Архитектура современного ПК

                 

Архитектура современного ПК

                                                 Содержание

1. Введение
2. Архитектура современного ПК
3. Заключение
4. Практическая часть
5. Список использованной литературы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                            Введение.

Компьютер (англ. computer — вычислитель) представляет собой программируемое электронное устройство, способное обрабатывать данные и производить вычисления, а также выполнять другие задачи манипулирования символами. Определение «персональный» возникло потому, что человек получил возможность общаться с ЭВМ самостоятельно (персонально) без посредничества профессионала- программиста.

Состав вычислительной системы (конфигурация) включает в себя аппаратные и программные средства.

Архитектура ПК - это совокупность аппаратных и программных средств ПК, а также система взаимодействия их, обеспечивающая функционирование ПК.

Основные особенности архитектуры ПК- открытость и модульность.

Открытость означает возможность замены отдельных компонентов ПK их более совершенными версиями, а также возможность подключения новых устройств к компьютеру с целью расширения его возможностей.

Все компоненты компьютера оформлены в виде законченных конструкций – модулей, имеющих стандартные размеры и стандартные средства соединения с ЭВМ. Они не связаны жестко, в единое неразъемное устройство: предусмотрена возможность быстрого подсоединения и отсоединения любого из них к ПK.

Кроме того, в любой ЭВМ подобного типа используется стандартный набор основных модулей, при любой её модификации.

 

 

 

 

 

 

 

                  1. АРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННОГО ПК

 

Персональный компьютер - универсальная ЭВМ, предназначенная для индивидуального пользования. Обычно ПК проектируется на основе принципа открытой архитектуры. Его конфигурацию (состав оборудования) можно гибко изменять по мере необходимости. Тем не менее, существует понятие базовой конфигурации ПК, которую считают типовой. Понятие базовой конфигурации может меняться, в настоящее время в нее входят 4 устройства: системный блок, монитор, клавиатура, мышь.

Устройства персонального компьютера подразделяются на внутренние, находящиеся внутри системного блока, и внешние, подключаемые к системному блоку через информационные кабели (или передаваемые необходимые данные, например с помощью инфракрасного излучения).

2. ВНЕШНЯЯ АРХИТЕКТУРА ПК

 Внешняя архитектура современного  персонального компьютера представляет  собой соединение монитора, клавиатуры, мыши и акустической системы  к системному блоку.

Системный блок (сленг. системник, корпус), функциональный элемент, защищающий внутренние компоненты ПК от внешнего воздействия и механических повреждений, поддерживающий необходимый температурный режим внутри системного блока, экранирующий создаваемые внутренними компонентами электромагнитное излучение и является основой для дальнейшего расширения системы.

Системные блоки чаще всего изготавливаются из деталей на основе стали, алюминия и пластика, также иногда используются такие материалы, как древесина или органическое стекло. В системном блоке расположены: Материнская плата с установленным на ней процессором, ОЗУ, картами расширения (видеоадаптер, звуковая карта). Отсеки для накопителей жёстких дисков, дисководов CD-ROM и др Монитор, дисплей универсальное устройство визуального отображения всех видов информации.

Различают алфавитно-цифровые и графические мониторы, а также монохромные мониторы и мониторы цветного изображения активно-матричные и пассивно-матричные ЖКМ. По строению: ЭЛТ на основе электронно-лучевой трубки (англ. cathode ray tube, CRT) ЖК жидкокристаллические мониторы (англ. liquid crystal display, LCD) Плазменный на основе плазменной панели Проекционный видеопроектор и экран, размещённые отдельно или объединённые в одном корпусе (как вариант через зеркало или систему зеркал) OLED-монитор на технологии OLED (англ. organic light-emitting diode органический светоизлучающий диод). Клавиатура компьютера, одно из основных устройств ввода информации от пользователя в компьютер.

Стандартная компьютерная клавиатура, также называемая клавиатурой PC/AT или AT-клавиатурой (поскольку она начала поставляться вместе с компьютерами серии IBM PC/AT), имеет 101 или 102 клавиши.

Клавиатуры, которые поставлялись вместе с предыдущими сериями IBM PC и IBM PC/XT, имели 86 клавиш. Расположение клавиш на AT-клавиатуре подчиняется единой общепринятой схеме, спроектированной в расчёте на английский алфавит. По своему назначению клавиши на клавиатуре делятся на шесть групп: функциональные; алфавитно-цифровые; управления курсором; цифровая панель; специализированные; модификаторы.

Двенадцать функциональных клавиш расположены в самом верхнем ряду клавиатуры. Ниже располагается блок алфавитно-цифровых клавиш.

Правее этого блока находятся клавиши управления курсором, а с самого правого края клавиатуры цифровая панель.

Манипулятор мышь (в обиходе просто мышь или мышка ), одно из указательных устройств ввода, обеспечивающих интерфейс пользователя с компьютером.

Принтер (англ. printer печатник), устройство печати цифровой информации на твёрдый носитель, обычно на бумагу.

Относится к терминальным устройствам компьютера.

Процесс печати называется вывод на печать, а получившийся документ распечатка или твёрдая копия.

Принтеры бывают струйные, лазерные, матричные и сублимационные, а по цвету печати чёрно-белые (монохромные) и цветные.

Иногда из лазерных принтеров выделяют в отдельный вид светодиодные принтеры.

Монохромные принтеры имеют несколько градаций, обычно 2 5, например: чёрный белый, одноцветный (или красный, или синий, или зелёный) белый, многоцветный (чёрный, красный, синий, зелёный) белый.

Монохромные принтеры имеют свою собственную нишу и вряд ли (в обозримом будущем) будут полностью вытеснены цветными.

Сканер (англ. scanner), устройство, которое, анализируя какой-либо объект (обычно изображение, текст), создаёт цифровую копию изображения объекта.

Процесс получения этой копии называется сканированием. В большинстве сканеров для преобразования изображения в цифровую форму применяются светочувствительные элементы на основе приборов с зарядовой связью (ПЗС) (англ. Charge-Coupled Device, CCD). По способу перемещения считывающей головки и изображения относительно друг друга сканеры подразделяются на ручные (англ. Handheld), рулонные (англ. Sheet-Feed), планшетные (англ. Flatbed) и проекционные.

Разновидностью проекционных сканеров являются слайдсканеры, предназначенные для сканирования фотопленок. В высококачественной полиграфии используются барабанные сканеры, в которых в качестве светочувствительного элемента используется фотоэлектронный умножитель (ФЭУ). Принцип работы однопроходного планшетного сканера состоит в том, что вдоль сканируемого изображения, расположенного на прозрачном неподвижном стекле, движется сканирующая каретка с источником света.

Отраженный свет через оптическую систему сканера (состоящую из объектива и зеркал или призмы) попадает на три расположенных параллельно друг другу фоточувствительных полупроводниковых элемента на основе ПЗС, каждый из которых принимает информацию о компонентах изображения.

Акустическая система , устройство для воспроизведения звука.

Акустическая система бывает однополосной (один широкополосный излучатель, например, динамическая головка) и многополосной (две и более головок, каждая из которых создаёт звуковое давление в своей частотной полосе). Акустическая система состоит из акустического оформления (например, закрытый ящик или система с фазоинвертором и др.) и вмонтированных в него излучающих головок (обычно динамических). Однополосные системы не получили широкого распространения ввиду трудностей создания излучателя, одинаково хорошо воспроизводящего сигналы разных частот.

Высокие интермодуляционные искажения при значительном ходе одного излучателя вызваны эффектом Доплера. В многополосных акустических системах спектр слышимых человеком звуковых частот разбивается на несколько перекрываемых между собой диапазонов посредством фильтров (комбинации резисторов, конденсаторов и катушек индуктивности, или с помощью цифрового кроссовера). Каждый диапазон подаётся на свою динамическую головку, которая имеет наилучшие характеристики в этом диапазоне. Таким образом достигается наиболее высококачественное воспроизведение слышимых человеком звуковых частот (20 20 000 Гц).

3. ВНУТРЕНЯЯ АРХИТЕКТУРА ПК

Внутренняя архитектура современного персонального компьютера определяется схемой его чипсета, которую можно найти на сайтах производителей Intel и AMD. Чипсет (англ. chip set), набор микросхем, спроектированных для совместной работы с целью выполнения набора каких-либо функций. Так, в компьютерах чипсет выполняет роль связующего компонента, обеспечивающего совместное функционирование подсистем памяти, ЦПУ, ввода-вывода и других.

Чипсеты встречаются и в других устройствах, например, в радиоблоках сотовых телефонов.

Раньше компьютер имел до 2-х сотен микросхем на материнской плате.

Современные компьютеры содержат две основные большие микросхемы чипсета: контроллер-концентратор памяти (MCH) или северный мост(англ. North Bridge), который обеспечивает работу процессора с памятью и с видеоподсистемой.

Северный мост (системный контроллер), также известен как контроллер-концентратор памяти от англ. Memory Controller Hub (MCH) один из основных элементов чипсета компьютера, отвечающий за работу с процессором, памятью и видеоадаптером.

Северный мост определяет частоту системной шины, возможный тип оперативной памяти (в системах на базе процессоров Intel) (SDRAM, DDR, другие), её максимальный объем и скорость обмена информацией с процессором. Кроме того, от северного моста зависит наличие шины видеоадаптера, её тип и быстродействие. Для компьютерных систем нижнего ценового уровня в северный мост нередко встраивают и графическое ядро. Во многих случаях именно северный мост определяет тип и быстродействие шины расширения системы (PCI, PCI Express, другое); контроллер-концентратор ввода-вывода (ICH) или южный мост (англ. South Bridge), обеспечивающий работу с внешними устройствами. Южный мост (функциональный контроллер), также известен как контроллер-концентратор ввода-вывода от англ. I/O Controller Hub (ICH). Это микросхема, которая реализует медленные взаимодействия на материнской плате между чипсетом материнской платы и её компонентами. Южный мост обычно не подключён напрямую к центральному процессору (ЦПУ), в отличие от северного моста.

Северный мост связывает южный мост с ЦПУ. Выбор типа чипсета зависит от процессора, с которым он работает, и определяет разновидности внешних устройств (видеокарты, винчестера и др.). В характеристиках каждого процессора можно найти, с какими чипсетами он может работать.

Например, для процессоров Core 2 Duo рекомендуется использовать чипсет Intel P965 Express и материнские платы, созданные на его основе.

Однако не так давно были разработаны и появились в продаже чипсеты нового поколения Intel 3, 5, 7 Series и материнские платы на их основе.

Помимо поддержки двухи четырёхъядерных процессоров Intel Core 2 Duo и Core 2 Quad новые чипсеты поддерживают совершенно новый тип памяти DDR3 (наряду с традиционной DDR2-800), а также новое поколение интерфейса PCI Express 2.0 с удвоенной пропускной способностью графики, а также работают с новой технологией Intel Turbo Memory для ускорения загрузки приложений. G33 и G35 имеют интегрированную графику с полноценной аппаратной поддержкой DirectX 10. Первыми из этой серии в продаже появились материнские платы на чипсетах Intel G33 Express и Intel P35. Материнская плата (англ. motherboard , MB , также используется название англ. mainboard главная плата; сленг. мама, мать, материнка), это сложная многослойная печатная плата, на которой устанавливаются основные компоненты персонального компьютера (центральный процессор, контроллер ОЗУ и собственно ОЗУ, загрузочное ПЗУ, контроллеры базовых интерфейсов ввода-вывода). Как правило, материнская плата содержит разъёмы (слоты) для подключения дополнительных контроллеров, для подключения которых обычно используются шины USB , PCI и PCI - Express . Оперативная память (также оперативное запоминающее устройство, ОЗУ), в информатике память, часть системы памяти ЭВМ, в которую процессор может обратиться за одну операцию ( jump , move и т. п.). Предназначена для временного хранения данных и команд, необходимых процессору для выполнения им операций.

Оперативная память передаёт процессору данные непосредственно, либо через кеш-память.

Каждая ячейка оперативной памяти имеет свой индивидуальный адрес. ОЗУ может изготавливаться как отдельный блок или входить в конструкцию однокристальной ЭВМ или микроконтроллера. загрузочное ПЗУ хранит ПО, которое исполняется сразу после включения питания. Как правило, загрузочное ПЗУ содержит BIOS , однако может содержать и ПО, работающие в рамках EFI . Центральный процессор (ЦП; англ. central processing unit , CPU , дословно центральное вычислительное устройство), исполнитель машинных инструкций, часть аппаратного обеспечения компьютера или программируемого логического контроллера, отвечающий за выполнение операций, заданных программами.

Современные ЦП, выполняемые в виде отдельных микросхем (чипов), реализующих все особенности, присущие данного рода устройствам, называют микропроцессорами. С середины 1980-х последние практически вытеснили прочие виды ЦП, вследствие чего термин стал всё чаще и чаще восприниматься как обыкновенный синоним слова микропроцессор . Тем не менее, это не так: центральные процессорные устройства некоторых суперкомпьютеров даже сегодня представляют собой сложные комплексы больших (БИС) и сверхбольших интегральных схем (СБИС). Изначально термин Центральное процессорное устройство описывал специализированный класс логических машин, предназначенных для выполнения сложных компьютерных программ.