Системный блок

1.Системный блок - основная часть компьютера. Содержит выключатель питания и обеспечивает доступ к дисководу и устройству чтения компакт - дисков. Системный блок обычно включает в себя системную плату, блок питания, накопители на дисках, разъемы для дополнительных устройств и платы расширения с контроллерами - адаптерами внешних устройств.

На системной плате (часто её называют материнской платой - Mother Board) , как правило,

размещаются:

• микропроцессор;
• математический сопроцессор;
• генератор тактовых импульсов;
• блоки (микросхемы) ОЗУ и ПЗУ;
• адаптеры клавиатуры, НЖМД и НГМД;
• контроллер прерываний;
• таймер и др.

В компьютере могут также быть установлены и контроллеры - небольшие платы с микросхемами, которые помогают компьютеру взаимодействовать с внешними устройствами: сканерами (устройствами для ввода изображений в компьютер), цифровыми фотоаппаратами и видеокамерами и т. д. По существу, все эти платы являются адаптерами, потому что они преобразовывают наборы сигналов от разных внешних устройств в сигналы, понятные материнской плате и процессору. Они присоединяются к специальным разъёмам материнской платы, которые называют слотами.

 Плата, на которой установлен процессор, называется материнской потому, что она является основой для всего компьютера. Материнская плата несет на себе несколько главных микросхем, которые составляют так называемый чипсет (от английского chip set -- набор микросхем) -- базовый набор микросхем, характеризующий потенциальные возможности вашего компьютера. Условно наборы микросхем делятся на три категории.

• Чипсеты для ПК начального уровня, то есть наиболее дешевых, имеющих малые возможности по модернизации, но вполне подходящих для современных игр и офисных программ.
• Чипсеты для производительных ПК, которые хорошо умеют работать с 
  очень сложными играми, программами автоматического проектирования и другими сложными задачами.
• Чипсеты для рабочих станций -- компьютеров, применяемых для проектирования сверхсложных объектов, видеомонтажа и прочих задач, требующих колоссальной производительности.

В настоящий момент чипсеты обозначают тремя цифрами и двумя буквами. Например, 440ZX -- это самый современный на данный момент чипсет для ПК начального уровня, 440ВХ -- для производительных ПК и 440GX -- для рабочих станций. Набор микросхем материнской платы обеспечивает взаимодействие всех устройств компьютера с его памятью и центральным процессором (или процессорами).

Процессор -- это устройство, состоящее из одной или нескольких микросхем, объединенных внутри одного корпуса, которое, собственно, и выполняет все программы. Когда-то компания Intel создала целое семейство микропроцессоров х86 (где вместо х был номер -- те. 8086, 80386 и т.д.), из которого каждый новый процессор работал гораздо быстрее предыдущего, но при этом понимал систему команд своего предшественника. Это означало и переносимость старых программ на новые компьютеры, что обеспечило им популярность. И сегодня лидером в производстве процессоров остается компания Intel. После 486 процессора фирма Intel решила прекратить нумерацию процессоров и ввести название Pentium. Это связано с тем, что числа невозможно зарегистрировать в качестве торговой марки, чтобы защитить процессоры от подделки.

Мощность компьютера, то есть способность выполнять определенное количество типовых операций за единицу времени, определяется не только особенностью строения процессора, так называемой архитектурой, но и тактовой частотой, на которой работают его внутренние элементы, часто называемое просто частотой процессора.

Что такое тактовая частота? Дело в том, что для работы процессора необходим генератор, который посылает процессору электрические импульсы. С каждым электрическим импульсом процессор выполняет какое-нибудь действие или вычисление. Как частота тактов метронома определяет скорость исполнения мелодии, так частота следования импульсов определяет скорость работы процессора: чем выше тактовая частота, тем быстрее работает процессор. В разделе «Взаимодействие устройств компьютера» мы рассмотрим, как процессор взаимодействует с другими устройствами компьютера: видеокартой, контроллерами и памятью.

Каждой марке микропроцессора свойственны свои особенности архитектуры и набор частот, на которых он работает. Например, процессор Intel Celeron выпускается в модификациях для работы на 333, 366, 400 и 433 мегагерца (обозначается MHz). Естественно, что быстрее работает тот процессор, у которого выше рабочая частота. 

     Микропроцессор 

Это центральный блок ПК, предназначенный для управления

работой всех блоков машины и для выполнения арифметических и логических операций

над информацией.

В состав микропроцессора входят:

• устройство управления (УУ)-- формирует и подает во все блоки машины в нужные моменты времени определенные сигналы управления (управляющие импульсы), обусловленные спецификой выполняемой операции и результатами предыдущих операций; формирует адреса ячеек памяти, используемых выполняемой операцией, и передает эти адреса в соответствующие блоки ЭВМ; опорную последовательность импульсов устройство управления получает от генератора тактовых импульсов;
• арифметико-логическое устройство (АЛУ) -- предназначено для выполнения всех арифметических и логических операций, над числовой и символьной информацией (в некоторых моделях ПК для ускорения выполнения операций к АЛУ подключается дополнительный математический сопроцессор);

микропроцессорная  память  (МПП) -- служит для кратковременного хра 
нения, записи и выдачи информации, непосредственно используемой в вычислениях в 
ближайшие такты работы машины. МПП строится на регистрах и используется для 
обеспечения высокого быстродействия машины, ибо основная память (ОП) не всегда 
обеспечивает скорость записи, поиска и считывания информации, необходимую для 
эффективной    работы    быстродействующего    микропроцессора.    Регистры -- 
быстродействующие ячейки памяти различной длины (в отличие от ячеек ОП, имеющих стандартную длину 1 байт и более низкое быстродействие);

интерфейсная система микропроцессора --реализует сопряжение и 
связь с другими устройствами ПК; включает в себя внутренний интерфейс МП, буферные запоминающие регистры и схемы управления портами ввода-вывода (ПВВ) и системной шиной. Интерфейс (interface) -- совокупность средств сопряжения и связи 
устройств компьютера,  обеспечивающая  их эффективное взаимодействие. Порт 
ввода-вывода (I/O -- Input/Output port) -- аппаратура сопряжения, позволяющая подключить к микропроцессору другое устройство ПК.

Генератор тактовых импульсов

Он генерирует последовательность электрических импульсов; частота генерируемых импульсов определяет тактовую частоту машины.

Промежуток времени между соседними импульсами определяет время одного такта работы машины или просто такт работы машины.

Частота генератора тактовых импульсов является одной из основных характеристик персонального компьютера и во многом определяет скорость его работы, ибо каждая операция в машине выполняется за определенное количество тактов.

Системная шина

Это основная интерфейсная система компьютера, обеспечивающая сопряжение и связь всех его устройств между собой.

Системная шина включает в себя:

• кодовую шину данных (КЩ Д), содержащую провода и схемы сопряжения для параллельной передачи всех разрядов числового кода (машинного слова) операнда; в 
• кодовую шину адреса (КША), включающую провода и схемы сопряжения для параллельной передачи всех разрядов кода адреса ячейки основной памяти или порта ввода-вывода внешнего устройства;
• кодовую шину инструкций (КШИ), содержащую провода и схемы сопряжения для
• передачи инструкций (управляющих сигналов, импульсов) во все блоки машины;
• шину питания, имеющую провода и схемы сопряжения для подключения блоков ПК к системе энергопитания.

Системная шина обеспечивает три направления передачи информации:

1. между микропроцессором и основной памятью;
2. между микропроцессором и портами ввода-вывода внешних устройств;
3. между основной памятью и портами ввода-вывода внешних устройств (в режиме прямого доступа к памяти).

Все блоки, а точнее их порты ввода-вывода, через соответствующие унифицированные разъемы (стыки) подключаются к шине единообразно: непосредственно или через контроллеры (адаптеры). Управление системной шиной осуществляется микропроцессором либо непосредственно, либо, что чаще, через дополнительную микросхему -- контроллер шины, формирующий основные сигналы управления. Обмен информацией между внешними устройствами и системной шиной выполняется с использованием ASCII-кодов.

Основная память (ОП). Она предназначена для хранения и оперативного обмена информацией с прочими блоками машины. ОП содержит два вида запоминающих устройств: постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) и оперативное запоминающее устройство (ОЗУ).

ПЗУ служит для хранения неизменяемой (постоянной) программной и справочной информации, позволяет оперативно только считывать хранящуюся в нем информацию (изменить информацию в ПЗУ нельзя).

ОЗУ предназначено для оперативной записи, хранения и считывания информации I (программ и данных), непосредственно участвующей в информационно-вычислительном процессе, выполняемом ПК в текущий период времени. Главными достоинствами оперативной памяти являются ее высокое быстродействие и возможность обращения к каждой ячейке памяти отдельно (прямой адресный доступ к ячейке). В качестве не достатка ОЗУ следует отметить невозможность сохранения информации в ней после выключения питания машины (энергозависимость).

Внешняя память

Она относится к внешним устройствам ПК и используется для долговременного хранения любой информации, которая может когда-либо потребоваться для решения задач. В частности, во внешней памяти хранится все программное обеспечение компьютера. Внешняя память содержит разнообразные виды запоминающих устройств, но наиболее распространенными, имеющимися практически на любом компьютере, являются накопители на жестких (НЖМД) и гибких (НГМД) магнитных дисках.

Назначение этих накопителей -- хранение больших объемов информации, запись и выдача хранимой информации по запросу в оперативное запоминающее устройство. Различаются НЖМД и НГМД лишь конструктивно, объемами хранимой информации и временем поиска, записи и считывания информации.

В качестве устройств внешней памяти используются также запоминающие устройства на кассетной магнитной ленте (стриммеры), накопители на оптических дисках (CD-ROM -- Compact Disk Read Only Memory -- компакт-диск с памятью, только читаемой) и др.

Таймер

  Это внутримашинные электронные часы, обеспечивающие при необходимости автоматический съем текущего момента времени (год, месяц, часы, минуты, секунды и доли секунд). Таймер подключается к автономному источнику питания -- аккумулятору и при отключении машины от сети продолжает работать.

Процессоры для ПК начального уровня выпускаются не только компанией Intel, но и другими производителями. Наиболее известные из недорогих моделей -- WinChip от компании IDT, М II от Cyrix, Кб от компании AMD. Диапазоны рабочих частот этих процессоров лежат в диапазоне от 200 до 300 MHz. Для производительных персональных компьютеров компания AMD выпустила К6-2 3D Now с рабочими частотами до 400 MHz и частотой системной шины 100 MHz.

Еще совсем недавно можно было услышать о процессорах Pentium (R) и Pentium ММХ -- они больше не выпускаются. Процессоры с маркой ММХ [эМ эМ Икс] позволяли ускорить обработку аудио- и видеоинформации. Сегодня процессоры уже не несут на себе этой торговой марки, потому что использование процессорами этого дополнительного набора команд стало для стандартом для всех процессоров, причем не только производимых Intel.