Основы теории. Персональный компьютер – это универсальная техническая система, состав которой можно гибко изменять

Персональный компьютер – это универсальная техническая система, состав которой можно гибко изменять. Однако существует понятие базовой конфигурации или типовой, в состав которой входят четыре устройства:

· системный блок;

· монитор;

· клавиатура;

· мышь.

Системный блок является основным узлом, поскольку внутри него установлены наиболее важные компоненты:

· материнская плата;

· жесткий диск;

· дисковод компакт – дисков;

· видеоадаптер (видеокарта);

· звуковая карта.

Материнская плата – основная плата персонального компьютера. На ней размещаются:

· центральный процессор (CPU — CentralProcessingUnit), или микропроцессор (часто просто 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 – набор 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;

· постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) – микросхема, предназначенная для длительного хранения данных, в том числе и когда компьютер выключен;

· разъемы для подключения дополнительных устройств (слоты).

Жесткий диск (HDD) – основное устройство для долговременного хранения больших объемов данных и программ.

Контроллер – аппаратно – логическое устройство для управления HDD.

Основные параметры HDD:

· емкость (зависит от технологии изготовления);

· производительность (зависит от интерфейса связи с материнской платой).

Дисковод компакт – дисков – устройство для считывания и записи данных с диска с помощью излучения лазера.

Тип диска Длина волны, нм Емкость

CD, CD-R, 780 650 Мбайт

CD-RW

DVD, DVD-R, 635 4, 7 Гбайт

DVD-RW

Blu-Ray 405 25 Гбайт

Основной параметр – скорость чтения данных в единицах, кратных 150 Кбайт/с (музыкальный CD).

Видеокарта (видеоадаптер) – устройство с функциями видеоконтроллера, видеопроцессора, видеопамяти и видеоускорителя, образующего совместно с монитором видеоподсистему компьютера. Обеспечивает по выбору:

· цветовое разрешение (до 16, 7 млн цветов);

· разрешение экрана из стандартного ряда значений (1024х768 и выше), а также аппаратное преобразование данных в микросхемах видеоускорителя.

Звуковая карта выполняет вычислительные операции, связанные с обработкой звука, речи и музыки.

Основной параметр – разрядность, определяющая количество битов, используемых при преобразовании сигналов из аналоговой формы в цифровую и наоборот. Чем выше разрядность, тем меньше погрешность, связанная с оцифровкой и выше качество звука. Наиболее распространены 16 и 32 разрядные карты.

Микропроцессор состоит из нескольких блоков, которые располагаются в корпусе микропроцессора. Наиболее важные из них — это устройство управления УУ, арифметически-логическое устройство АЛУ, регистры общего назначения (РОН), кэш-память первого L1 и второго L2 уровня и шины. Основные параметры процессора: рабочее напряжение, разрядность, рабочая тактовая частота, коэффициент внутреннего умножения тактовой частоты и размер кэш – памяти.

Оперативная память – это массив кристаллических ячеек, способных хранить данные. С точки зрения физического принципа действия различают динамическую память (DRAM) и статическую память (SRAM).

Ячейки динамической памяти можно представить в виде микроконденсаторов, способных накапливать заряд на своих обкладках. Это наиболее распространенный и экономичный вид памяти, именно поэтому он используется в качестве основной оперативной памяти компьютера.

Ячейки статической памяти можно представить как электронные микросхемы – триггеры, в которых хранится не заряд, а состояние (включен/выключен), поэтому этот тип памяти обеспечивает более высокое быстродействие, хотя технологически он более сложнее и, следовательно, менее экономичен. Микросхемы статической памяти используют в качестве вспомогательной (кэш – памяти), предназначенной для оптимизации работы процессора.

Каждая ячейка памяти содержит восемь двоичных ячеек (один байт) и имеет свой адрес, который выражается числом. В большинстве современных процессоров предельный размер адреса составляет 32 разряда, следовательно, возможна непосредственная адресация к полю памяти размером 232 байт = 4 Гбайт. Количество оперативной памяти в современных компьютерах непрерывно увеличивается и в основном оно определяется требованиями операционной системы.

Оперативная память в компьютере размещается на стандартных панельках, называемых модулями, которые вставляются в разъемы на материнской плате. Модули оперативной памяти могут быть различного типа, различающиеся основными характеристиками: объемом памяти, скоростью передачи данных и временем доступа.

Микросхема ПЗУ хранит комплект программ, представляющих базовую систему ввода – вывода (BIOS – BasicInputOutputSystem), которая проверяет состав и работоспособность компьютерной системы и обеспечивает взаимодействие с клавиатурой, монитором, жестким диском. Программы позволяют наблюдать диагностические сообщения, сопровождающие запуск компьютера, а также вмешиваться в ход запуска с помощью клавиатуры.

Энергонезависимая память по технологии изготовления называемая CMOS. В нее можно заносить и изменять самостоятельно данные о жестких дисках, о процессоре и других устройствах материнской платы.

Программы, записанные в BIOS, считывают данные о составе оборудования компьютера из микросхемы CMOS, после чего они смогут выполнять обращение к жесткому диску, и передать управление тем программам, которые там записаны.