53-12-СИСТЕМНЫЙ БЛОК

СИСТЕМНЫЙ БЛОК
Системный блок


Системный блок содержит все компоненты,
необходимые для функционирования
компьютера, кроме устройств ввода-вывода.
Корпус
системного
блока
может
иметь
горизонтальное (Desk Top), вертикальное (Tower:
Mini Tower, Midi Tower или Big Tower) исполнение
или располагаться в одном корпусе с монитором
(моноблок).
Передняя панель
системного блока




Кнопка Power — включение/выключение
персонального компьютера. При выключении
компьютера необходимо завершать его работу в
меню кнопки Пуск;
Кнопка Reset — перезагрузка ПК с
автотестированием оборудования («холодная»
перезагрузка), используется при «зависании»
компьютера и если не помогает перезагрузка
Ctrl+Alt+Delete;
Индикаторы напряжения и накопителей;
Дисковод и проводы для работы с лазерными
дисками.
Задняя панель
системного блока


На задней панели системного блока находятся
многочисленные разъемы, предназначенные для
подключения электропитания и внешних
устройств. Каждый разъем уникален, и
подключить что-либо неправильно — практически
невозможно.
Для подключения периферийных устройств
служат порты.
ПОРТЫ

Параллельный порт (LPT) предназначен для
побайтового обмена информацией, к нему
подключаются принтер, сканер. Устройства имеют
большое количество проводов в кабеле.

Последовательные порты (COM1, COM2)
обеспечивают побитовый обмен информацией, к
ним подключаются мышь, модем.

USB порт — универсальный порт, к которому
можно подключать до 127 внешних устройств, (при
этом можно использовать Hub’ы), обладает
наибольшей пропускной способностью скорость
обмена — 12 Мбит/с., при подключении устройств
не требует отключения питания;

PS/2 разъемы предназначены для подключения
клавиатуры и мыши, под ними имеются подписи
Mouse и Keyboard.
Блок питания

Блок питания компьютера
предназначен для преобразования
переменного напряжения
электросети в постоянное
напряжение, необходимое для
питания системной платы и
внутренних устройств.
Системная плата

Системная плата (материнская плата) является
важнейшим узлом ПК. На системной плате
располагаются: центральный процессор,
информационная магистраль, внутренняя
память, адаптеры и контроллеры, порты, слоты
расширения и др.

Адаптеры и контроллеры — устройства,
управляющие работой периферийных устройств.
Слоты расширений


В слоты (гнезда) расширений
устанавливаются дополнительные
устройства, например, сетевая
карта, видеоадаптер, модем.
На рисунке:
1-Разъём под центральный
процессор;
2-Разъемы накопителей на жёстких
магнитных дисках;
3-Разъемы накопителей на гибких
магнитных дисках;
4-Разъёмы под оперативную
память, 3 слота;
5-BIOS — перепрограммируемая
память;
6-Разъёмы 16-битной шины (ISA);
7-Разъёмы 32-битной шины (PCI);
8-Разъём шины AGP.
Центральный процессор


Микропроцессор был изобретен в 1971 году
фирмой Intel, что позволило совершить
техническую революцию во многих областях.
Микропроцессор представляет собой
сверхбольшую интегральную схему (СБИС),
расположенную на одном кристалле кремния, на
который с помощью лазерного луча наносятся
полупроводниковые элементы в виде тончайших
пленок. Степень интеграции — это количество
элементов на единицу площади, в компьютере
Pentium на 0,1 см2 находятся 5 млн. транзисторов.
Центральный процессор (Central Processor
Unit — CPU) — центральное устройство ПК,
работает автоматически по программе, управляет
всеми узлами компьютера и выполняет обработку
информации.
Центральный процессор содержит:

АЛУ (арифметико-логическое устройство) выполняет
обработку информации, поступившей из памяти: сложение,
вычитание, умножение, деление, сравнение чисел, выбор
одной из ветвей.

УУ (устройство управления) руководит порядком
выполнения операций: извлекает команды из
запоминающего устройства, настраивает АЛУ на
выполнение операции, выбирает из ЗУ данные, указанные в
команде и записывает результат в ЗУ или пересылает его в
устройство вывода.

Регистры — внутренняя память процессора, служит для
временного хранения в процессоре данных и результатов
операций над ними. Эта память небольшого объема
(несколько ячеек), сверхоперативная.




КЭШ-память. (Cache - тайный склад). Кэш-память — это
сверхбыстродействующее
ОЗУ
небольшой
емкости,
предназначенное для ускорения операций обмена данными
между
процессором
и
оперативной
памятью.
В современных компьютерах кэш обычно строится по
двухуровневой схеме.
Кэш-память первого уровня расположена на самом
кристалле микропроцессора, объем этой памяти обычно
невелик — не более 64Кб.
Кэш-память второго уровня может располагаться на
отдельной высокоскоростной микросхеме, установленной в
непосредственной близости от процессора или, в новых
процессорах, кэш-память второго уровня интегрирована
непосредственно в микросхему процессора. Объем ее
побольше — от 128Кб до 1–4Мб.
Математический сопроцессор устанавливается, начиная с
модели 486. Применяется для особо точных и сложных
расчетов и при работе с компьютерной графикой.
Сопроцессор повышает производительность ПК.
Характеристики процессора

Фирма производитель. В настоящее время на рынке
микропроцессоров наиболее известны две фирмы: Intel и
AMD. Ведущей фирмой является Intel.

Тактовая частота — количество операций в секунду,
выполняемых процессором. Например, операций сложения
двух двоичных чисел, которые производит процессор за 1
секунду. Тактовая частота измеряется в МГц.


Разрядность процессора — количество одновременно
обрабатываемых сигналов (разрядов). У современного
процессора Pentium 4 разрядность равна 64 битам.
От тактовой частоты и разрядности зависит
производительность (быстродействие) процессора.
Адресное пространство процессора — количество ячеек
оперативной памяти, которые могут иметь уникальные
адреса (допускаемый объем оперативной памяти).
Адресное пространство определяется разрядностью шины
адреса. Количество адресуемых ячеек памяти можно
рассчитать по формуле:
N = 2i, где i — разрядность шины адреса.
В современных персональных компьютерах разрядность
шины адреса составляет 36 бит, а максимально возможное
количество адресуемых ячеек памяти равно 236 = 68 719 476
734 (64Гб).
Принцип открытой архитектуры

Принцип открытой архитектуры заключается в
следующем: при изготовлении компьютера
техническая информация о конструкции
публикуется и доступна всем желающим. Это
дало возможность различным фирмамизготовителям производить отдельные узлы и
детали, из которых можно собрать компьютер или
совершить “upgrade” (расширить, обновить) —
заменить одно устройство другим. Первой
фирмой, применившей принцип открытой
архитектуры, была фирма Apple, ее поддержала
фирма IBM. Компьютеры Macintosh имеют
закрытую архитектуру.
Магистрально-модульный
принцип

В соответствии с принципом открытой
архитектуры ПК состоит из отдельных узлов
(модулей). Все модули (узлы) ПК связаны между
собой информационной магистралью
(системной шиной) — в этом заключается
магистрально-модульный принцип построения
компьютера.
Физически магистраль представляет собой общую
линию проводов, с гнездами для подключения
электронных схем. Совокупность проводов
подразделяется по назначению на отдельные
группы: шину данных, шину адреса и шину
управления.
ШИНЫ

Шина данных. По этой шине данные
(обрабатываемая информация) передаются
между различными устройствами. С
использованием этой шины происходят
следующие операции: запись/чтение данных из
ОЗУ или ВЗУ, чтение данных с устройств ввода и
пересылка данных на устройство вывода. По
шине данных информация передается от
процессора к какому-либо устройству и обратно,
т.е. шина данных является двунаправленной. За
25 лет, со времени создания первого
персонального компьютера (1975 г.), разрядность
шины данных увеличилась и составляла 8, 16, 32,
64 бита.

Шина адреса. Каждая ячейка оперативной памяти имеет
свой адрес. Адрес ячейки памяти или адрес (код) внешнего
устройства, к которому обращается процессор передается
по адресной шине, которая является однонаправленной:
сигналы передаются от процессора к оперативной памяти и
устройствам. Разрядность шины адреса определяет
адресное пространство процессора, т. е. количество ячеек
оперативной памяти, которые могут иметь уникальные
адреса. Количество адресуемых ячеек памяти можно
рассчитать по формуле:
N = 2i, где i — разрядность шины адреса.
В первых персональных компьютерах разрядность шины
адреса составляла 16 бит, а количество адресуемых ячеек
памяти N — 216 = 65 536.
В современных персональных компьютерах разрядность
шины адреса составляет 36 бит, а максимально возможное
количество адресуемых ячеек памяти равно 236 — это
64Гбайта.

Шина управления. По шине управления
передаются сигналы, определяющие характер
обмена информацией по магистрали. Сигналы
управления определяют, какую операцию —
считывание или запись информации из памяти
нужно производить или сигнал готовности
устройства к работе, сигнал к началу работы
устройства — синхронизируют обмен
информацией между устройствами.
Принципы
Джона фон Неймана

В 1945 году при разработке первой
вычислительной машины в США в группу был
включен венгерский математик Джон фон
Нейман. Джон фон Нейман сформулировал общие
принципы, которые положены в основу построения
подавляющего большинства компьютеров.
Принцип устройства. Согласно фон Нейману,
ЭВМ должна иметь следующие устройства:
- Устройства ввода/вывода информации;
- Запоминающее устройство — для хранения
программ и информации;
- Процессор, состоящий из устройства управления
(УУ) и арифметико-логического устройства (АЛУ).



Принцип программного управления. Из него
следует, что процессор должен работать по
программе. Программа состоит из набора команд,
которые выполняются процессором автоматически
друг за другом в определенной
последовательности, без вмешательства человека.
Принцип однородности памяти. Программы и
данные хранятся в одной и той же памяти в
совершенно одинаковых ячейках (однородных).
Поэтому компьютер не различает, что хранится в
данной ячейке памяти — число, текст или команда.
Над командами можно выполнять такие же
действия, как и над данными.
Принцип адресности. Структурно основная память
состоит из перенумерованных ячеек; процессору в
произвольный момент времени доступна любая
ячейка.