Состав и назначение основных блоков ПК

назначение основных
блоков ПК.

элементов - клавиатуры, системного
блока, монитора.
Расширение ПК:
-манипуляторы (мышь, джойстик, трекбол, световое

перо),
-периферийные устройства (принтеры, накопители на магнитной ленте
или иначе стримеры, сканеры, плотеры ).

Системный блок содержит:
-процессор (одна или несколько микросхем или чипов; выполняет все
вычислительные операции, программы, управляет всеми элементами ПК);
-блок питания;
-материнскую плату (несколько главных микросхем, составляющий т. к. называемый чипсет или набор микросхем);

ПК с внешними устройствами).
Материнская плата – основной элемент персонального компьютера.

На ней размещаются:
• процессор — основная микросхема, выполняющая большинство математических и логических операций;
• микропроцессорный комплект (чипсет) – набор микросхем, управляющих работой внутренних устройств компьютера и определяющих основные функцио­нальные возможности материнской платы;
• шины – наборы проводников, по которым происходит обмен сигналами между внутренними устройствами компьютера;
• оперативная память (оперативное запоминающее устройство, ОЗУ) – набор микросхем, предназначенных для временного хранения данных, когда компью­тер включен;
• ПЗУ (постоянное запоминающее устройство) – микросхема, предназначенная для длительного хранения данных, в том числе и когда компьютер выключен;
•разъемы для подключения дополнительных устройств (слоты).

основная микросхема компьютера, в которой и производятся все вычисления. Конструктивно

процессор состоит из ячеек, данные в которых могут не только храниться, но и изменяться.
Микропроцессор включает:
1). Устройство управления(УУ), которое подает управляющие импульсы от генератора тактовых импульсов во все блоки ЭВМ, формирует адреса ячеек памяти, используемых выполняемой операцией, обеспечивает конвейерную обработку данных с помощью блока выбора очередности команд.
. 2) Арифметическо – логическое устройство(АЛУ),выполняющее все арифметические и логические операции. Иногда к АЛУ подключается математический сопроцессор.
3)Регистры – микропроцессорная память, включающая буферную память(КЭЩ - память)
4) Систему управления шиной – реализует связь с другими блоками ПК.

рассматриваются как команды, управляющие обработкой данных в других регистрах. Некоторые

регистры процессора в зависимости от своего содержания способны модифицировать исполнение команд. Управляя засылкой данных в разные регистры процессора, можно управлять обработкой данных. На этом и основано исполнение программ.
С остальными устройствами компьютера, и в первую очередь с оперативной памятью, процессор связан несколькими группами проводников, называемых шинами.
Адресная шина. У процессоров Intel Pentium (а именно они наиболее распространены в персональных компьютерах) адресная шина 32-разрядная, то есть состоит из 32 параллельных линий. Если на какой-то из линий есть напряжение, то на этой линии выставлена единица, если нет, то ноль. Комбинация из 32 нулей и единиц образует 32-разрядный адрес, указывающий на одну из ячеек оперативной памяти. К ней и подключается процессор для копирования данных из ячейки в один из своих регистров.
Шина данных. По этой шине происходит копирование данных из оперативной памяти в регистры процессора и обратно. В компьютерах, собранных на базе процессоров Intel Pentium, шина данных 64-разрядная, то есть состоит из 64 линий, по которым за один раз на обработку поступают сразу 8 байтов.

тех областей оперативной памяти, где хранятся программы. Команды тоже представлены

в виде байтов. Самые простые команды укладываются в один байт, однако есть и такие, для которых нужно два, три и более байтов. В большинстве современных процессоров шина команд 32-разрядная (например, в процессоре Intel Pentium), хотя существуют 64-разрядные процессоры и даже 128-разрядные.
Система команд процессора. Процессор обрабатывает данные, находящиеся в его регистрах, в поле оперативной памяти, а также данные, находящиеся во внешних портах процессора. Часть данных он интерпретирует как данные, часть данных – как адресные данные, а часть – как команды. Совокупность всех возможных команд, которые может выполнить процессор над данными, образует так называемую систему команд процессора. Процессоры, относящиеся к одному семейству, имеют одинаковые или близкие системы команд. Процессоры, относящиеся к разным семействам, различаются по системе команд и невзаимозаменяемы.
Совместимость процессоров. Если два процессора имеют одинаковую систему команд, то они совместимы на программном уровне. Программа, написанная для одного процессора, может исполняться и другим процессором.

своих предшественников, но не наоборот. Благодаря этому на современном компьютере

можно выполнять все программы, созданные для любого из предшествующих компьютеров, принадлежащего той же аппаратной платформе.
Основными параметрами процессоров являются: рабочее напряжение, разрядность, тактовая частота, коэффициент внутреннего умножения тактовой частоты и размер кэш-памяти.
Рабочее напряжение процессора обеспечивает материнская плата, поэтому разным маркам процессоров соответствуют разные материнские платы (их надо выбирать совместно). По мере развития процессорной техники происходит постепенное понижение рабочего напряжения. В настоящее время оно составляет менее 3 В.
Понижение рабочего напряжения позволяет уменьшить расстояния между элементами в кристалле процессора до десятитысячных долей миллиметра, не опасаясь электрического пробоя. Пропорционально квадрату напряжения уменьшается и тепловыделение в процессоре, а это позволяет увеличивать его производительность без угрозы перегрева
Разрядность процессора показывает, сколько бит данных он может принять и обработать в своих регистрах за один такт. Современные процессоры семейства Intel Pentium остаются 32-разрядными, хотя и работают с 64-разрядной шиной данных (разрядность процессора определяется не разрядностью шины данных, а разрядностью командной шины).
.

и в обычных часах. Исполнение каждой команды занимает определенное количество

тактов. В электронных часах колебательный контур задает такты строго определенной частоты. В ПК тактовые импульсы задает одна из микросхем, входящая в микропроцессорный комплект (чипсет), расположенный на материнской плате. Чем выше частота тактов, поступающих на процессор, тем больше команд он может исполнить в единицу времени и выше его производительность. Тактовые сигналы процессор получает от материнской платы, которая, в отличие от процессора, представляет собой не кристалл кремния, а большой набор проводников и микросхем. По чисто физическим причинам материнская плата не может работать со столь высокими частотами, как процессор. Сегодня ее предел составляет 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 внутри процессора происходит в несколько раз быстрее, чем обмен с другими устройствами, например с оперативной памятью. Чтобы уменьшить количество обращений к оперативной памяти, внутри процессора создают буферную область – так называемую кэш-память. Это как бы «сверхоперативная память». Когда процессору нужны данные, он сначала обращается в кэш-память, и только если там нужных данных нет, происходит его обращение в оперативную память. Принимая блок данных из оперативной памяти, процессор заносит его одновременно и в кэш-память.

выполняется в том же кристалле, что и сам процессор, и

имеет объем порядка десятков Кбайт.
Кэш второго уровня находится либо в кристалле процессора, либо в том же узле, что и процессор, хотя и исполняется на отдельном кристалле. Кэш-память первого и второго уровня работает на частоте, согласованной с частотой ядра процессора.
Кэш-память третьего уровня выполняют на быстродействующих микросхемах и размещают на материнской плате вблизи процессора. Ее объемы могут достигать нескольких Мбайт, но работает она на частоте материнской платы.
Оперативную память(ОП) (RAM — Random Access Memory — память с произвольным доступом) предназначена для хранения информации (программ и данных), непосредственно участвующей в вычислительном процессе на текущем этапе функционирования ПК.
ОП – это массив кристаллических ячеек, способных хранить данные. Существует много различных типов оператив­ной памяти, но с точки зрения физического принципа действия различают динамическую память (DRAM) и статическую память (SRAM).

накапливать заряд на своих обкладках. Это наиболее распространенный и экономически

доступный тип памяти. Недостатки этого типа связаны, во-первых, с тем, что как при заряде, так и при разряде конденсаторов неизбежны переходные процессы, то есть запись данных происходит сравнительно медленно. Второй важный недостаток связан с тем, что заряды ячеек имеют свойство рассеи­ваться в пространстве, причем весьма быстро. Если оперативную память постоянно не «подзаряжать», утрата данных происходит через несколько сотых долей секунды. Для борьбы с этим явлением в компьютере происходит постоянная регенерация (освежение, подзарядка) ячеек оперативной памяти. Регенерация осуществляется несколько десятков раз в секунду и вызывает непроизводительный расход ресурсов вычислительной системы.
Ячейки статической памяти (SRAM) можно представить как электронные микроэлементы – триггеры, состоящие из нескольких транзисторов. В триггере хранится не заряд, а состояние (включен/выключен), поэтому этот тип памяти обеспечивает более высокое быстродействие, хотя технологически он сложнее и, соответственно, дороже.
Микросхемы динамической памяти используют в качестве основной оперативной памяти компьютера. Микросхемы статической памяти используют в качестве вспомогательной памяти (так называемой кэш-памяти), предназначенной для оптимизации работы процессора.

настоящее время в процессорах Intel Pentium и некоторых других принята

32-разрядная адресация, а это означает, что всего независимых адресов может быть 232. Таким образом, в современных компьютерах возможна непосредственная адресация к полю памяти размером 232 = 4 294 967 296 байт (4,3 Гбайт). Это отнюдь не означает, что именно столько оперативной памяти непременно должно быть в компьютере. Предельный размер поля оперативной памяти, установленной в компьютере, определяется микропроцессорным комплектом (чипсетом) материнской платы и может составлять до нескольких сот Мбайт. ОП — энергозависимая память. При отключении напряжения информация, хранящаяся в ней, теряется.
Оперативная память в компьютере размещается на стандартных панельках, называемых модулями. Модули оперативной памяти вставляют в соответствующие разъемы на материнской плате. Основными характеристиками модулей оперативной памяти являются объем памяти и время доступа. SIMM-модули поставляются объемами 4,8,16,32 Мбайт, а DIMM-модули – 16,32,64,128 Мбайт и более

ячейкам памяти – чем оно меньше, тем лучше. Время доступа

измеряется в миллиардных долях секунды (наносекундах, нс). Типичное время доступа к оперативной памяти для SIММ-модулей — 50–70 нс. Для современных DIMM-модулей оно составляет 7–10 нс.
Постоянная память (ПП) (ROM — Read-Only Memory)
также строится на основе установленных на материнской плате модулей (кассет) и используется для хранения неизменяемой информации: загрузочных программ операционной системы, программ тестирования устройств компьютера и некоторых драйверов базовой системы ввода-вывода (BIOS — Base Input-Output System) и др. Из ПП можно только считывать информацию, запись информации в ПП выполняется вне ЭВМ в лабораторных условиях. Модули и кассеты ПП имеют емкость, как правило, не превышающую нескольких сот килобайт. ПП — энергонезависимое запоминающее устройство.
Контроллеры – это микросхемы, которые управляют внешними устройствами ПК.