Состав, назначение, характеристики и принципы работы основных элементов персонального компьютера

Материнская (системная) плата – важнейший элемент ПК, к которому подключено все то, что составляет сам компьютер. Она служит для объединения и организации взаимодействия других компонентов. По сути, выбор конфигурации компьютера начинается именно с выбора системной платы. В нее устанавливается процессор, оперативная память, с ней связаны жесткий диск и CD-ROM, к ней через соответствующие различным интерфейсам разъемы и порты подключаются различные дополнительные устройства. Таким образом, материнская плата, центральный процессор, оперативная память составляют основу ПК, от их производительности в большой степени зависит производительность компьютера в целом. Материнские платы различаются по типу процессоров, которые могут быть установлены на них.

На материнской плате устанавливаются разъемы для установки дополнительных устройств – слоты расширения.

Все дополнительные устройства взаимодействуют с процессором и оперативной памятью через системную магистраль передачи данных – шину. Виды слотов расширения различаются по типу шины. Данные могут передаваться между внешними устройствами и процессором, оперативной памятью и процессором, внешними устройствами и оперативной памятью или между устройствами ввода-вывода. Шина характеризуется типом, разрядностью, частотой и количеством подключаемых внешних устройств. При работе с оперативной памятью шина проводит поиск нужного участка памяти и обменивается информацией с найденным участком. Эти задачи выполняют две части системной шины: адресная шина и шина данных.

Аппаратно-логические устройства, отвечающие за совместное функционирование различных компонентов, называют интерфейсами.

Совокупность интерфейсов, реализованных в компьютере, образует то, что называют архитектурой компьютера.

Для добавления в ПК нового дополнительного устройства необходим контроллер – устройство, аппаратно согласовывающее работу системы и дополнительного устройства. Кроме того, необходим драйвер этого устройства – программа, позволяющая программно связать это устройство с системой в целом.

Драйвер выступает в роли “переводчика” с языка операционной системы на язык конкретного устройства, контроллер выступает в роли аппаратного “мостика” между системой в целом и дополнительным устройством.

Центральной частью компьютера является системный блок, с присоединенными к нему клавиатурой, монитором и мышью.

В корпусе системного блока располагаются все основные устройства компьютера:

микропроцессор – мозг компьютера, который выполняет поступающие на его вход команды: проводит вычисления и управляет работой остальных устройств ПК;

оперативная память, предназначенная для временного хранения программ и данных;

контроллеры, предназначенные для независимого от процессора управления отдельными процессами в работе ПК;

накопители на гибких магнитных дисках, используемые для чтения и записи на дискеты;

накопитель на жестком магнитном диске, предназначенный для чтения и записи на жесткий магнитный диск (винчестер);

дисководы для компакт-дисков, обеспечивающие возможность чтения данных с компьютерных компакт-дисков и проигрывания аудиокомпакт-дисков, а также запись информации на компакт-диск;

блок питания, преобразующий электропитание сети в постоянный ток, подаваемый на электронные схемы компьютера;

счетчик времени, который функционирует независимо от того, включен компьютер или нет;

другие устройства.

Все компоненты ПК по их функциональному отношению к работе с информацией можно условно разделить на:

• устройства обработки информации (центральный процессор, специализированные процессоры)

• устройства хранения информации (жесткий диск, CD-ROM, оперативная память, др.);

• устройства ввода информации (клавиатура, мышь, микрофон, сканер и т.д.);


• устройства вывода информации (монитор, принтер, акустическая система и т.д.);

• 
устройства передачи информации (модем телефакс).

Процессор - центральное устройство (или комплекс устройств) ЭВМ (или вычислительной системы), которое выполняет арифметические и логические операции, заданные программой преобразования информации, управляет вычислительным процессом и координирует работу периферийных устройств системы (запоминающих, сортировальных, ввода — вывода, подготовки данных и др.). В вычислительной системе может быть несколько параллельно работающих процессоров; такие системы называют многопроцессорными. Наличие нескольких процессоров ускоряет выполнение одной большой или нескольких (в т. ч. взаимосвязанных) программ. Первый микропроцессор был создан в 1970-х гг. фирмой INTEL по заказу одной из японских фирм.

Оперативная память компьютера - запоминающее устройство, хранящее информацию в цифровом виде. Из оперативной памяти процессор компьютера берет программы и исходные данные для обработки, в нее же записываются полученные результаты. Свое название оперативная память получила за быстродействие; процессору практически не приходится ждать при чтении и записи данных. Для оперативной памяти используют и обозначение RAM (random access memory, то есть память с произвольным доступом). При выключении компьютера содержимое оперативной памяти обычно стирается. От количества установленной на компьютере оперативной памяти зависят его возможности. Многие компьютерные программы не будут работать при недостатке оперативной памяти или будут работать очень медленно.

Кэш-память - вид сверхбыстродействующей компьютерной памяти, применяемый для ускорения доступа к данным из оперативной памяти. Кэш-память хранит копии наиболее часто используемых участков оперативной памяти. Поскольку время доступа к кэш-памяти в несколько раз меньше, чем к оперативной памяти, а в большинстве случаев необходимая информация находится в кэш-памяти, то кэширование позволяет существенно ускорить работу компьютера.

Основная память (ОП) - предназначена для хранения и оперативного обмена информацией с прочими блоками машины.

Основная память содержит два вида запоминающих устройств:

В постоянном запоминающем устройстве (ПЗУ) хранится информация, которая не изменяется при работе ЭВМ. Такую информацию составляют тест-мониторные программы (они проверяют работоспособность компьютера в момент его включения), драйверы (программы, управляющие работой отдельных устройств ЭВМ, например, клавиатурой) и др.

ПЗУ является энергонезависимым устройством, поэтому информация в нем сохраняется даже при выключении электропитания.

Внешние запоминающие устройства (ВЗУ) предназначены для долговременного хранения информации. К ВЗУ относятся накопители на магнитной ленте (магнитофоны, стримеры), накопители на жестких дисках (винчестеры), накопители на гибких дисках, проигрыватели оптических дисков. ВЗУ по сравнению с ОЗУ имеют, в основном, больший объем памяти, но существенно меньшее быстродействие.

Микропроцессорная память - память небольшой емкости, но чрезвычайно высокого быстродействия (время обращения к МПП, т.е. время, необходимое на поиск, запись или считывание информации из этой памяти, измеряется наносекундами - тысячными долями микросекунды).

Она предназначена для кратковременного хранения, записи и выдачи информации, непосредственно в ближайшие такты работы машины участвующей в вычислениях, МПП используется для обеспечения высокого быстродействия машины, ибо основная память не всегда обеспечивает скорость записи, поиска и считывания информации, необходимую для эффективной работы быстродействующего микропроцессора.

Поиск по сайту: