Материнская плата

IATK
Реферат.
’’Компьютер изнутри’’.
Руководитель: Инна Иссаева.
Ученица: Гаврилова Виктория.
Группа 192(1).
2009
1|Страница
Оглавление
МАТЕРИНСКАЯ ПЛАТА. ..................................................................................................................... 3
КОМПЬЮТЕРНЫЙ БЛОК ПИТАНИЯ. ............................................................................................ 4
СИСТЕМА ОХЛАЖДЕНИЯ КОМПЬЮТЕРА. .................................................................................. 4
ЦЕНТРАЛЬНЫЙ ПРОЦЕССОР. ......................................................................................................... 5
ЖЁСТКИЙ ДИСК. ................................................................................................................................... 5
ГРАФИЧЕСКАЯ И ЗВУКОВАЯ КАРТЫ. .......................................................................................... 7
Видеокарта(графическая карта).......................................................................................................................... 7
Звуковая карта. .................................................................................................................................................... 8
СЕТЕВАЯ ПЛАТА. .................................................................................................................................. 9
КОМПЬЮТЕРНАЯ ШИНА.................................................................................................................10
ОПЕРАТИВНАЯ ПАМЯТЬ. ................................................................................................................10
2|Страница
Я думаю, что каждый из нас однажды задумывался: А из чего же состоит компьютер? Что
находится внутри этой, с виду особо небольшой, но достаточно функциональной и
информационно доступной машине? Как же мы можем, сидя за компьютером,
осуществлять так много действий и как она действует, с помощью чего? В своём реферате
я и хочу рассказать немного о состоящих частях нашей многофункциональной машины.
Материнская плата.
Материнская плата- это сложная многослойная печатная плата, на которой устанавливаются
основные компоненты нашего компьютера. Как правило, материнская плата содержит разъёмы
(слоты) для подключения дополнительных контроллеров, для подключения которых обычно
используются шины USB, PCI и PCI-Express. Также в материнскую плату встроена программа
конфигурации компьютера или просто BIOS (basic input and output system). После
выключения компьютера информация BIOS сохраняется в батарейке, которая тоже
прикреплена к материнской плате.
Основные компоненты, установленные на материнской плате:


ЦПУ.
Набор системной логики- набор микросхем, обеспечивающих подключение ЦПУ к ОЗУ и
контроллерам периферийных устройств. Как правило, современные наборы системной
логики строятся на базе двух СБИС: «северного» и «южного мостов».
 Северный мост, MCH (Memory controller hub), системный контроллер —
обеспечивает подключение ЦПУ к узлам, использующим высокопроизводительные
шины: ОЗУ, графический контроллер.
 Южный мост, ICH (I/O controller hub), периферийный контроллер — содержит
контроллеры периферийных устройств (жёсткого диска, Ethernet, аудио),
контроллеры шин для подключения периферийных устройств (шины PCI,
PCI-Express и USB), а также контроллеры шин, к которым подключаются
устройства, не требующие высокой пропускной способности (LPC —
используется для подключения загрузочного ПЗУ; также шина LPC
используется для подключения мультиконтроллера (англ. Super I/O) —
микросхемы, обеспечивающей поддержку «устаревших»
низкопроизводительных интерфейсов передачи данных: последовательного
и параллельного интерфейсов, контроллера клавиатуры и мыши).


ОЗУ.
Загрузочное ПЗУ— хранит ПО, которое исполняется сразу после включения питания.
3|Страница
Компьютерный блок питания.
Компьютерный блок питания- блок питания , предназначенный для снабжения узлов
компьютера электрической энергией. В его задачу входит преобразование сетевого напряжения
до заданных значений, их стабилизация и защита от незначительных помех питающего
напряжения. Также он снабжён вентилятором, который участвует с охлаждении системного блока.
Основным параметром компьютерного блока питания является максимальная
мощность,потребляемая из сети. В настоящее время существуют блоки питания с заявленной
производителем мощностью от 200 до 1600Вт.
Каждому устройству в компьютере нужна определенная мощность, таким образом, ее должно
быть достаточно для обеспечения работы системной платы, устройств и всех дополнительных
плат вашей системы. Не следует бояться избыточной мощности — определенный запас должен
быть всегда, а его наличие позволит избежать проблем в будущем. Для десктопа достаточно 200250 Вт, для тауэров с большим количеством устройств —300-350 Вт. Для серверов или мощных
рабочих станций может потребоваться мощность до 400 Вт.
Система охлаждения компьютера.
Система охлаждения компьютера- набор средств для отвода тепла (по сути охлаждения) в
компьютере. Для отвода в основном используется:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Радиатор (алюминиевый или медный).
Связка «радиатор+вентилятор» - кулер.
Система жидкостного охлаждения.
Фреонная установка.
Охлаждающие установки, где в качестве хладагента используются жидкий азот или гелий.
Системы каскадного охлаждения.
4|Страница
Центральный процессор.
Центральный процессор- исполнитель машинных инструкций, часть аппаратного обеспечения
компьютера или программируемого логического контроллера, отвечающая за выполнение
арифметических операций, заданных программами операционной системы, и координирующий
работу всех устройств компьютера.
Современные ЦП, выполняемые в виде отдельных микросхем(чипов), реализующих все
особенности, присущие данного рода устройствам, называют микропроцессорами.
Изначально термин Центральное процессорное устройство описывал специализированный
класс логических машин, предназначенных для выполнения сложных компьютерных программ.
Вследствие довольно точного соответствия этого назначения функциям существовавших в то
время компьютерных процессоров, он естественным образом был перенесён на сами
компьютеры. Начало применения термина и его аббревиатуры по отношению к компьютерным
системам было положено в 60-х годах XX века.
Архитектура,устройство и реализация процессоров с тех пор не один раз менялись, но однако же
их основные исполняемые функции остались теми же, что и прежде.
Жёсткий диск.
Накопи́тель на жёстких магни́тных ди́сках, НЖМД, жёсткий диск, винт, хард, харддиск,
HDD, HMDD или винче́стер- энергонезависимое, перезаписываемое компьютерное
запоминающее устройство. Является основным накопителем данных практически во всех видах
современных компьютеров.
В отличие от «гибкого» диска (дискеты), информация в НЖМД записывается на жёсткие пластины,
покрытые слоем ферромагнитного материала, чаще всего двуокиси хрома. В некоторых НЖМД
используется одна пластина, в других — несколько на одной оси.
Считывающие головки в рабочем режиме не касаются поверхности пластин благодаря прослойке
набегающего потока воздуха, образуемого у поверхности при быстром вращении. Расстояние
между головкой и диском составляет несколько нанометров (в современных дисках 5-10 нм), а
отсутствие механического контакта обеспечивает долгий срок службы устройства. Если вращение
диска отсутствует, то головки находятся у шпинделя или за пределами диска в безопасной зоне,в
которой исключён нештатный контакт с поверхностью дисков.
5|Страница
Количество операций ввода/вывода в секунду- у современных дисков это около 50 оп./сек при
произвольном доступе к накопителю и около 100 оп./сек при последовательном доступе.
Объём буфера: Буфером называется промежуточная память, предназначенная для сглаживания
различий скорости чтения/записи и передачи по интерфейсу. В современных (2008 год) HDD он
обычно варьируется от 8 до 32 Мб.
Жёсткий диск состоит из гермозоны и блока электроники.
Гермозона включает в себя корпус из прочного сплава, собственно диски (пластины) с магнитным
покрытием, блок головок с устройством позиционирования, электропривод шпинделя.
Блок головок — пакет рычагов из пружинистой стали (по паре на каждый диск). Одним концом
они закреплены на оси рядом с краем диска. На других концах (над дисками) закреплены головки.
Диски (пластины), как правило, изготовлены из металлического сплава. Точный состав и
технология нанесения держатся в секрете. Большинство устройств содержит 1 или 2 пластины.
Диски жёстко закреплены на шпинделе. Во время работы шпиндель вращается со скоростью
несколько тысяч оборотов в минуту (4200, 5400, 7200, 10 000, 15 000). При такой скорости вблизи
поверхности пластины создаётся мощный воздушный поток, который приподнимает головки и
заставляет их парить над поверхностью пластины. Устройство позиционирования головок состоит
из неподвижной пары сильных, как правило неодимовых, постоянных магнитов и катушки на
подвижном блоке головок.
Пылинки, оказавшиеся при сборке в гермозоне и попавшие на поверхность диска, при вращении
сносятся на ещё один фильтр — пылеуловитель.
Интерфейсный блок обеспечивает сопряжение электроники жесткого диска с остальной
системой.
Блок управления представляет собой систему управления , принимающую электрические
сигналы позиционирования головок, и вырабатывающие воздействия приводом типа
«звуковая катушка», оммутации информационных потоков с различных головок,
управления работой всех остальных узлов (к примеру, управление скоростью вращения
шпинделя).
Блок ПЗУ хранит управляющие программы для блоков управления и цифровой обработки
сигнала, а также служебную информацию винчестера.
Буферная память сглаживает разницу скоростей интерфейсной части и накопителя.
Увеличение размера буферной памяти позволяет увеличить скорость работы накопителя.
Блок цифровой обработки сигнала осуществляет очистку считанного аналогового сигнала
и его декодирование, тоесть извлечение цифровой информации).
Принцип работы жестких дисков похож на работу магнитофонов. Рабочая поверхность
диска движется относительно считывающей головки. При подаче переменного
электрического тока (при записи) на катушку головки, возникающее переменное
магнитное поле из зазора головки воздействует на ферромагнетик поверхности диска и
изменяет направление вектора намагниченности доменов в зависимости от величины
6|Страница
сигнала. При считывании перемещение доменов у зазора головки приводит к изменению
магнитного потока в магнитопроводе головки, что приводит к возникновению
переменного электрического сигнала в катушке из-за эффекта электромагнитной
индукции.
Технологии записи данных:
 Метод параллельной записи.
 Метод перпендикулярной записи.
 Метод тепловой магнитной записи.
Графическая и звуковая карты.
Видеокарта(графическая карта).
Видеокарта, графическая плата, графическая карта, видеоадаптер- устройство,
преобразующее изображение, находящееся в памяти компьютера, в видеосигнал для
монитора.
Обычно видеокарта является платой расширения и вставляется в разъём расширения,
универсальный( ISA, VLB, PCI, PCI-Express) или специализированный(AGP), но бывает и
встроенной (интегрированной).
Современные видеокарты не ограничиваются простым выводом изображения, они имеют
встроенный графический микропроцессор, который может производить дополнительную
обработку, разгружая от этих задач центральный процессор компьютера.
Современная видеокарта состоит из:



Графический процессор – занимается расчётами выводимого изображения,
освобождая от этой задачи центральный процессор, производит расчёты для
обработки команд трёхмерной графики. Является основой графической платы,
именно от него зависят быстродействие и возможности всего устройства.
Видеоконтроллер - отвечает за формирование изображения в видеопамяти, даёт
команды RAMDAC на формирование сигналов развёртки для монитора и
осуществляет обработку запросов центрального процессора. А также ещё
присутствуют контроллер внешней шины данных (например, PCI или AGP),
контроллер внутренней шины данных и контроллер видеопамяти.
Видеопамять - выполняет роль кадрового буфера, в котором хранится
изображение, генерируемое и постоянно изменяемое графическим процессором и
выводимое на экран монитора (или нескольких мониторов). В видеопамяти
хранятся также промежуточные невидимые на экране элементы изображения и
другие данные. Видеопамять бывает нескольких типов, различающихся по
скорости доступа и рабочей частоте. Помимо видеопамяти, находящейся на
видеокарте, современные графические процессоры обычно используют в своей
7|Страница



работе часть общей системной памяти компьютера, прямой доступ к которой
организуется драйвером видеоадаптера через шину AGP или PCIE.
Цифро-аналоговый преобразователь- служит для преобразования изображения,
формируемого видеоконтроллером, в уровни интенсивности цвета, подаваемые на
аналоговый монитор. Возможный диапазон цветности изображения определяется
только параметрами RAMDAC. Чаще всего RAMDAC имеет четыре основных
блока — три цифроаналоговых преобразователя, по одному на каждый цветовой
канал (красный, зелёный, синий, RGB), и SRAM для хранения данных о гаммакоррекции. Большинство ЦАП имеют разрядность 8 бит на канал — получается по
256 уровней яркости на каждый основной цвет, что в сумме дает 16,7 млн. цветов
(а за счёт гамма-коррекции есть возможность отображать исходные 16,7 млн.
цветов в гораздо большее цветовое пространство). Некоторые RAMDAC имеют
разрядность по каждому каналу 10 бит (1024 уровня яркости), что позволяет сразу
отображать более 1 млрд. цветов, но эта возможность практически не используется.
Видео-ПЗУ - постоянное запоминающее устройство, в которое записаны видеоBIOS, экранные шрифты, служебные таблицы и т. п. ПЗУ не используется
видеоконтроллером напрямую — к нему обращается только центральный
процессор. Хранящийся в ПЗУ видео-BIOS обеспечивает инициализацию и работу
видеокарты до загрузки основной операционной системы, а также содержит
системные данные, которые могут читаться и интерпретироваться видеодрайвером
в процессе работы (в зависимости от применяемого метода разделения
ответственности между драйвером и BIOS). На многих современных картах
устанавливаются электрически перепрограммируемые ПЗУ, допускающие
перезапись видео-BIOS самим пользователем при помощи специальной
программы.
Система охлаждения- предназначена для сохранения температурного режима
видеопроцессора и видеопамяти в допустимых пределах.
Правильная и полнофункциональная работа современного графического адаптера
обеспечивается с помощью видеодрайвера — специального программного
обеспечения, поставляемого производителем видеокарты и загружаемого в процессе
запуска операционной системы. Видеодрайвер выполняет функции интерфейса между
системой с запущенными в ней приложениями и видеоадаптером. Так же как и видеоBIOS, видеодрайвер организует и программно контролирует работу всех частей
видеоадаптера через специальные регистры управления, доступ к которым происходит
через соответствующую шину.
Звуковая карта.
Звуковая карта, звуковая плата, музыкальная плата- позволяет работать со звуком на
компьютерах.
В интегрированных звуковых картах большая часть работы переложена на драйвера
и процессор компьютера. Не интегрированные карты имеют свой процессор и память,
8|Страница
а большая часть функций выполняется с помощью аппаратных средств, что снимает
нагрузку с центрального процессора.
Различают внешние и внутренние звуковые карты. Внешние карты подключаются
через USB-разъём или FireWire, внутренние устанавливаются в PCI-слот. Внешние
карты обычно стоят дороже и имеют большое число различных регуляторов
и разъёмов, такие карты нужны для владельцев ноутбуков и компактных компьютеров,
а так же людей, профессионально работающих со звуком. Внутренние карты
по качеству не уступают внешним звуковым картам и вполне устроят большинство
пользователей. Дополнительные разъёмы и регуляторы, в случае если их очень много,
могут быть вынесены на отдельную панель системного блока производителем.
Рекомендуемые модели звуковых карт: SB Creative X-Fi Notebook, SB Creative X-Fi
XtremeAudio, SB Creative X-Fi XtremeAudio (OEM) PCI SB0790, SB Creative X-Fi
XtremeAudio Surround 5.1, SB Creative Professional E-MU 0404 (RTL)PCI EM880306002.
Сетевая плата.
Сетевая плата, сетевая карта, сетевой адаптер, Ethernet-адаптер, NIC(Network
Interface Card) - периферийное устройство, позволяющее компьютеру взаимодействовать с
другими устройствами сети.
Одной из первых массовых сетевых карт стала серия NE1000/NE2000 фирмы Novell.
По физической реализации сетевые карты делятся на:



внутренние — отдельные платы, вставляющиеся в PCI, ISA или PSI-E слот;
внешние, подключающиеся через USB или PCMCIAинтерфейс ;
встроенные в материнскую плату.
Для подключения сетевых карт к сети используются 3 типа разъёмов:



8P8C для витой пары;
BNC-коннектор для тонкого коаксиального кабеля;
15-контактный разъём трансивера для толстого коаксиального кабеля.
При конфигурировании карты сетевого адаптера могут быть доступны следующие параметры:



номер линии запроса на аппаратное прерывание IRQ;
номер канала прямого доступа к памяти DMA;
базовый адрес ввода/вывода;
9|Страница



базовый адрес памяти ОЗУ;

параметры WON (Wakeup on LAN).
поддержка стандартов автосогласования дуплекса/полудуплекса, скорости;
поддержка теггрированных пакетов VLAN (801.q) с возможностью фильтрации пакетов
заданного VLAN ID;
Она может реализовывать вычислительные функции аппаратно либо программно.
Серверные сетевые карты могут поставляться с двумя (и более) сетевыми разъёмами. Некоторые
сетевые карты обеспечивают функции межсетевого экрана.
Компьютерная шина.
Компьютерная шина- подсистема в архитектуре компьютера, которая передаёт
данные между функциональными блоками компьютера. Обычно шина управляется драйвером. К
шине можно подключить несколько устройств по одному набору проводников. Современные
компьютерные шины используют как параллельные, так и последовательные соединения и могут
иметь параллельные (multidrop) и цепные (daisy chain) топологии.
Оперативная память.
Оперативная память, оперативное запоминающее устройство, ОЗУ- память, часть
системы памяти ЭВМ, в которую процессор может обратиться за одну операцию. Предназначена
для временного хранения данных и команд, необходимых процессору для выполнения им
операций. Оперативная память передаёт процессору данные непосредственно, либо через кэшпамять. Каждая ячейка оперативной памяти имеет свой индивидуальный адрес. В современных
вычислительных устройствах, оперативная память выполнена по технологии динамической
памяти с произвольным доступом. ОЗУ может изготавливаться как отдельный блок, или входить
в конструкцию однокристальной ЭВМ или микроконтроллера. В область, называемую основной
областью памяти, загружается таблица векторов прерываний. Дополнительная память начинается
с адресов выше первого мегабайта и её объём зависит от общего объёма оперативной памяти,
установленной на компьютере.
10 | С т р а н и ц а
В данном реферате перечислены наиболее важные и значимые составные части
компьютера, их определения и немного о их типах и применении. Компьютер
достаточно сложная система, содержащая в себе много важных компонентов.
Попробовать изучить компьютер может в принципе любой желающий, посещая
уроки информатики или какие-либо другие специальные уроки, однако, стоит не
забывать, что помимо полезной информации и рабочего места, компьютер является
и вредонесящей системой, т.к. привлекает к себе много внимания людей, которые
проявляют к нему особую зависимость.
Источники:





http://remont-compa.ru/iznutri
http://allcomputer.narod.ru/inside/computer.htm
http://www.phpprojects.net/category/komp
http://ru.wikipedia.org/wiki/Категория:Аппаратное_обеспечение
http://www.tovaroved.info/computer/zvukovaya-karta.html
06.03.2009
11 | С т р а н и ц а
12 | С т р а н и ц а
13 | С т р а н и ц а