СИСТЕМНЫЙ БЛОК Системный блок Системный блок содержит все компоненты, необходимые для функционирования компьютера, кроме устройств ввода-вывода. Корпус системного блока может иметь горизонтальное (Desk Top), вертикальное (Tower: Mini Tower, Midi Tower или Big Tower) исполнение или располагаться в одном корпусе с монитором (моноблок). Передняя панель системного блока Кнопка Power — включение/выключение персонального компьютера. При выключении компьютера необходимо завершать его работу в меню кнопки Пуск; Кнопка Reset — перезагрузка ПК с автотестированием оборудования («холодная» перезагрузка), используется при «зависании» компьютера и если не помогает перезагрузка Ctrl+Alt+Delete; Индикаторы напряжения и накопителей; Дисковод и проводы для работы с лазерными дисками. Задняя панель системного блока На задней панели системного блока находятся многочисленные разъемы, предназначенные для подключения электропитания и внешних устройств. Каждый разъем уникален, и подключить что-либо неправильно — практически невозможно. Для подключения периферийных устройств служат порты. ПОРТЫ Параллельный порт (LPT) предназначен для побайтового обмена информацией, к нему подключаются принтер, сканер. Устройства имеют большое количество проводов в кабеле. Последовательные порты (COM1, COM2) обеспечивают побитовый обмен информацией, к ним подключаются мышь, модем. USB порт — универсальный порт, к которому можно подключать до 127 внешних устройств, (при этом можно использовать Hub’ы), обладает наибольшей пропускной способностью скорость обмена — 12 Мбит/с., при подключении устройств не требует отключения питания; PS/2 разъемы предназначены для подключения клавиатуры и мыши, под ними имеются подписи Mouse и Keyboard. Блок питания Блок питания компьютера предназначен для преобразования переменного напряжения электросети в постоянное напряжение, необходимое для питания системной платы и внутренних устройств. Системная плата Системная плата (материнская плата) является важнейшим узлом ПК. На системной плате располагаются: центральный процессор, информационная магистраль, внутренняя память, адаптеры и контроллеры, порты, слоты расширения и др. Адаптеры и контроллеры — устройства, управляющие работой периферийных устройств. Слоты расширений В слоты (гнезда) расширений устанавливаются дополнительные устройства, например, сетевая карта, видеоадаптер, модем. На рисунке: 1-Разъём под центральный процессор; 2-Разъемы накопителей на жёстких магнитных дисках; 3-Разъемы накопителей на гибких магнитных дисках; 4-Разъёмы под оперативную память, 3 слота; 5-BIOS — перепрограммируемая память; 6-Разъёмы 16-битной шины (ISA); 7-Разъёмы 32-битной шины (PCI); 8-Разъём шины AGP. Центральный процессор Микропроцессор был изобретен в 1971 году фирмой Intel, что позволило совершить техническую революцию во многих областях. Микропроцессор представляет собой сверхбольшую интегральную схему (СБИС), расположенную на одном кристалле кремния, на который с помощью лазерного луча наносятся полупроводниковые элементы в виде тончайших пленок. Степень интеграции — это количество элементов на единицу площади, в компьютере Pentium на 0,1 см2 находятся 5 млн. транзисторов. Центральный процессор (Central Processor Unit — CPU) — центральное устройство ПК, работает автоматически по программе, управляет всеми узлами компьютера и выполняет обработку информации. Центральный процессор содержит: АЛУ (арифметико-логическое устройство) выполняет обработку информации, поступившей из памяти: сложение, вычитание, умножение, деление, сравнение чисел, выбор одной из ветвей. УУ (устройство управления) руководит порядком выполнения операций: извлекает команды из запоминающего устройства, настраивает АЛУ на выполнение операции, выбирает из ЗУ данные, указанные в команде и записывает результат в ЗУ или пересылает его в устройство вывода. Регистры — внутренняя память процессора, служит для временного хранения в процессоре данных и результатов операций над ними. Эта память небольшого объема (несколько ячеек), сверхоперативная. КЭШ-память. (Cache - тайный склад). Кэш-память — это сверхбыстродействующее ОЗУ небольшой емкости, предназначенное для ускорения операций обмена данными между процессором и оперативной памятью. В современных компьютерах кэш обычно строится по двухуровневой схеме. Кэш-память первого уровня расположена на самом кристалле микропроцессора, объем этой памяти обычно невелик — не более 64Кб. Кэш-память второго уровня может располагаться на отдельной высокоскоростной микросхеме, установленной в непосредственной близости от процессора или, в новых процессорах, кэш-память второго уровня интегрирована непосредственно в микросхему процессора. Объем ее побольше — от 128Кб до 1–4Мб. Математический сопроцессор устанавливается, начиная с модели 486. Применяется для особо точных и сложных расчетов и при работе с компьютерной графикой. Сопроцессор повышает производительность ПК. Характеристики процессора Фирма производитель. В настоящее время на рынке микропроцессоров наиболее известны две фирмы: Intel и AMD. Ведущей фирмой является Intel. Тактовая частота — количество операций в секунду, выполняемых процессором. Например, операций сложения двух двоичных чисел, которые производит процессор за 1 секунду. Тактовая частота измеряется в МГц. Разрядность процессора — количество одновременно обрабатываемых сигналов (разрядов). У современного процессора Pentium 4 разрядность равна 64 битам. От тактовой частоты и разрядности зависит производительность (быстродействие) процессора. Адресное пространство процессора — количество ячеек оперативной памяти, которые могут иметь уникальные адреса (допускаемый объем оперативной памяти). Адресное пространство определяется разрядностью шины адреса. Количество адресуемых ячеек памяти можно рассчитать по формуле: N = 2i, где i — разрядность шины адреса. В современных персональных компьютерах разрядность шины адреса составляет 36 бит, а максимально возможное количество адресуемых ячеек памяти равно 236 = 68 719 476 734 (64Гб). Принцип открытой архитектуры Принцип открытой архитектуры заключается в следующем: при изготовлении компьютера техническая информация о конструкции публикуется и доступна всем желающим. Это дало возможность различным фирмамизготовителям производить отдельные узлы и детали, из которых можно собрать компьютер или совершить “upgrade” (расширить, обновить) — заменить одно устройство другим. Первой фирмой, применившей принцип открытой архитектуры, была фирма Apple, ее поддержала фирма IBM. Компьютеры Macintosh имеют закрытую архитектуру. Магистрально-модульный принцип В соответствии с принципом открытой архитектуры ПК состоит из отдельных узлов (модулей). Все модули (узлы) ПК связаны между собой информационной магистралью (системной шиной) — в этом заключается магистрально-модульный принцип построения компьютера. Физически магистраль представляет собой общую линию проводов, с гнездами для подключения электронных схем. Совокупность проводов подразделяется по назначению на отдельные группы: шину данных, шину адреса и шину управления. ШИНЫ Шина данных. По этой шине данные (обрабатываемая информация) передаются между различными устройствами. С использованием этой шины происходят следующие операции: запись/чтение данных из ОЗУ или ВЗУ, чтение данных с устройств ввода и пересылка данных на устройство вывода. По шине данных информация передается от процессора к какому-либо устройству и обратно, т.е. шина данных является двунаправленной. За 25 лет, со времени создания первого персонального компьютера (1975 г.), разрядность шины данных увеличилась и составляла 8, 16, 32, 64 бита. Шина адреса. Каждая ячейка оперативной памяти имеет свой адрес. Адрес ячейки памяти или адрес (код) внешнего устройства, к которому обращается процессор передается по адресной шине, которая является однонаправленной: сигналы передаются от процессора к оперативной памяти и устройствам. Разрядность шины адреса определяет адресное пространство процессора, т. е. количество ячеек оперативной памяти, которые могут иметь уникальные адреса. Количество адресуемых ячеек памяти можно рассчитать по формуле: N = 2i, где i — разрядность шины адреса. В первых персональных компьютерах разрядность шины адреса составляла 16 бит, а количество адресуемых ячеек памяти N — 216 = 65 536. В современных персональных компьютерах разрядность шины адреса составляет 36 бит, а максимально возможное количество адресуемых ячеек памяти равно 236 — это 64Гбайта. Шина управления. По шине управления передаются сигналы, определяющие характер обмена информацией по магистрали. Сигналы управления определяют, какую операцию — считывание или запись информации из памяти нужно производить или сигнал готовности устройства к работе, сигнал к началу работы устройства — синхронизируют обмен информацией между устройствами. Принципы Джона фон Неймана В 1945 году при разработке первой вычислительной машины в США в группу был включен венгерский математик Джон фон Нейман. Джон фон Нейман сформулировал общие принципы, которые положены в основу построения подавляющего большинства компьютеров. Принцип устройства. Согласно фон Нейману, ЭВМ должна иметь следующие устройства: - Устройства ввода/вывода информации; - Запоминающее устройство — для хранения программ и информации; - Процессор, состоящий из устройства управления (УУ) и арифметико-логического устройства (АЛУ). Принцип программного управления. Из него следует, что процессор должен работать по программе. Программа состоит из набора команд, которые выполняются процессором автоматически друг за другом в определенной последовательности, без вмешательства человека. Принцип однородности памяти. Программы и данные хранятся в одной и той же памяти в совершенно одинаковых ячейках (однородных). Поэтому компьютер не различает, что хранится в данной ячейке памяти — число, текст или команда. Над командами можно выполнять такие же действия, как и над данными. Принцип адресности. Структурно основная память состоит из перенумерованных ячеек; процессору в произвольный момент времени доступна любая ячейка.