Примечание: Таблицы asciIпредставлены в предыдущей практической работе. Практическое задание №5 Аппаратные средства персональных компьютеров
Цель работы:
изучить назначение и технические характеристики аппаратных средств современногоперсонального компьютера.
ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
Системная плата – это сложная многослойная печатная плата, на которой устанавливаются основные компоненты персонального компьютера (центральный процессор ЦП, контроллер оперативного запоминающего устройства ОЗУ и собственно ОЗУ, загрузочное постоянное запоминающее устройство ПЗУ, контроллеры базовых интерфейсов ввода-вывода).
Быстродействие различных компонентов компьютера (процессора, оперативной памяти и контроллеров периферийных устройств) может существенно различаться. Для согласования быстродействия на системной плате устанавливаются специальные микросхемы (чипсеты), включающие в себя контроллер оперативной памяти (так называемый северный мост) и контроллер периферийных устройств (южный мост).
Cеверный мост обеспечивает обмен информацией между процессором и оперативной памятью посистемной шине. В процессоре используется внутреннее умножение частоты, поэтому частота процессора в несколько раз больше, чем частота системной шины. В современных компьютерах частота процессора может превышать частоту системной шины в 10 раз (например, частота процессора 1 ГГц, а частота шины – 100 МГц).
К северному мосту подключается шина PCI (PeripherialComponentInterconnectbus – шина взаимодействия периферийных устройств), которая обеспечивает обмен информацией с контроллерами периферийных устройств. Частота контроллеров меньше частоты системной шины, например, если частота системной шины составляет 100 МГц, то частота шины PCI обычно в три раза меньше – 33 МГц. Контроллеры периферийных устройств (звуковая плата, сетевая плата, SCSI-контроллер, внутренний модем) устанавливаются в слоты расширения системной платы.
По мере увеличения разрешающей способности монитора и глубины цвета требования к быстродействию шины, связывающей видеоплату с процессором и оперативной памятью, возрастают. На рисунке 1.1 для подключения видеоплаты используется специальная шина AGP (AcceleratedGraphicPort – ускоренный графический порт), соединённая с северным мостом и имеющая частоту, в несколькораз большую, чем шина PCI.
Южный мост обеспечивает обмен информацией между северным мостом и портами для подключения периферийного оборудования.
Устройства хранения информации (жесткие диски,CD-ROM,DVD-ROM) подключаются к южному мосту по шине UDMA (UltraDirectMemoryAccess – прямое подключение к памяти).
Мышь и внешний модем подключаются к южному мосту с помощью последовательных портов, которые передают электрические импульсы, несущие информацию в машинном коде, последовательно один за другим. Обозначаются последовательные порты как COM1 и COM2, а аппаратно реализуются с помощью 25-контактного и 9-контактного разъёмов, которые выведены на заднюю панель системного блока.
Принтер подключается к параллельному порту, который обеспечивает более высокую скорость передачи информации, чем последовательные порты, так как передаёт одновременно 8 электрических импульсов, несущих информацию в машинном коде. Обозначается параллельный порт как LTP, а аппаратно реализуется в виде 25-контактного разъема на задней панели системного блока.
Для подключения сканеров и цифровых камер обычно используется порт USB (UniversalSerialBus– универсальная последовательнаяшина), который обеспечивает высокоскоростное подключение ккомпьютеру сразу нескольких периферийных устройств. Клавиатура подключается обычно с помощью порта PS/2.Системные платы классифицируются по форм-фактору.
Форм-фактор материнской платы – стандарт, определяющий размеры материнской платы для персонального компьютера, места ее крепления к корпусу, расположение на ней интерфейсов шин, портов ввода/вывода, сокета центрального процессора и слотов для оперативной памяти, а также тип разъема для подключения блока питания.
Центральный процессор – центральное вычислительное устройство, исполнитель машинных инструкций, часть аппаратного обеспечения компьютера или программируемого логического контроллера, отвечающий за выполнение операций, заданных программами.
В
настоящее время используются многоядерные
процессоры на одном или нескольких
кристаллах.
Для повышения быстродействия используют
так называемое кэширование.
Кэширование –
это использование дополнительной
быстродействующей памяти (кеш-памяти)
для хранения копий блоков информации
из основной (оперативной)
памяти,
вероятность обращения к которым в
ближайшее времяв
елика.
Оперативная память– это рабочая область для процессора компьютера. В ней во время работы хранятся программы и данные. Оперативная память часто рассматривается как временное хранилище,потому что данные и программы в ней сохраняются только при включенном компьютере или до нажатия кнопки сброса (reset). Перед выключением или нажатием кнопки сброса все данные, подвергнутые изменениям во время работы, необходимо сохранить на запоминающем устройстве, которое может хранить информацию постоянно (обычно это жесткий диск). При новом включении питания сохранённая информация вновь может быть загружена в память.
Устройства оперативной памяти иногда называют запоминающими устройствами с произвольным доступом.
В памяти типа ROM данные можно только хранить. Именно поэтому такая память используется только для чтения данных. ROM также часто называется энергонезависимой памятью, потому что любые данные, записанные в неё, сохраняются при выключении питания. Поэтому в ROM помещаются команды запуска персонального компьютера, т.е. программное обеспечение, которое загружает систему.
Динамическая оперативная память DRAM используется в большинстве систем оперативной памяти современных персональных компьютеров. Основное преимущество памяти этого типа состоит в том, что её ячейки упакованы очень плотно, т.е. в небольшую микросхему можно упаковать много битов, а значит, на их основе можно построить память большой ёмкости.
Статическая оперативная память SRAM названа так потому, что в отличие от динамической оперативной памяти, для сохранения её содержимого не требуется периодической регенерации, но это не единственное её преимущество. SRAM имеет более высокое быстродействие, чем динамическая оперативная память, и может работать на той же частоте, что и современные процессоры.
Жёсткий диск– энергонезависимое перезаписываемое компьютерное запоминающее устройство. Является основным накопителем данных практически во всех компьютерах. Жёсткий диск состоит из гермозоны и блока электроники.
Блок головок– пакет рычагов из пружинистой стали (по паре на каждый диск). Одним концом они закреплены на оси рядом с краем диска. На других концах (над дисками) закреплены головки.
Сетевая плата(адаптер) – периферийное устройство, позволяющее компьютеру
взаимодействовать с другими устройствами сети.
Звуковая карта– плата, которая позволяет работать со звуком на компьютере. В настоящее время звуковые карты бывают как встроенными в материнскую плату, так и отдельными платами расширения
или как внешними устройствами.
Видеокарта(видеоадаптер) – устройство, преобразующее изображение, находящееся в памяти компьютера, в видеосигнал для монитора.
Задание:
№
|
Наименование компонента системногоблока или характеристика
|
Найденное обозначение илихарактеристика |
1 |
Тип ЦП, частота |
|
2 |
Тип системной платы, форм-фактор |
|
3 |
Чипсет системной платы |
|
4 |
Тип жесткого диска, объём |
|
5 |
Тип сетевого адаптера |
|
6 |
Тип видеоадаптера |
|
7 |
Тип звукового адаптера |
|
8 |
Разъёмы ОЗУ |
|
9 |
Разъёмы расширения системной платы |
|
10 |
Объём кэш памяти процессора |
|
Контрольные вопросы
Назначение и компоненты системной платы.
Что такое северный мост? Его назначение.
Что такое южный мост? Его назначение.
Что такое форм-фактор материнской платы?
Назначение центрального процессора.
Что такое многоядерный процессор?
Что такое кэширование?
Оперативное запоминающее устройство. Его назначение.
Что такое энергозависимые и энергонезависимые запоминающие устройства?
10. Универсальная последовательная шина USB.
11. Шина ввода-вывода PCI и PCI-Express.
12. Шина AGP.
13. Видеокарта. Назначение и устройство.
14. Сетевой адаптер. Назначение, типы, параметры и функции.
15. Назначение и типы оптических приводов.
16. Жесткий диск. Назначение и устройство.