Внутренние устройства системного блока

1. Процессор

В современных компьютерах уст­ройство управления и арифметико-логическое устройство обычно объединены в один блок, называемый процессором. Кроме того, в этот блок входят тактовый генератор, сопроцессор и кэш.

1.        Устройство управления

Устройство управления позволяет управлять всем ходом вычис­лительного и логического процесса в компьютере. Это «мозг» ком­пьютера, который контролирует все его действия.

2.        Арифметико-логическое устройство

В АЛУ производится непосредственная обработка данных. Дан­ные обрабатываются в двоичном представлении. АЛУ умеет выпол­нять только определенный набор простейших операций:

·         арифметические операции;

·         логические операции (сравнения, проверки условий);

·         операции пересылки (из одной области памяти в другую).

3.        Тактовый генератор

Тактовая частота – это то количество элементарных операций (тактов), которые процессор может выполнить в течение секунды. Измеряется в ГГц.

4.        Сопроцессор

Дополнительный блок для самых сложных математических вычислений, в том числе с плавающей точкой (запятой). Активно используется при работе с графическими и мультимедийными программами.

5.        Кэш-память

Современный процессор имеет такое высокое быстродействие, что информация из Оперативной памяти не успевает своевременно доходить до него и Процессор простаивает. Чтобы этого не проис­ходило, в процессор встраивается специальная микросхема кэш­памяти. Это относительно небольшая по объему (128 Кб — 2 Мб и более), но «сверхоперативная» память, в которой хранятся наибо­лее часто используемые участки оперативной памяти (например, результаты промежуточных вычислений).

Основными характеристиками процессора являются:

·         семейство процессора (Intel – Pentium и Celeron, AMD – Duron и Athlon)

·         тактовая частота - максимальная частота тактового гене­ратора процессора; измеряется в современных компьютерах в Мгц или Ггц;

·         разрядность процессора — характеризуется объемом информации, которую Процессор обрабатывает за один такт в параллель­ном режиме (т.е. одновременно).

·         количество процессоров (ядер)(май 2005 год – Pentium D и AMD X2)

Быстродействие процессора зависит от его разрядности и частоты встроенного генератора импульсов.

2. Материнская плата

Все перечисленные выше компоненты находятся в системном блоке компьютера и размещаются на специальной плате, которую называют системной или материнской (от англ. motherboard) пла­той.

Группы устройств, расположенных на материнской плате:

1.        Набор разъемов и портов для подключения отдельных устройств.

2.        Шина – информационная магистраль, связывающая все устройства воедино.

3.        Базовый набор микросхем – «чипсет», с помощью которого материнская плата и осуществляет контроль над всем происходящим внутри системного блока.

4.        Микросхема BIOS.

5.        Встроенные (или интегрированные) устройства.

Материнские платы различаются:

·         по типу поддерживаемых процессоров и памяти;

·         по размерам;

·         по количеству устройств, находящихся на плате;

·         по числу специальных разъемов для подключения плат различных устройств;

·         по типу чипсета

3. Оперативная память

Оперативная память (ОП) предназначена для хранения оператив­ной информации, необходимой компьютеру в процессе выполнения конкретной задачи. В качестве информации могут выступать данные отдельные команды, программы (набор команд), промежуточные и конечные результаты.

Особенности ОЗУ (RAM):

1.        ОЗУ - относительно «небольшая» по объему и дорогая, но очень быстродействующая память. В ней обычно хранится только часть информации (данные, программы), которая необходима про­цессору для выполнения конкретного этапа работы в текущий мо­мент времени. Чем больше размер ОЗУ, тем выше вычислительная способность компьютера и тем он дороже.

2.        Поскольку ОЗУ представляет собой набор микросхем, при вы­ключении компьютера из сети вся информация, находящаяся там, уничтожается (т. е. ОЗУ — энергозависимая память).

Основными характеристиками ОЗУ (RAM) являются:

1.        емкость памяти — максимальное количество информации, которое может в ней храниться

2.        быстродействие памяти — время обращения к ячейке памя­ти.

Под записью информации в память понимается размещение ее в ячейку по указанному адресу. При этом предыдущая информация, находившаяся там, стирается. Вновь записанная информация хра­нится до тех пор, пока в данную ячейку не будет, записана новая ин­формация или не исчезнет электрический ток.

Под считыванием информации из памяти понимается выборка информации из ячейки с указанным адресом. При этом копия пере­дается из памяти в требуемое устройство, а сама информация остается в ячейке. Таким образом, можно обращаться к ячейке для чте­ния сколько угодно раз.

Физически ОП представляет собой плату, содержащую набор микросхем, ко­торая устанавливается на материнскую плату.

4. Постоянная память

Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) по быстродей­ствию сравнима с ОЗУ, но содержимое этой памяти наполняется на заводе при изготовлении компьютера («прошивается») и не может быть изменено. Это «быстрая» память, которая используется только для чтения. Отсюда и название ПЗУ — посто­янное запоминающее устройство, или ROM — Read Only Memory (память только для чтения). В ПЗУ компьютера хранятся программы и данные, загрузку которых необходимо выпол­нять без обращения к диску. Набор таких про­грамм принято называть BIOS (Base Input Out­put System— базовая система ввода-вывода). Именно поэтому ПЗУ компьютера чаще назы­вают BIOS.

Особенности BIOS:

1.        быстродействующая память предназначена только для хранения программ и данных, используемых при загрузке и инициализа­ции компьютера;

2.        при выключении компьютера из сети информация в ПЗУ со­храняется, т. е. BIOS — энергонезависимая память.

6.        Звуковая карта

Аудиоадаптер - это специальная электронная плата, которая позволяет записывать звук, воспроизводить его и создавать программными средствами с помощью микрофона, наушников, динамиков, встроенного синтезатора и другого оборудования.

Аудиоадаптер содержит в себе два преобразователя информации:

·         аналого-цифровой, который преобразует непрерывные (то есть, аналоговые) звуковые сигналы (речь, музыку, шум) в цифровой двоичный код и записывает его на магнитный носитель;

·         цифро-аналоговый, выполняющий обратное преобразование сохранённого в цифровом виде звука в аналоговый сигнал, который затем воспроизводится с помощью акустической системы, синтезатора звука или наушников.

6. Видеокарта

Главным «мозговым центром» любой видеоплаты является специализированный графический чип, микросхема, которая объединяет в себе «подразделения», ответственные за работу с обычной, двумерной, и игровой трехмерной графикой.

На сегодня существует два лидера:

1. Чипсеты NVIDIA 
2. Чипсеты ATI 

7. Долговременные запоминающие устройства

- предназначены для долговременного хранения информации с целью ее дальнейшего использования.

Основные характеристики ДЗУ:

• емкость памяти:
• быстродействие памяти.

ДЗУ работают более медленно, чем ОЗУ, но имеют значительно большую емкость. По способу доступа к информации все ДЗУ можно разделить на два типа:

1. устройства прямого доступа;
2. устройства последовательного доступа.

ДЗУ прямого доступа

1) Накопители на магнитных дисках (НМД). Термин «прямой доступ» означает, что устройство обеспечивает непосредственный доступ к требуемой информации. Существуют два типа НМД:

• НГМД – накопители на гибких магнитных дисках
• НЖМД – накопители на жестких магнитных дисках – винчестеры

2) Накопители на оптических дисках. Обычный оптический (лазерный) диск позволяет хранить до 700 Мб информации. Устройство, обеспечивающее работу с оптическим диском принять называть накопителем на оптических дисках или CD-ROM. В настоящее время существуют следующие форматы:

• CD-ROM ;CD-RW ;DVD-ROM;DVD-RW 

1. Внешние накопители
2. Флеш-накопители (2001 г.) и карты памяти.
   1. Флеш-брелоки (32 – 2 Гб) – относительно невысокая цена, малый вес, высокая надежность, стандартность. Хранят от 32 Мб до 2 Гб.
   2. Compact Flash (128 Гб)– используются в профессиональных устройствах. Большая емкость, наименьшая цена, но большой объем.
   3. Multimedia Card (MMS 4 Гб) – компактные, быстрые карточки, применяются в фотоаппаратах, цифровых плеерах, телефонах.
   4. Memory Stick (256 Мб, Memory Stick Pro 2 Гб)– частный формат Sony.
   5. eXtreme Digital (xD 8 Гб) – специфические карты, самые компактные и самые дорогие (Olympus).
3. Мобильные винчестеры:

1. Mobile Rack  – частичная мобильность – в корпус компьютера необходимо установить специальные «салазки», подключенные к обычному кабелю IDE, в которые и устанавливается винчестер. 
2. ZIV-drive  – подключается к USB-порту и мало весит, но дорого 5 долл. За 1 ГБ.

ДЗУ последовательного доступа

- в качестве устройств этого типа применяют накопители на магнитных лентах (НМЛ). Носителем информации на них является магнитная лента. Их основной недостаток – замедленный поиск информации. В современных условиях они используются только для архивного хранения больших объемов информации. Сегодня в качестве ДЗУ последовательного доступа используется стример – специальный магнитофон, записывающий информацию с большой скоростью. Носителями информации для стримеров являются кассеты и ленточные картриджи. Кассеты имеют объем до 60 Гб, картриджи – до 160 Гб.

8. Сетевое оборудование

1. Сетевая карта – обеспечивает подключение компьютера к локальной сети.
2. Модем – устройство для обмена информацией между компьютерами через телефонную сеть Модемы бывают внутренние и внешние.
3. Факс-модем – сочетает возможность модема телефакса.