Материал: 5599

29

На системной плате размещаются:

разъёмы для подключения винчестера или HDD (hard disk drive – нако-

питель на жёстком магнитном диске), одного или нескольких – устройств для постоянного хранения информации, чаще всего обозначаются в Windows как Диск С, D…;

дисковод для компакт-дисков CD-ROM (Compact Disk Read Only Mamory – постоянное запоминающее устройство на основе компакт-диска) или DVD (Digital Versatile Disk – Универсальный цифровой диск большой емкости):

лазерный дисковод (D:).

Адаптеры внешних устройств: контроллеры, платы, карты, адаптеры. Они предназначены для подключения к системному блоку таких внешних устройств, как монитор, графический планшет и т.п.

Соединительные шлейфы: элементы управления системным блоком – кнопки на передней панели, индикаторы, встроенный динамик; крепёжные элементы конструкции.

разъёмы для подключения дополнительных устройств (слоты).

Разъём для процессора, CPU (Central Processing Unit, центральное про-

цессорное устройство) (рисунок 6);

Рисунок 6 − Процессор 300×264 – 18k Daily Digital Digesc

30

До 2002 г. главным компонентом персонального компьютера, определяющим производительность компьютерной системы, являлся микропроцессор, или центральный процессор – CPU (Central Processing Unit). Микропроцессор выполняет вычисления и обработку данных и, как правило, является одной из самых дорогостоящих микросхем компьютера. Во всех PC-совместимых компьютерах используются процессоры, совместимые с семейством микросхем Intel, но выпускаются и проектируются они как самой фирмой Intel, так и компаниями AMD. Ранее были Cyrix и VIA.

В состав микропроцессора входят:

1.Устройство управления (УУ): формирует и подаёт во все блоки машины в нужные моменты времени определённые сигналы управления (управляющие импульсы), обусловленные спецификой выполняемой операции и результатами предыдущих операций; формирует адреса ячеек памяти, используемых выполняемой операцией, и передает эти адреса в соответствующие блоки компьютера; опорную последовательность импульсов устройство управления получает от генератора тактовых импульсов.

2.Арифметико-логическое устройство (АЛУ): предназначено для выполнения всех арифметических и логических операций над числовой и символьной информацией.

3.Микропроцессорная память (МПП): предназначена для кратковременного хранения записи и выдачи информации непосредственно в ближайшие такты работы машины, используемой в вычислениях; МПП строится на регистрах и используется для обеспечения высокого быстродействия машины, ибо основная память (ОсП) не всегда обеспечивает скорость записи, поиска и считывания информации, необходимую для эффективной работы быстродействующего микропроцессора.

Регистры – быстродействующие ячейки памяти различной длины.

4.Интерфейсная система микропроцессора: предназначена для сопряжения с другими устройствами ПК; включает в себя внутренний интерфейс МП, буферные запоминающие регистры и схемы управления портами ввода-вывода (ПВВ) и системной шиной.

Интерфейс (interface) – совокупность средств сопряжения и связи устройств компьютера, обеспечивающая их эффективное взаимодействие.

Порт ввода-вывода (I/O port – Input / Output port) — аппаратура сопряжения, поз-

воляющая подключить к микропроцессору другое устройство ПК.

5.Генератор тактовых импульсов: генерирует последовательность электрических импульсов; частота генерируемых импульсов определяет тактовую частоту

31

машины. Промежуток времени между соседними импульсами определяет время одного такта работы машины или просто такт работы машины. Частота генератора тактовых импульсов (число тактов в секунду: 1МГц =1млн тактов в сек.) является одной из основных характеристик персонального компьютера и во многом определяет скорость его работы, ибо каждая операция в машине выполняется за определённое количество тактов.

Общая производительность системы определяется не только так называемой тактовой частотой, т.е. скоростью, с которой работают элементы на материнской плате, но и количеством данных, обрабатываемых в единицу времени.

К основным характеристикам процессора относятся:

Быстродействие, определяемое тактовой частотой процессора — (количе-

ством операций выполняемых за 1 сек., измеряемое в Мегагерцах (106) и Гигагер-

цах (109)).Чем выше частота, тем выше возможности процессора по обработке данных. Самые первые процессоры для компьютеров платформы IBM PC имели частоту 4,7 МГц (1981 г.). В истории развития частоты процессоров следующие:

40 МГц, 66 МГц, 100 МГц, 130 МГц, 166 МГц, 200 МГц, 333 МГц, 400 МГц, 600

МГц, 800 МГц, 1000 МГц и т. д. до 4ГГц. Тактовая частота отражает уровень промышленной технологии, по которой изготавливался данный процессор. Она также характеризирует и компьютер, поэтому по названию модели микропроцессора можно составить достаточно полное представление о том, к какому классу принадлежит компьютер.

Бурное развитие процессов началось с выпуска модели Pentium. За относительно короткий срок с 1994 по 2002 год тактовая частота процессоров для персональных компьютеров выросла в 50 раз: от 60 МГц до 3 ГГц.

За первые 14 лет существования платформы IBM PC частота процессора выросла всего лишь в 12 раз (с 5 до 60 МГц), а за годы (2002 – 2005) можно говорить лишь о росте на 20 – 30%

Таким образом, «революционный» период развития процессоров фактически завершился в 2002 г. с этого момента процессор больше не является компонентом, однозначно определяющим производительность компьютерной системы. отныне на переднем крае технологий находятся не процессоры, а видеоадаптеры.

Разрядность процессора определяет, сколько битов в процессоре могут обрабатываться за один такт. Разрядность процессора определяется разрядностью регистров, в которые помещаются обрабатываемые данные. Например, если регистр имеет разрядность 2 байта, то разрядность процессора равна 16 (2x8); если 4 байта, то

32

32; если 8 байтов, то 64.

Первый микропроцессор на свете был 4-разрядным (INTEL 4004). Его создали в 1971 г. для использования в японских электронных калькуляторах. Позже появились 8-разрядные микропроцессоры, на базе которых в 70-е и 80-е годы производилось множество моделей бытовых ПК (APPLE, ATARI, COMMODORE, SPECTRUM, SHARP и многие другие). Затем появились 16-

разрядные процессоры.

Переход на 32-разрядные процессоры INTEL 80386 произошёл в конце 80-х годов прошлого века. С тех пор разрядность процессоров в основном не менялась и производительность компьютерных систем зависела большей частью от рабочей частоты.

В последние годы началось внедрение 64-разрядных процессоров.

Микросхема BIOS

После включения компьютера выполняются тестовые программы базовой системы ввода – вывода (BIOS-Basic Input/Output System), которые проверяют работы памяти, аппаратных средств компьютера и подключённых к нему устройств.

BIOS является одним из основных элементов системной платы. Обычно BIOS находится в микросхеме энергонезависимой памяти (ROM BIOS) или флэшпамяти (Flash BIOS). В микросхеме BIOS хранится код, управляющий всеми компонентами и ресурсами системной платы, а также клавиатурой, видеокартой, дисками, шинами и другими компонентами. На большинстве современных системных плат принято устанавливать микросхемы Flash BIOS (флэш-память), код которых можно перезаписать с помощью специальных программирующих устройств. На микросхему BIOS обычно наклеивается этикетка с информацией о дате её последнего обновления, со сведениями о компании, а также о типе памяти (рисунок 7).

Рисунок 7 – Микросхема Flash ROM компaнии AMI

33

Локальная шина (рисунок 8) — многопроводный (несколько десятков проводников, причём ширина каждого из них не превышают нескольких долей микрометра) кабель, по которому происходит обмен сигналами между отдельными внутренними устройствами компьютера.

Рисунок 8 − Шины (разъёмы шин)

По каждой линии шины обычно передаётся один двоичный разряд информационного слова, являющегося элементом данных или адресом. Максимальная пропускная способность шины обеспечивается при числе линий, равном сумме числа бит в машинном слове и максимального числа двоичных разрядов адреса, плюс оптимальное количество линий для передачи управляющих сигналов.

Шина, соединяющая процессор, северный мост и оперативную память, носит название системная шина.

Системная шина состоит из двух частей – шины данных, предназначенной для передачи данных и программ, и шины адресов, которую процессор использует для передачи северному мосту сведений о местонахождении в оперативной памяти требуемой информации. Обычно адресная шина состоит из 32 или 36 линий, а шина данных — из 64 линий.

В июне 1992 года Intel разрабатывает новую шину для подключения перифе-

рийных устройств – PCI [Peripheral Component Interconnect] шина PCI (32-

разрядная системная шина с возможностью расширения до 64 разрядов, взаимодействие через которую происходит без участия ЦП). Эта шина в отличие от

VL-Bus является процессоронезависимой. Эта шина имеет разрядность 32 бита, работает на частоте 33 МГц, обеспечивая, таким образом, пропускную способность 133 Мбайт/с. Кроме того, есть реализации 66 МГц 64-битной PCI, но в