличение объема оперативной памяти обычно связано с установкой дополнительных модулей.
SIMM
и DIMM
модули.
SIMM (Single In Memory Module) -
это однорядный модуль памяти, которые имеют 30 - контактное исполнение (30-pin). Модули памяти представляют собой небольшие текстолитовые платы с печатным монтажом и установленными на них микросхемами памяти в DIP (Dual In line Package) - корпусах.
Модули устанавливаются в специальные разъемы SIMM - сокеты (sockets).
DIMM - это двухрядный модуль памяти. Преимуществом DIMM является 64-битный обмен данными, благодаря чему на плате Pentium может использоваться один модуль DIMM, тогда как эта плата требует использования двух модулей SIMM.
С точки зрения пользователя желательно в ЭВМ иметь память большой емкости и
высокого быстродействия. Но одноуровневое построение памяти не позволяет
одновременно удовлетворить обоим этим противоречивым требованиям. Поэтому память
современных ЭВМ строится по многоуровневому принципу. Кэш - память функционально
предназначена для согласования скорости работы сравнительно медленных устройств
(например, динамическая память) со сравнительно быстрым процессором.
Использование кэш-памяти позволяет избежать циклов ожидания в работе процессора,
которые снижают производительность всей системы. Кэш - память может быть
размещена в кристалле процессора (кэш 1-го уровня L1) и равна 16-32 Кбайта с
временем доступа 1-2 такта процессора. Или кэш - память может быть выполнена в
виде отдельной микросхемы (внешняя кэш - память 2-го уровня (L2)). Кэш L2 равна
128-256 Кбайт со временем доступа 3-5-тактов процессора.
Может быть еще кэш 3-го уровня - L3 = 2-4 Мбайт со временем доступа 10-20 тактов
процессора.
Системная
шина - это главная отличительная черта структуры персонального
компьютера. СШ используется для обмена информацией и взаимодействия всех
устройств персонального компьютера.
Архитектура любой ЭВМ с общей системной шиной обеспечивает:
- простоту и дешевизну ЭВМ;
- упрощает взаимодействие устройств ЭВМ;
- облегчает программирование.
Но вместе с тем системная шина является и узким местом в ЭВМ, т.к. в каждый
момент времени посредством системной шины могут обмениваться только 2
устройства. Остальные вынуждены простаивать.
