Что входит в состав аппаратного обеспечения компьютера

системный блок | монитор | устройства ввода-вывода

Устройства в составе системного блока

Периферийные (внешние) устройства

6.1. Устройства, входящие в состав системного блока

6.1.1. Материнская плата

Материнская плата — печатная плата, на которой осуществляется монтаж большинства компонентов компьютерной совокупности. Наименование происходит от английскогоmotherboard. время от времени употребляется сокращение MB либо слово mainboard — основная плата.

Материнская плата снабжает связь между всеми устройствами ПК. при помощи передачи сигнала от одного устройства к второму.

На поверхности материнской платы имеется много разъемов предназначенных для установки вторых устройств: sockets – гнезда для процессоров; slots – разъемы под платы расширения и оперативную память; контроллеры портов ввода/ вывода .

6.1.2. Центральный процессор

Центральный процессор, либо центральное процессорное устройство (ЦПУ) (англ. central processing unit — CPU) — главная микросхема компьютера, в которой и производятся все вычисления. ЦПУ имеет размеры 5*5*0,3 см, устанавливается на материнской плате. На процессоре установлен громадный радиатор, охлаждаемый вентилятором (cooler). Конструктивно процессор складывается из ячеек, в которых эти смогут не только храниться, но и изменяться. Внутренние ячейки процессора именуют регистрами.

Принципиально важно также подчернуть, что эти, попавшие в кое-какие регистры, рассматриваются как команды, управляющие обработкой данных в других регистрах. Так, руководя засылкой данных в различные регистры процессора, возможно руководить обработкой данных. На этом и основано выполнение программ.

С остальными устройствами компьютера, и прежде всего с оперативной памятью, процессор связан несколькими группами проводников, именуемых шинами. Главных шин три: шина данных, адресная и командная шина .

Адресная шина. У процессоров Intel Pentium (в частности они самый распространены на сегодня в персональных компьютерах) адресная шина 32-разрядная, другими словами складывается из 32 параллельных линий. В зависимости от того, имеется напряжение на какой-то из линий либо нет, говорят, что на данной линии выставлена единица либо ноль. Комбинация из 32 единиц и нулей образует 32-разрядный адрес, показывающий на одну из ячеек оперативной памяти.

К ней и подключается процессор для копирования данных из ячейки в один из собственных регистров.

Шина данных. По данной шине происходит копирование данных из оперативной памяти в регистры процессора и обратно. В компьютерах, собранных на базе процессоров Intel Pentium, шина данных 64-разрядная, другими словами складывается из 64 линий, по которым за один раз на обработку поступают сходу 8 байтов.

Шина команд. Чтобы процессор имел возможность обрабатывать эти, ему необходимы команды. Он обязан знать, что необходимо осуществить с теми байтами, каковые сохраняются в его регистрах. Эти команды поступают в процессор также из оперативной памяти, но не из тех областей, где сохраняются массивы данных, а оттуда, где сохраняются программы. Команды также представлены в виде байтов.

Самые простые команды укладываются в один байт, но имеется и такие, для которых необходимо два, три и более байтов. В большинстве современных процессоров шина команд 32-разрядная, не смотря на то, что существуют 64-разрядные процессоры а также 128-разрядные.

Главные параметры процессоров

Главными параметрами процессоров являются: рабочее напряжение, разрядность, рабочая тактовая частота, коэффициент внутреннего умножения тактовой частоты и размер кэш-памяти.

Рабочее напряжение процессора снабжает материнская плата, исходя из этого различным маркам процессоров соответствуют различные материнские платы (их нужно выбирать совместно). По мере развития процессорной техники происходит постепенное понижение рабочего напряжения. Ранние модели процессоров имели рабочее напряжение 5В, а на данный момент оно образовывает менее 3В.

Понижение рабочего напряжения разрешает уменьшить расстояния между структурными элементами в кристалле процессора до десятитысячных долей миллиметра, не опасаясь электрического пробоя. Пропорционально квадрату напряжения значительно уменьшается и тепловыделение в процессоре, а это разрешает увеличивать его производительность без угрозы перегрева.

Разрядность процессора показывает, сколько бит данных он может принять и обработать в собственных регистрах за один раз (за один такт). Первые процессоры были 4-разрядными. Современные процессоры семейства Intel Pentium являются 32-разрядными, не смотря на то, что и трудятся с 64-разрядной шиной данных (разрядность процессора определяется не разрядностью шины данных, а разрядностью командной шины).

В базе работы процессора лежит тот же тактовый принцип. что и в простых часах. Выполнение каждой команды занимает определенное количество тактов. В настенных часах такты колебаний задает маятник; в ручных механических часах их задает пружинный маятник; в электронных часах для этого имеется колебательный контур.

В персональном компьютере тактовые импульсы задает одна из микросхем, входящая в микропроцессорный набор (чипсет), расположенный на материнской плате. Чем выше частота тактов. поступающих на процессор, тем больше команд он может выполнить в единицу времени, тем выше производительность процессора. Первые процессоры имели возможность трудиться с частотой не выше 4,77 МГц, а сейчас рабочие частоты, некоторых процессоров уже превосходят 500 МГц.

Тактовые сигналы процессор приобретает от материнской платы, которая, в отличие от процессора, представляет собой не кристалл кремния, а громадный комплект проводников и микросхем. По чисто физическим обстоятельствам материнская плата не имеет возможности трудиться со столь высокими частотами, как процессор. Сейчас ее предел образовывает 100-133 МГц.

Для получения более высоких частот в процессоре происходит внутреннее умножение частоты на коэффициент 3; 3,5; 4; 4,5; 5 и более.

Обмен данными в процессора происходит многократно стремительнее, чем обмен с другими устройствами, к примеру с оперативной памятью. Для того дабы уменьшить количество обращений к оперативной памяти. в процессора создают буферную область – так именуемую кэш-память. Это как бы «сверхоперативная память». В то время, когда процессору необходимы эти, он сперва обращается в кэш-память, и лишь в случае если в том месте нужных данных нет, происходит его обращение в оперативную память.

Высокопроизводительные процессоры комплектуют повышенным количеством кэш-памяти.

Часто кэш-память распределяют по нескольким уровням. Кэш первого уровня выполняется в том же кристалле, что и сам процессор, и имеет количество порядка десятков Кбайт. Кэш второго уровня находится или в кристалле процессора, или в том же узле, что и процессор, не смотря на то, что и исполняется на отдельном кристалле.

Кэш-память первого и второго уровня трудится на частоте, согласованной с частотой ядра процессора.

Кэш-память третьего уровня делают на быстродействующих микросхемах типа SRAM и размещают на материнской плате вблизи процессора. Ее количества могут быть около нескольких Мбайт, но трудится она на частоте материнской платы.

производители и История процессоров

Первый процессор Intel 4004 был представлен 15 ноября 1971 года корпорацией Intel. Он был 4-разрядный, содержал 2300 транзисторов, трудился на тактовой частоте 108 кГц и стоил 300$. Его поменяли 8-разрядный Intel 8080 и 16-разрядный 8086, заложившие фундамент архитектуры всех современных процессоров.

самые популярные процессоры сейчас создают компании Intel и AMD. Среди процессоров от Intel: Pentium 4, Celeron (упрощённый вариант Pentium), Core 2 Duo (двуядерный), Xeon (серия процессоров для серверов), Itanium и др. AMD, показавшаяся на рынке позднее, имеет в собственной линейке процессоры: Duron, Sempron (сравним с Intel Celeron), Athlon, Athlon 64, Athlon 64 X2, Opteron и др.

6.1.3. Оперативная память

Оперативная память (ОЗУ — оперативное запоминающее устройство). Существует два типа оперативной памяти — память с произвольным доступом (RAM — Random Access Memory) и память, дешёвая лишь на чтение (ROM — Read Only Memory). Процессор ЭВМ может обмениваться данными с оперативной памятью с высокой скоростью, на пара порядков превышающей скорость доступа к вторым носителям информации, к примеру дискам.

Оперативная память с произвольным доступом (RAM) помогает для размещения программ, данных и промежуточных результатов вычислений в ходе работы компьютера. Эти смогут выбираться из памяти в произвольном порядке, а не строго последовательно, как это имеет место, к примеру, при работе с магнитной лентой.

Память,

дешёвая лишь на чтение (ROM) употребляется для постоянного размещения определенных программ, к примеру, программы начальной загрузки ЭВМ – BIOS (basic input-output system – базисная совокупность ввода-вывода). В ходе работы компьютера содержимое данной памяти не может быть поменяно.

Оперативная память — энергозависимая. т. е. данные в ней сохраняются лишь до выключения ПК. Для долгосрочного хранения информации помогают дискеты, винчестеры, компакт-диски и т. п.

Конструктивно элементы памяти выполнены в виде модулей, так что при жажде возможно относительно их либо установить дополнительные и тем самым поменять количество неспециализированной оперативной памяти компьютера. Емкость модулей памяти кратна степени числа 2: 128, 256, 512, 1024 Mb.

Виды RAM:

Полупроводниковая статическая (SRAM) — ячейки являются полупроводниковые триггеры. Преимущества — маленькое энергопотребление, высокое быстродействие. Недочёты — небольшой количество, большая цена.

на данный момент обширно употребляется в качестве кеш-памяти процессоров.

Полупроводниковая динамическая (DRAM) — любая ячейка является конденсатором . Преимущества — дешевизна, громадный количество. Недочёты — необходимость перезаписи и периодического считывания каждой ячейки — т. н. «регенерации», и, как следствие, понижение быстродействия, громадное энергопотребление.

В большинстве случаев употребляется в качестве оперативной памяти компьютеров.

6.1.4. Жесткий диск

Накопитель на твёрдых магнитных дисках, жёсткий диск либо винчестер (англ. Hard Disk Drive, HDD ) — энергонезависимое. перезаписываемое компьютерное запоминающее устройство. есть главным накопителем данных фактически во всех современных компьютерах.

В отличие от «эластичного» диска (дискеты), информация в НЖМД записывается на твёрдые (алюминиевые либо стеклянные) пластины, покрытые слоем ферромагнитного материала. Считывающие головки в рабочем режиме не касаются поверхности пластин благодаря прослойке воздуха, образуемой при стремительном вращении дисков.

Наименование «винчестер» жёсткий диск взял благодаря компании IBM, которая в 1973 выпустила жёсткий диск модели 3340, в первый раз объединивший в одном неразъёмном корпусе диски и считывающие головки. При его разработке инженеры применяли краткое внутреннее наименование «30-30», что означало два модуля (в большой компоновке) по 30 Мб любой. Кеннет Хотон, начальник проекта, по созвучию с обозначением популярного охотничьего ружья «Winchester 30-30» внес предложение назвать данный диск «винчестером».

На западе наименование «винчестер» вышло из потребления в 1990-х годах; в русском же компьютерном сленге наименование «винчестер» сохранилось, сократившись до слова «винт».

Характеристики

Интерфейс — метод, употребляющийся для передачи данных. Современные накопители смогут применять интерфейсы ATA (IDE, EIDE), Serial ATA, SCSI, SAS, FireWire, USB и Fibre Channel.

Ёмкость — количество данных, каковые смогут храниться накопителем. Ёмкость современных устройств может быть около до 1.5 Tб, в ПК сейчас распространены винчестеры ёмкостью 80, 120, 200, 320 Гб. В отличие от принятой в информатике совокупности приставок, обозначающих кратную 1024 величину (кило=1024), производителями при обозначении ёмкости твёрдых дисков употребляются кратные 1000 величины. Так, напр. «настоящая» ёмкость твёрдого диска, маркированного как «200 Гб», образовывает 186,2 Гб.

Физический размер — практически все современные накопители для серверов и персональных компьютеров имеют размер или 3,5, или 2,5 дюйма. Последние чаще используются в ноутбуках.

Скорость вращения шпинделя — количество оборотов шпинделя в 60 секунд. От этого параметра в значительной мере зависят скорость передачи и время доступа данных. На данный момент выпускаются винчестеры со следующими стандартными скоростями вращения: 4200, 5400 и 7200 (ноутбуки), 7200 и 10000 (персональные компьютеры), 10000 и 15000 об./мин. (высокопроизводительные рабочие и серверы станции).

Производители

Большинство всех винчестеров производятся всего несколькими компаниями: Seagate, Western Digital, Samsung. и ранее принадлежавшим IBM подразделением по производству дисков компании Hitachi . Fujitsu выпускает твёрдые диски для ноутбуков и SCSI -диски, но покинула массовый рынок в 2001 году. Toshiba есть главным производителем 2,5- и 1,8-дюймовых ЖД для ноутбуков. Одним из фаворитов в производстве дисков являлась компания Maxtor. прекрасно известная своими «умными» методами кэширования.

В 2006 году произошло слияние Seagate и Maxtor.

6.1.5. Графическая плата

Графическая плата (известна кроме этого как графическая карта, видеоплата, видеоадаптер) (англ. videocard) — устройство, преобразующее изображение, находящееся в памяти компьютера, в видеосигнал для монитора.

Первый IBM PC не предусматривал возможности вывода графических изображений. Современный ПК разрешает выводить на экран двух- и трёхмерную графику и полноцветное видео.

В большинстве случаев видеокарта есть платой расширения и вставляется в особый разъём (ISA, VLB, PCI, AGP, PCI-Express) для видеоплат на материнской плате, но бывает и встроенной.

Современная графическая плата складывается из следующих главных частей:

Графический процессор (GPU) — занимается расчетами выводимого изображения, освобождая от данной обязанности центральный процессор, создаёт расчеты для обработки команд трехмерной графики. есть базой графической платы, как раз от него зависят возможности и быстродействие всего устройства. Современные графические процессоры по сложности мало чем уступают центральному процессору.

Видеоконтроллер — несёт ответственность за формирование изображения в видеопамяти.

Видеопамять — делает роль буфера, в котором в цифровом формате хранится изображение, предназначенное для вывода на экран монитора. Ёмкость видеопамяти равно как и оперативной памяти кратна степени числа два и на сегодня измеряется в мегабайтах.

Цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) — помогает для преобразования изображения, формируемого видеоконтроллером, в уровни интенсивности цвета, подаваемые на аналоговый монитор. Большая часть ЦАП имеют разрядность 8 бит на канал — получается по 256 уровней яркости на любой главный цвет RGB, что в сумме дает 16.7 млн. цветов.

Главные производители

ATI Technologies, NVIDIA Corporation, Matrox, 3D Labs, 3dfx (куплена NVidia), S3 Graphics, XGI Technology Inc. (куплена ATI в 2006 г.)

6.1.6. Звуковая плата

Звуковая плата (кроме этого именуемая звуковая карта, аудиоадаптер) употребляется для воспроизведения и записи разных звуковых сигналов: речи, музыки, шумовых эффектов.

IBM-PC проектировался не как мультимедийная машина, а инструмент для ответа важных научных и деловых задач, звуковая карта на нём не была предусмотрена а также не запланирована. Единственный звук, что издавал компьютер — был звук встроенного динамика бипера, информировавший о неисправностях.

Каждая современная звуковая карта может применять пара способов воспроизведения звука. Одним из несложных есть преобразование ранее оцифрованного сигнала опять в аналоговый. Глубина оцифровки сигнала (к примеру, 8 либо 16 бит) определяет уровень качества записи и воспроизведения.

Так, 8-разрядное преобразование снабжает уровень качества звучания кассетного магнитофона, а 16-разрядное — уровень качества компакт-диска.

На данный момент звуковые карты чаще бывают встроенными в материнскую плату, но выпускаются кроме этого и как отдельные платы расширения.

На материнскую плату звуковая плата устанавливается в слоты ISA (устаревший формат) либо РСI (современный формат). В то время, когда звуковая плата установлена, на задней панели корпуса компьютера появляются порты для подключения колонок, наушников, микрофона…

Главные производители

Creative Labs, Diamond Multimedia System Inc. ESS Technology, KYE Systems (Genius), Turtle Beach Systems, Yamaha Media Technology.

6.1.7. Сетевая плата

Сетевая плата (она же сетевая карта, сетевой адаптер, Ethernet card, NIC (англ. network interface card)) — печатная плата, разрешающая взаимодействовать компьютерам между собой, при помощи локальной сети.

В большинстве случаев, сетевая плата идёт как отдельное устройство и вставляется в слоты расширения материнской платы (по большей части — PCI, ранние модели применяли шину ISA). На современных материнских платах, сетевой адаптер все чаще есть встроенным, так, брать отдельную плату не требуется.

На сетевой плате имеются разъёмы для подключения кабеля витой пары и/либо BNC-коннектор для коаксиального кабеля.

Сетевая карта относится к устройствам коммуникации (связи). Не считая нее к устройствам коммуникации относится модем, но он помогает для организации связи в глобальной сети (Интернет). Скорость передачи данных устройствами коммуникации измеряется в битах в секунду (а также в Кбит/с и Мбит/с).

Модем, применяемый для подключения домашнего компьютера к сети Интернет по телефонной линии, в большинстве случаев снабжает пропускную свойство до 56 Кбит/c, а сетевая карта — до 100 Мбит/с.

6.1.8. TV-тюнер

TV-тюнер (англ. TV tuner, ТВ-тюнер) — устройство, предназначенное для приёма телевизионного сигнала в разных форматах вещания (PAL, S

Источник: davaiknam.ru

Финансовая жизнь

Что входит в состав аппаратного обеспечения компьютера

1. Аппаратное обеспечение

Интересные записи

Похожие статьи, которые вам, наверника будут интересны: