3 Основные компоненты компьютеров

Все устройства персонального компьютера можно разделить на две группы:

• устройства типового комплекта ПК, которые представляют собой минимальный набор для обеспечения работы компьютера;

• внешние (дополнительные) устройства, расширяющие возможности ПК.

Типовой комплект ПК включает: системный блок, монитор, клавиатуру и мышь.

Основными элементами системного блока являются: процессор; генератор тактовых импульсов (ГТИ); устройства внутренней памяти; адаптеры, контроллеры и порты для обеспечения связи с внешними устройствами ПК; дисководы (накопители) для жесткого, гибкого и оптического дисков; системная шина для обеспечения связи между устройствами ПК; блок питания и др.

Монитор, клавиатура, мышь являются базовыми устройствами ввода/вывода, обеспечивающими минимально необходимые функции ПК.

К внешним устройства ПК относятся те, которые размещены вне системного блока.

Среди наиболее распространенных в настоящее время внешних устройств ПК можно назвать устройства ввода/вывода информации: принтер, сканер, модем, плоттер, графические планшеты и др. (см. радел 5.3)

3.1 Процессор

Микропроцессор (процессор) – это основной рабочий компонент компьютера, который выполняет арифметические и логические операции, заданные программой, управляет вычислительным процессом и координирует работу всех устройств компьютера.

В состав микропроцессора входят:

• арифметико-логическое устройство (АЛУ) – для выполнения арифметических и логических операций над числовой и символьной информацией;

• устройство управления (УУ) – для формирования и подачи во все элементы ПК управляющих сигналов;

• регистры общего назначения (РОН) – это быстродействующие ячейки памяти, используемые в основном в качестве счетчиков и указателей на адресное пространство ПК;

• кэш-память – блок высокоскоростной памяти, в которую из оперативной памяти копируются данные, необходимые процессору, что позволяет повысить производительность процессора. Кэш-память хранит копии данных из оперативной памяти, к которым выполнялись последние обращения и весьма вероятны обращения в ближайшие такты работы. Регистры общего назначения (РОНы) и КЭШ память находятся в корпусе микропроцессора и для передачи информации между АЛУ, РОН, УУ и КЭШ нет необходимости использовать системную шину. Следовательно, скорость обработки информации может быть увеличена в разы;

• схема управления шиной – для связи с другими устройствами ПК через системную шину.

Производительность процессора задается генератором тактовых импульсов (ГТИ), который определяет время одного такта работы процессора, задает тактовую частоту.

Основными характеристиками процессора являются:

• тактовая частота – количество элементарных операций (тактов), которое микропроцессор выполняет за 1 секунду. Выражается в мегагерцах (МГц) или гигагерцах (ГГц). Тактовая частота современных процессоров составляет 1,0 – 4 ГГц;

• разрядность – количество разрядов двоичного числа (бит), обрабатываемых процессорам за 1 такт. Условно говоря, если разрядность процессора равна 32, то он может обрабатывать числа от 0 до 2³² (4 294 967 296) за 1 такт.

• размер кэш-памяти – см. п. 3.2.

В настоящее время наиболее распространенными семействами микропроцессоров следующих компаний:

• Intel – например: Pentium, Celeron, Centrino, Atom, Core;

• AMD – например: Athlon, Duron, Sempron, Geode, Phenom;

• Motorola – например: DragonBall, Freescale ColdFire, Motorola MC14500B, PowerPC G4;

• IBM – например: Xenon, Kilocore, Cell, Broadway.