Tehnoloģijas institūts

Federālās valsts autonomā izglītības iestāde

augstākā profesionālā izglītība

"Dienvidu federālā universitāte" Taganrogā

Ekonomikas un sociālo sistēmu vadības fakultāte

Valsts un pašvaldību tiesību un vadības departaments

abstrakts

"Datorsistēmas vienības iekšējās ierīces"

Izpilda students gr. MZ-70 Rudenko E.I.

Pārbaudīts V. N. Tjušņakovs

Taganrogs 2011

Mērķis.

Šīs esejas rakstīšanas mērķis ir izpētīt datorsistēmas vienības iekšpusi un to galvenās īpašības un īpašības. Iegūstiet arī zināšanu pamatus par dažu elementu darbību.

Galvenā informācija.

Sistēmas vienība ir galvenā vienība, kurā ir uzstādīti vissvarīgākie komponenti. Ierīces, kas atrodas sistēmas vienības iekšienē, sauc par iekšējām, un ierīces, kas tai pievienotas no ārpuses, - par ārējām. Ārējos piederumus datu ievadei, izvadei un ilgtermiņa glabāšanai sauc arī par perifērijas ierīcēm.

Autors izskats sistēmas vienības atšķiras pēc korpusa formas. Personālo datoru korpusi tiek ražoti horizontālā (darbvirsmas) un vertikālā (torņa) dizainā. Korpusi ar vertikālu dizainu atšķiras pēc izmēra: pilna izmēra (liels tornis), vidēja izmēra (midi tornis) un maza izmēra (mini tornis). Starp gadījumiem ar horizontālu dizainu ir plakani un īpaši plakani (slaidi).

Papildus formai gadījumam ir svarīgs parametrs, ko sauc par formas faktoru. Prasības izvietotajām ierīcēm ir atkarīgas no tā. Iepriekšējais personālo datoru korpusu standarts bija LH formas koeficients, šobrīd galvenokārt tiek izmantoti ATX formas faktora korpusi. Korpusa formas koeficientam jāatbilst datora galvenās (sistēmas) plates, tā saucamās mātesplates (skat. Zemāk) formas faktoram.

Personālo datoru korpusi tiek piegādāti ar barošanas avotu, un tādējādi barošanas avota jauda ir arī viens no šasijas parametriem. Masveida modeļiem pietiek ar 250-300 W barošanas avotu.

Sistēmas vienības iekšējās ierīces

Mātesplatē

Mātesplatē - galvenā plate personālais dators... Tajā mitinās:

• procesors - galvenā mikroshēma, kas veic lielāko daļu matemātikas
  un loģiskas darbības;
• mikroprocesoru komplekts (mikroshēmojums) - mikroshēmu kopums, kas kontrolē datora iekšējo ierīču darbību un nosaka mātesplatē galveno funkcionalitāti;
• kopnes - vadītāju kopas, caur kurām tiek apmainīti signāli
  datora iekšējās ierīces;
• brīvpiekļuves atmiņa (brīvpiekļuves atmiņa, RAM) - iestatīta
  mikroshēmas, kas paredzētas datu pagaidu glabāšanai, kad dators ir ieslēgts;
• ROM (tikai lasāma atmiņa) ir izstrādāta mikroshēma
  ilgtermiņa datu glabāšanai, arī tad, kad dators ir izslēgts;
• savienotāji papildu ierīču (slotu) pievienošanai.

Mēs atsevišķi apsvērsim mātesplatē iekļautās ierīces.

HDD

HDD - galvenā ierīce liela apjoma datu un programmu ilgstošai glabāšanai. Patiesībā tas nav viens disks, bet gan savākšanas disku grupa, kas ir magnētiski pārklāta un rotē lielā ātrumā. Tādējādi šim "diskam" nav divu virsmu.

Virs katras virsmas ir lasīšanas un rakstīšanas galva. Pie liela disku rotācijas ātruma (90-250 r / s) spraugā starp galvu un virsmu izveidojas aerodinamiskais spilvens, un galva lidinās virs magnētiskās virsmas vairāku tūkstošdaļu milimetru augstumā. Kad mainās caur galvu plūstošās strāvas stiprums, mainās dinamiskā magnētiskā lauka stiprums spraugā, kas izraisa izmaiņas ferrimagnētisko daļiņu stacionārajā magnētiskajā laukā, kas veido diska pārklājumu. Šādi dati tiek ierakstīti magnētiskajā diskā.

Lasīšanas darbība notiek apgrieztā secībā. Magnetizētas pārklājuma daļiņas, kas lielā ātrumā iet gar galvu, tajā inducē pašindukcijas EML. Tā radītos elektromagnētiskos signālus pastiprina un pārraida apstrādei.

Darba vadīšana cietais disks veic īpašu aparatūras loģikas ierīci - cietā diska kontrolieris. Agrāk tas bija atsevišķs meitas dēlis, kas bija savienots ar vienu no mātesplatē esošajām brīvajām vietām. Pašlaik diska kontrolieru funkcijas ir daļēji integrētas pašā cietajā diskā, un daļēji tās veic ar mikroprocesoru komplektā (mikroshēmojumā) iekļautajām mikroshēmām.

Disketes disks

Cietā diska informāciju var glabāt gadiem ilgi, bet dažreiz tā ir jāpārvieto no viena datora uz otru. Neskatoties uz tā nosaukumu, cietais disks ir trausla ierīce, kas ir jutīga pret pārslodzi, triecieniem un šokiem. Teorētiski ir iespējams pārsūtīt informāciju no vienas darbavietas uz otru, pārsūtot cieto disku, un dažos gadījumos viņi to dara, taču, neskatoties uz to, šī tehnika tiek uzskatīta par netehnoloģisku, jo tai nepieciešama īpaša piesardzība un noteikta kvalifikācija.

Neliela informācijas apjoma operatīvai nodošanai t.s. disketes magnētiskie diski(disketes), kas ievietoti īpašā diskā - braukt. Piedziņas ieplūde atrodas sistēmas vienības priekšējā panelī. Pareizo disketes padeves virzienu norāda bultiņa uz tā plastmasas vāka.

Disketes galvenie parametri ir: tehnoloģiskais izmērs (mērīts collās), ieraksta blīvums (mērīts reizinājumā) un kopējā ietilpība.

Pirmais dators IBM Dators(platformas priekštecis) tika izlaists 1981. gadā. Jūs varētu izveidot savienojumu ar to ārējā krātuve izmantojot vienpusēju disketes diametrs 5,25 collas. Diska ietilpība bija 160 KB. Nākamajā gadā parādījās līdzīgi divpusēji diski ar ietilpību 320 KB. Kopš 1984. gada tiek ražoti 5,25 collu augsta blīvuma (1,2 MB) disketes. Mūsdienās 5,25 collu diski netiek izmantoti, tāpēc kopš 90. gadu vidus šo disku ražošana un izmantošana ir praktiski pārtraukta.

3,5 collu disketes tiek ražotas kopš 1980. gada. Vienpusējs disks regulārs blīvums bija 180 KB ietilpība, abpusēja - 360 KB un dubultā dubultā blīvuma ronny - 720 KB. Mūsdienās 3,5 collu diski tiek uzskatīti par standartiem. liels blīvums. To ietilpība ir 1440 KB (1,4 MB), un tie ir marķēti ar burtiem HD ( augsts blīvums - liels blīvums).

CD disks CD - ROM

Laika posmā no 1994. līdz 1995. gadam 5,25 collu disketes vairs nebija iekļautas personālo datoru pamatkonfigurācijā, taču to vietā diska diska uzstādīšanu sāka uzskatīt par standarta. CD - ROM , ar vienādiem ārējiem izmēriem.

Abreviatūra CD - ROM ( Kompakts Disks Lasīt - Tikai Atmiņa ) tulkots krievu valodā kā tikai atmiņas glabāšanas ierīce pamatojoties uz CD.Šīs ierīces darbības princips ir skaitlisku datu nolasīšana, izmantojot lāzera staru, kas atspoguļojas no diska virsmas. Digitālā kompaktdiska ierakstīšana atšķiras no magnētisko disku ierakstīšanas ar ļoti lielu blīvumu, un standarta kompaktdiskā var saglabāt aptuveni 650 MB datu.

Liels datu apjoms ir raksturīgs multivides informācija(grafika, mūzika, video), tāpēc disketes CD - ROM saukta par multimediju aparatūru. Programmatūras produkti izplatīti kompaktdiskos, tiek saukti multivides publikācijas. Mūsdienās multimediju publikācijas iegūst arvien stabilāku vietu starp citiem tradicionālajiem publikāciju veidiem. Piemēram, ir publicētas grāmatas, albumi, enciklopēdijas un pat periodiskie izdevumi (elektroniskie žurnāli) uz CD - ROM .

Standarta diskešu galvenais trūkums CD - ROM ir neiespējamība rakstīt datus, bet paralēli tiem šodien ir arī CD ierakstītāji - disketes CD - RW . Lai ierakstītu, tiek izmantotas īpašas sagataves. Daži no tiem ļauj ierakstīt tikai vienreiz (pēc ierakstīšanas disks pārvēršas parastā kompaktdiskā CD - ROM , tikai lasāms), citi ļauj izdzēst iepriekš ierakstīto informāciju un pārrakstīt.

Piedziņu galvenais parametrs CD - ROM ir datu nolasīšanas ātrums. To mēra reizinājumā. Mērvienība ir mūzikas kompaktdisku lasīšanas ātrums, kas datu izteiksmē ir 150 KB / s.

Video karte (video adapteris)

Kopā ar monitoru grafikas karte formas video apakšsistēma personālais dators. Grafikas karte ne vienmēr ir bijusi datora sastāvdaļa. Rītausmā attīstības personīgo skaitļošanas tehnoloģija vispārējā RAM zonā bija neliels veltīts ekrāna atmiņas apgabals, kurā procesors ievadīja attēla datus. Īpašs ekrāna kontrolieris lasīt datus par atsevišķu ekrāna punktu spilgtumu gada atmiņas šūnas šajā zonā un, saskaņā ar tām, kontrolēja monitora elektronu lielgabala horizontālā stara slaucīšanu.

Pārejot no melnbaltajiem monitoriem uz krāsu un ar palielinājumu atļaujas ekrāns(punktu skaits vertikāli un horizontāli) video atmiņas apgabalā kļuva nepietiekams grafisko datu glabāšanai, un procesors pārstāja tikt galā ar attēla konstruēšanu un atjaunināšanu. Tad visas darbības, kas saistītas ar ekrāna vadību, tika sadalītas atsevišķā blokā, ko sauc video adapteris. Fiziski video adapteris ir veidots kā atsevišķs meitasuzņēmums dēļi, kas tiek ievietots vienā no mātesplates spraugām un tiek izsaukts video karte. Video adapteris pārņēma funkcijas video kontrolieris, video procesors un video atmiņa.

Personālo datoru pastāvēšanas laikā ir mainīti vairāki video adapteru standarti: MDA (vienkrāsains)] CGA (4 krāsas) ", EGA (16 ziedi); VGA (256 ziedi). Pašlaik tiek izmantoti video adapteri SVGA , nodrošinot neobligātu līdz 16,7 miljonu krāsu reproducēšanu ar iespēju nejauši izvēlēties ekrāna izšķirtspēju no standarta vērtību diapazona (640x480, 800x600, 1024x768, 1152x864; 1280x1024 pikseļi un vairāk).

Ekrāna izšķirtspēja ir viens no vissvarīgākajiem video apakšsistēmas parametriem. Jo augstāks tas ir, jo vairāk informācijas ekrānā var parādīt, bet jo mazāks ir katra atsevišķa punkta izmērs un attiecīgi mazāks redzamo attēla elementu izmērs.

Skaņas karte

Skaņas karte bija viens no jaunākajiem personālā datora uzlabojumiem. Tas ir uzstādīts vienā no mātesplates savienotājiem meitas kartes veidā un veic skaitļošanas darbības, kas saistītas ar skaņas, runas, mūzikas apstrādi. Skaņa tiek atskaņota, izmantojot ārējos skaļruņus, kas savienoti ar skaņas kartes izvadi. Īpašais savienotājs ļauj nosūtīt audio signālu uz ārēju pastiprinātāju. Ir arī mikrofona ligzda, kas ļauj ierakstīt runu vai mūziku un saglabāt to cietajā diskā vēlākai apstrādei un lietošanai.

Skaņas kartes galvenais parametrs ir bitu platums, norādot izmantoto bitu skaitu, pārveidojot signālus no analogā uz ciparu un otrādi. Jo lielāks bitu dziļums, jo mazāka kļūda, kas saistīta ar digitalizāciju, jo augstāka ir skaņas kvalitāte. Minimālā prasība mūsdienās ir 16 biti, un visizplatītākās ir 32 bitu un 64 bitu ierīces.

Audio reproducēšanas jomā standartizācija ir visgrūtākā. Ja nav vienotu, centralizētu standartu, ierīces, kas ir saderīgas ar ierīci, ir kļuvušas par faktisko standartu. SoundBlaster , uzņēmuma firmas nosaukums Radošs Labs .

Nesen audio apstrāde tiek uzskatīta par salīdzinoši vienkāršu darbību, kuru procesora palielinātas jaudas dēļ var tam piešķirt. Ja nav paaugstinātu skaņas kvalitātes prasību, varat izmantot integrētas skaņas sistēmas, kurā skaņas apstrādes funkcijas veic centrālais procesors un mātesplatē esošās mikroshēmas. Šajā gadījumā skaļruņi vai cita audio atskaņošanas ierīce ir savienota ar ligzdām, kas uzstādītas tieši mātesplatē.

Sistēmas, kas atrodas mātesplatē

RAM

RAM ( RAM - Nejaušs Piekļuve Atmiņa ) - tas ir kristālu šūnu masīvs, kas spēj uzglabāt datus. Ir daudz dažādu brīvpiekļuves atmiņu veidu, taču no fiziskā darbības principa viedokļa tie tiek nošķirti dinamiskā atmiņa ( DRAM ) un statiskā atmiņa ( SRAM ).

Dinamiskās atmiņas šūnas ( DRAM ) var attēlot mikrokondensatoru veidā, kas uz plāksnēm spēj uzglabāt lādiņu. Šis ir visizplatītākais un ekonomiski pieejamākais atmiņas veids. Šāda veida trūkumi, pirmkārt, ir saistīti ar to, ka gan kondensatoru uzlādes, gan izlādes laikā pārejoši procesi ir neizbēgami, tas ir, datu ierakstīšana notiek samērā lēni. Otrais svarīgais trūkums ir saistīts ar faktu, ka šūnu lādiņi mēdz izkliedēties telpā un ļoti ātri. Ja operatīvā atmiņa netiek pastāvīgi “uzlādēta”, dažu sekunžu simtdaļās notiek datu zudums. Lai apkarotu šo parādību, pastāvīga reģenerācija (atspirdzinājums, uzlāde) brīvpiekļuves atmiņas šūnas. Reģenerācija tiek veikta vairākus desmitus reižu sekundē un rada neproduktīvu skaitļošanas sistēmas resursu patēriņu.

Statiskās atmiņas šūnas ( SRAM ) var uzskatīt par elektroniskiem mikroelementiem - izraisa, kas sastāv no vairākiem tranzistoriem. Sprūda neuzglabā lādiņu, bet gan stāvokli (ieslēgts Izslēgts), tāpēc šāda veida atmiņa nodrošina lielāku veiktspēju, lai arī tehnoloģiski tā ir sarežģītāka un attiecīgi dārgāka.

Dinamiskās atmiņas mikroshēmas tiek izmantotas kā galvenā datora RAM. Statiskās atmiņas mikroshēmas tiek izmantotas kā papildu atmiņa (t.s. kešatmiņa), paredzēts procesora veiktspējas optimizēšanai.

Katrai atmiņas šūnai ir sava adrese, kas izteikta kā skaitlis. Lielākajā daļā mūsdienu procesoru maksimālais adreses lielums parasti ir 32 biti, kas nozīmē, ka kopā var būt 2 32 neatkarīgas adreses. Vienā adresējamā šūnā ir astoņas binārās šūnas, kurās var saglabāt 8 bitus, tas ir, vienu datu baitu.

Tādējādi mūsdienu datori iespējams tiešā adresēšana uz atmiņas lauku 2 izmēra 32 baiti = 4 GB. Tomēr tas nepavisam nenozīmē, ka datoram jābūt tādam RAM apjomam. Datorā instalētās RAM maksimālo lauka lielumu nosaka mikroprocesora komplekts (mikroshēmojums) mātesplatē un parasti nevar pārsniegt vairākus GB. Minimālo atmiņas apjomu nosaka prasības operētājsistēma un mūsdienu datoriem ir 128 MB.

Ideja par to, cik daudz RAM ir vajadzētu būt tipiskā datorā pastāvīgi mainās. 80. gadu vidū 1 MB atmiņas lauks šķita milzīgs, 90. gadu sākumā par 4 MB tika uzskatīts par pietiekamu, līdz 90. gadu vidum tas pieauga līdz 8 MB, bet pēc tam līdz 16 MB. Mūsdienās 256 MB RAM tiek uzskatīts par tipisku, taču augšupejošā tendence turpinās.

Datora RAM atrodas uz standarta paneļiem, ko sauc moduļi. RAM moduļi tiek ievietoti attiecīgajos mātesplates savienotājos. Ja savienotāji ir viegli pieejami, tad darbību var veikt ar rokām. Ja nav ērtas piekļuves, var būt nepieciešama nepilnīga sistēmas vienības sastāvdaļu demontāža, un šādos gadījumos darbība tiek uzticēta speciālistiem.

RAM moduļu galvenās īpašības ir atmiņas lielums un datu pārraides ātrums. Mūsdienās visizplatītākie moduļi ir 128–512 MB. Datu pārraides ātrums nosaka maksimālo atmiņas joslas platumu (MB / s vai GB / s) optimālā piekļuves režīmā. Tas ņem vērā atmiņas piekļuves laiku, kopnes platumu un papildu funkcijas, piemēram, vairāku signālu pārraidi vienā darbības ciklā. Viena tilpuma moduļiem var būt dažādas ātruma īpašības.

Dažreiz tiek izmantota atmiņu raksturojošā pazīme piekļuves laiks. To mēra sekundes miljardās daļās. (nanosekundes, nevis). Mūsdienu atmiņas moduļiem šī vērtība var būt 5 ns, un īpaši ātrai atmiņai, ko galvenokārt izmanto videokartēs, tā var samazināties līdz 2-3 ns.

Procesors

Procesors ir galvenā datora mikroshēma, kurā tiek veikti visi aprēķini. Strukturāli procesors sastāv no šūnām, kas līdzīgas brīvpiekļuves atmiņas šūnām, taču šajās šūnās datus var ne tikai saglabāt, bet arī mainīt. Procesora iekšējās šūnas tiek sauktas reģistrus. Ir arī svarīgi atzīmēt, ka dati dažos reģistros netiek uzskatīti par datiem, bet gan kā komandām, kas kontrolē datu apstrādi citos reģistros. Procesoru reģistros ir tādi, kas atkarībā no satura spēj modificēt instrukciju izpildi. Tādējādi, kontrolējot datu pārsūtīšanu uz dažādiem procesora reģistriem, jūs varat kontrolēt datu apstrādi. Uz to balstās programmu izpilde.

Ar pārējām datoru ierīcēm un galvenokārt ar RAM, procesoru savieno vairākas vadītāju grupas, kuras sauc riepas. Ir trīs galvenās riepas: datu kopne, adrešu kopne un komandu autobuss.

Adrešu kopne. Ģimenes pārstrādātāji Pentium(proti, tie ir visizplatītākie personālajos datoros) adreses kopne ir 32 bitu, tas ir, sastāv no 32 paralēliem vadītājiem. Atkarībā no tā, vai vienā no līnijām ir vai nav sprieguma, viņi saka, ka šai līnijai ir iestatīts viens vai nulle. 32 nulles un viens kombinācija veido 32 bitu adresi, kas norāda uz vienu no RAM šūnām. Tam ir pievienots procesors, lai datus no šūnas kopētu vienā no tā reģistriem.

Datu kopne. Šo kopni izmanto datu kopēšanai no RAM uz procesoru reģistriem un otrādi. Mūsdienu personālajos datoros datu kopne parasti ir 64 bitu, tas ir, tā sastāv no 64 līnijām, pa kurām apstrādei vienlaikus tiek apstrādāti 8 baiti.

Komandu kopa. Lai procesors varētu apstrādāt datus, tam nepieciešamas instrukcijas. Viņam jāzina, ko darīt ar baitiem, kas glabājas viņa reģistros. Šīs komandas procesoram nāk arī no RAM, bet ne no apgabaliem, kur tiek glabāti datu bloki, bet gan no vietām, kur tiek glabātas programmas. Komandas tiek attēlotas arī kā baiti. Vienkāršākās komandas ietilpst vienā baitā, taču ir dažas, kurām nepieciešami divi, trīs vai vairāk baiti. Lielākajai daļai mūsdienu procesoru ir 32 bitu instrukciju kopne, lai gan ir 64 bitu un pat 128 bitu procesori.

Procesora instrukciju komplekts. Darbības laikā procesors apkalpo datus savos reģistros, laukā RAM, kā arī datus procesora ārējos portos. Daļa datu tiek interpretēta tieši kā dati, daļa datu kā adreses dati, bet daļa - kā komandas. Visu iespējamo komandu apkopošana, ko procesors var izpildīt uz datiem, veido tā saukto procesora instrukciju komplekts. Procesoriem, kas pieder vienai ģimenei, ir vienādas vai līdzīgas instrukciju sistēmas. Procesoriem, kas pieder dažādām ģimenēm, ir atšķirīga instrukciju sistēma un tie nav savstarpēji aizstājami.

Paplašināti un samazināti instrukciju kopu procesori. Jo plašāks ir procesora sistēmas komandu kopums, jo sarežģītāka ir tā arhitektūra, jo garāks ir komandas formālais ieraksts (baitos), jo lielāks ir vienas komandas izpildes vidējais ilgums, mērot procesora ciklos. Tā, piemēram, ģimenes procesoru instrukciju kopa Pentiumšobrīd ir vairāk nekā tūkstotis dažādu komandu. Šādi procesori tiek saukti paplašinātās sistēmas procesori manas komandas - CISC -procesori ( CISC - Komplekss Instrukcija Iestatiet Skaitļošana ).

Atšķirībā no C / SC procesoriem procesori ar arhitektūru parādījās 80. gadu vidū RISC ar samazinātu komandu sistēmu ( RISC - Samazināts Instrukcija Iestatiet Skaitļošana ). Izmantojot šo arhitektūru, instrukciju skaits sistēmā ir daudz mazāks, un katrs no tiem tiek izpildīts daudz ātrāk. Tādējādi programmas, kas sastāv no vienkāršākajām instrukcijām, šie procesori izpilda daudz ātrāk. Samazinātās komandu kopas negatīvie aspekti ir tādi, ka sarežģītas darbības ir jāsimulē ar tālu un neefektīvi vienkāršoto samazināto kopu komandu secību.

Konkurences rezultātā starp abām pieejām procesoru arhitektūrā ir izveidojies šāds to pielietojuma jomu sadalījums:

CISC procesori tiek izmantoti vispārējas nozīmes skaitļošanas sistēmās;

RISC procesori tiek izmantoti specializētās skaitļošanas sistēmās
vai ierīces, kas vērstas uz vienotu darbību veikšanu.

Platformas personālie datori IBM Dators koncentrējās uz CISC procesoru izmantošanu.

Procesora saderība. Ja diviem procesoriem ir vienāda instrukciju kopa, tad tie ir pilnībā saderīgi programmatūras līmenī. Tas nozīmē, ka vienam procesoram rakstītu programmu var izpildīt cits procesors. Procesori ar dažādas sistēmas komandas parasti nav saderīgas vai ierobežoti saderīgas programmatūras līmenī.

Procesoru grupas ar ierobežotu saderību tiek uzskatītas par pārstrādātāju ģimenes. Tā, piemēram, visi procesori Intel Pentium pieder pie tā sauktās ģimenes x86.Šīs ģimenes priekštecis bija 16 bitu procesors Intel 8086, uz kura pamata tika salikts pirmais IBM PC modelis. Pēc tam tika izlaisti Intel 80286, Intel 80386, Intel 80486 procesori, vairāki modeļi Intel Pentium] vairāki Intel Pentium MMX, Intel Pentium Pro, Intel Pentium II, Intel Celeron, IntelXeon, Intel Pentium III, Intel Pentium 4 un citu modeļi. Visiem šiem modeļiem, un ne tikai tiem, kā arī daudziem AMD un dažu citu ražotāju procesoru modeļiem pieder x86 saime, ir savietojamība no augšas uz leju.

No augšas uz leju savietojamības princips ir nepilnīgas savietojamības piemērs, kur katrs jauns procesors“Saprot” visas tā priekšgājēju komandas, bet ne otrādi. Tas ir dabiski, jo pirms divdesmit gadiem procesoru izstrādātāji nevarēja paredzēt mūsdienu programmām nepieciešamo instrukciju kopu. Pateicoties šai saderībai ar modernu datoru, jūs varat palaist visas pēdējās desmitgadēs izveidotās programmas visiem un iepriekšējiem datoriem, kas pieder tai pašai aparatūras platformai.

Procesoru galvenie parametri. Procesoru galvenie parametri ir: darba spriegums, bitu platums, darbības pulksteņa frekvence, iekšējā pulksteņa frekvences reizināšanas koeficients un kešatmiņas lielums.

Procesora pamatā ir tāds pats pulksteņa princips kā parastajā pulkstenī. Katras komandas izpildei jāveic noteikts skaits pasākumu. IN sienas pulkstenis svārstību pulksteni iestata svārsts; manuālos mehāniskajos pulksteņos tos iestata ar atsperes svārstu; elektroniskajā pulkstenī tam ir svārstību shēma, kas nosaka pulksteņus ar stingri noteiktu frekvenci. Personālajā datorā pulksteņa impulsus nosaka viena no mikroshēmām, kas iekļautas mikroprocesoru komplektā (mikroshēmojumā), kas atrodas mātesplatē. Jo augstāks pulksteņa ciklu biežums nonāk procesorā, jo vairāk komandu tas var izpildīt laika vienībā, jo augstāks ir tā sniegums. Pirmie pārstrādātāji x86 varēja

strādāt ar frekvenci, kas nav augstāka par 4,77 MHz, bet šodien darbības frekvences daži procesori jau pārsniedz 3 miljardus ciklu sekundē (3 GHz).

ROM mikroshēma un sistēma BIOS

Pašlaik dators ir ieslēgts, tā RAM nav nekā - ne dati, ne programmas, jo RAM nevar neko uzglabāt, šūnas neuzlādējot ilgāk par sekundes simtdaļām, taču procesoram ir nepieciešamas komandas, tostarp pirmajā brīdī pēc ieslēdzoties. Tāpēc tūlīt pēc ieslēgšanas sākuma adrese tiek iestatīta procesora adrešu kopnē. Tas notiek aparatūrā, bez programmu līdzdalības (vienmēr tas pats). Procesors adresē iestatīto adresi savai pirmajai komandai un pēc tam sāk strādāt saskaņā ar programmām.

Šī avota adrese nevar norādīt uz RAM, kurā vēl nav nekā. Tas norāda uz cita veida atmiņu - pastāvīgi iegaumējot lūpas bars (ROM). ROM mikroshēma ilgstoši var uzglabāt informāciju pat tad, ja dators ir izslēgts. Programmas, kas atrodas ROM, sauc par "vadu" - tās tiek rakstītas tur mikroshēmas ražošanas posmā.

Mātesplates kopņu saskarnes

Savienojumu starp visām mātesplatē esošajām un pievienotajām ierīcēm veic tās kopnes un loģiskās ierīces, kas atrodas mikroprocesoru komplekta (mikroshēmojumu) mikroshēmās. Šo elementu arhitektūra lielā mērā nosaka datora veiktspēju.

IR. Vēsturisks sasniegums platformas datoriem IBM Dators bija arhitektūras ieviešana gandrīz pirms divdesmit gadiem, kas saņēma statusu industriāls standarta IR ( Rūpniecība Standarta Arhitektūra ). Tas ne tikai ļāva savienot visas sistēmas vienības ierīces savā starpā, bet arī nodrošināja vienkāršu jaunu ierīču savienojumu, izmantojot standarta savienotājus (slotus). Saskaņā ar šo arhitektūru izveidotās kopnes joslas platums ir līdz 5,5 MB / s, taču, neskatoties uz zemo joslas platumu, šo kopni joprojām var izmantot dažos datoros, lai savienotu salīdzinoši "lēnas" ārējās ierīces, piemēram, skaņas kartes un modemus.

EISA. Standarta pagarināšana IR kļuva par standartu EISA ( Pagarināts IR ), ar lielāku savienotāju un lielāku veiktspēju (līdz 32 MB / s). Kā arī IR , šis standarts tagad tiek uzskatīts par novecojušu. Pēc 2000. gada mātesplates ar savienotājiem atbrīvošana IR / EISA un ar tiem savienotās ierīces praktiski tiek pārtrauktas.

VLB. Interfeisa nosaukums tiek tulkots kā vietējo autobusu standarts VESA ( VESA Vietējais Autobuss ). Vietējo autobusu koncepcija pirmo reizi parādījās 80. gadu beigās. Tas ir saistīts ar faktu, ka, ieviešot trešās un ceturtās paaudzes procesorus ( Intel 80386 un Intel 80486) galvenā autobusa biežums (tika izmantots galvenais autobuss IS A / EISA ) tas kļuva nepietiekams apmaiņai starp procesoru un RAM. Vietējā kopne, kurai ir palielināta frekvence, procesoru un atmiņu savienoja, apejot galveno kopni. Pēc tam šajā kopnē tika "iegults" interfeiss video adaptera pievienošanai, kam nepieciešams arī lielāks joslas platums - tā parādījās standarts VLB , kas ļāva paaugstināt vietējās kopnes pulksteņa frekvenci līdz 50 MHz un nodrošināja maksimālo joslas platumu līdz 130 MB / s.

Saskarnes galvenais trūkums VLB kļuva par to, ka vietējās kopnes ierobežojošā frekvence un attiecīgi joslas platums ir atkarīgs no kopnei pievienoto ierīču skaita. Tā, piemēram, 50 MHz frekvencē kopnei var pievienot tikai vienu ierīci (videokarti). Salīdzinājumam pieņemsim, ka ar 40 MHz frekvenci ir iespējams savienot divas ierīces, bet ar 33 MHz frekvenci - trīs ierīces. Aizņemta lietošana VLB neturpinājās ilgi, drīz to nomainīja riepa PCL

PCI. Saskarne PCI ( Perifērijas Komponents Starpsavienojums - savienojuma standarts ārējie komponenti) tika ieviests personālajos datoros 80486 procesora un agrīnās versijas laikā Pentium . Būtībā tas ir arī vietējās kopnes interfeiss, kas savieno procesoru ar RAM, kurā ir iestrādāti savienotāji ārējo ierīču savienošanai. Saziņai ar galveno datoru kopni ( IR / EISA ) tiek izmantoti īpaši interfeisa pārveidotāji - tilti PCI ( PCI Tilts ). Mūsdienu datoros tilta funkcijas PCI veic mikroprocesoru komplekta (mikroshēmojuma) mikroshēmas.

Šis interfeiss atbalsta 33 MHz kopnes frekvenci un nodrošina 132 MB / s joslas platumu. Jaunākās saskarnes versijas atbalsta frekvences līdz 66 MHz un nodrošina 264 MB / s 32 bitu datiem un 528 MB / s 64 bitu datiem.

Svarīgs jauninājums, ko ievieš šis standarts, ir tā sauktā režīma atbalsts kontaktdakša - un - spēlēt , vēlāk izveidots par rūpniecības standartu pašizlīdzinošās ierīces. Tās būtība slēpjas faktā, ka pēc ārējas ierīces fiziskas pievienošanas kopnes savienotājam PCI datu apmaiņa notiek starp ierīci un mātesplatē, kā rezultātā ierīce automātiski saņem izmantojamā pārtraukuma numuru, savienojuma porta adresi un DMA kanāla numuru.

Konflikti starp ierīcēm, kurās ir vieni un tie paši resursi (pārtraukuma numuri, ostas adreses un tiešās atmiņas piekļuves kanāli), lietotājiem rada daudz problēmu, instalējot kopnei pievienotās ierīces IR . Ar interfeisa parādīšanos PCI un ar standarta dizainu kontaktdakša - un - spēlēt kļuva iespējams uzstādīt jaunas ierīces, izmantojot automātisko programmatūras rīki- šīs funkcijas lielā mērā tika piešķirtas operētājsistēmai.

FSB. Dators / kopne, kas parādījās datoros, kuru pamatā ir procesori Intel Pentium kā vietēja kopne, kas paredzēta procesora savienošanai ar RAM, tā ilgi nepalika šajā kapacitātē. Mūsdienās to izmanto tikai kā kopni ārējo ierīču savienošanai, kā arī procesora un atmiņas savienošanai, sākot ar procesoru Intel Pentium Pro , tiek izmantots īpašs autobuss, saukts Priekšpuse Sānu Autobuss ( FSB ). Šī kopne darbojas ar frekvenci 100-200 MHz. Autobusa frekvence FSB ir viens no galvenajiem patērētāja parametriem - tieši viņš ir norādīts mātesplates specifikācijā. Mūsdienu atmiņas veidi ( DDR SDRAM , RDRAM ) kas spēj pārraidīt vairākus signālus vienā kopnes ciklā FSB , kas palielina datu apmaiņas ātrumu ar RAM.

AGP. Video adapteris ir ierīce, kurai nepieciešams īpaši liels datu pārraides ātrums. Tāpat kā ar vietējo autobusu ieviešanu VLB , un, ieviešot vietējo autobusu PCI video adapteris vienmēr bija pirmā ierīce, kas "ienāca" jaunā kopnē. Kad kopnes parametri PCI vairs neatbilst video adapteru prasībām, viņiem tika izstrādāta atsevišķa kopne, saukta A Ģimenes ārsts ( Papildu Grafisks Osta - uzlabots grafikas ports). Kopnes frekvence atbilst datora / kopnes frekvencei (33 MHz vai 66 MHz), bet tai ir daudz lielāks joslas platums, jo vienā pulksteņa ciklā tiek pārraidīti vairāki signāli. Pārraidīto signālu skaits vienā pulksteņa ciklā ir norādīts, piemēram, kā reizinātājs A GP4x (šajā režīmā pārsūtīšanas ātrums sasniedz 1066 MB / s). Jaunākā autobusa versija A Ģimenes ārsts ir 8x daudzkārtīgs.

PCMCIA ( Personiski Dators Atmiņa Karte Starptautiskā Asociācija - personālo datoru atmiņas karšu ražotāju starptautiskās asociācijas standarts). Šis standarts nosaka saskarni mazu plakanu atmiņas karšu savienošanai un tiek izmantots portatīvajos personālajos datoros.

USB ( Universāls Seriāls Autobuss - universāla sērijveida līnija).Šis ir viens no jaunākajiem jauninājumiem mātesplates arhitektūrā. Šis standarts nosaka veidu, kā dators mijiedarbojas ar perifēro aprīkojumu. Tas ļauj savienot līdz pat 256 dažādām sērijveida ierīcēm. Ierīces var ieslēgt ķēdēs (katra nākamā ierīce ir savienota ar iepriekšējo). Riepu veiktspēja USB salīdzinoši mazs, bet diezgan pietiekams tādām ierīcēm kā tastatūra, pele, modems, kursorsvira, printeris utt. Autobusa ērtība ir tāda, ka tas praktiski novērš konfliktus starp dažādām iekārtām, ļauj savienot un atvienot ierīces karstā režīmā (bez izslēdzot datoru) un ļauj vienkāršāk apvienot vairākus datorus vietējais tīkls neizmantojot īpašu aprīkojumu un programmatūru.

PCI-E ( Perifērijas Komponents Starpsavienojums - Izteikt - savienojuma standarts ārējie komponenti) - parādījās diezgan nesen, tā galvenā loma ir aizstāt AGP, jo tā vairs nespēj tikt galā ar video datu straumi. pārsūtīšanas ātrums pārsniedz 2100 MB / s

Secinājums

Pamatojoties uz abstraktā rakstīšanas rezultātiem, var izdarīt šādus secinājumus: sistēmas vienība ir ļoti sarežģīta ierīce, kas ir galvenais elements datora arhitektūrā. Sastāv no liela skaita atsevišķu un bieži vien neatņemamu elementu. Visi skaitļošanas procesi notiek sistēmas blokā. Un tam ir pievienotas pilnīgi visas datoru perifērijas ierīces.

Lietotas grāmatas

1. Enciklopēdija bērniem. T. 14. Tehnika / vadītājs. ed. M.D.Aksjonova. - M.: Avanta +, 1999 - 688 lpp .: il.

2. Enciklopēdija bērniem. 22. sējums. Informātika / nodaļa. ed. E. A. Khlebalina, vadīja. zinātniski. ed. A.G. Leonovs. - M .: Avanta + 2003.-624s .: Il.

3.www.ixbit.com

4. Informātika. Pamata kurss. Universitātēm 2. izdevums / Red. S. V. Simonovičs. SPb.: Pēteris, 2007.-640. Gadi: Il.

Galvenās datoru ierīces "dzīvo" sistēmas blokā. Tie ietver: mātesplatē, procesoru, videokarti, RAM, cieto disku. Bet ārpus tā, parasti uz galda, atrodas arī ne mazāk svarīgas datoru ierīces. Piemēram: monitors, pele, tastatūra, skaļruņi, printeris.

Šajā rakstā mēs aplūkosim No kā sastāv dators kā šīs ierīces izskatās, kādu funkciju tās veic un kur tās atrodas.

Sistēmas bloks.

Pirmajā kategorijā mēs analizēsim tās ierīces vai arī tās sauc par sastāvdaļām, kas "slēpjas" sistēmas blokā. Viņi ir vissvarīgākie viņa darbā. Starp citu, jūs varat nekavējoties ieskatīties sistēmas vienībā. Tas nav grūti. Pietiks, ka atskrūvējat divas skrūves sistēmas vienības aizmugurē un pārvietojat vāku uz sāniem, un tad mēs redzēsim svarīgāko datoru ierīču skatu, kuru secībā mēs tagad apsvērsim.

Mātesplatē ir iespiedshēmas plates, kas ir paredzēts, lai savienotu galvenās datora sastāvdaļas. Daži no tiem, piemēram, procesors vai videokarte, tiek uzstādīti tieši pašā mātesplatē tam paredzētajā kontaktligzdā. Un otra sastāvdaļu daļa, piemēram, cietais disks vai barošanas avots, ir savienots ar mātesplatē, izmantojot īpašus kabeļus.

Procesors ir mikroshēma un vienlaikus datora "smadzenes". Kāpēc? Jo viņš ir atbildīgs par visām operācijām. Jo labāks procesors, jo ātrāk tas veiks tieši šīs darbības, attiecīgi, dators darbosies ātrāk. Procesors, protams, ietekmē datora ātrumu un pat ļoti spēcīgi, taču datora ātrums būs atkarīgs arī no jūsu cietā diska, videokartes un RAM. Tātad jaudīgākais procesors negarantē lielu datora ātrumu, ja pārējie komponenti ir ilgstoši novecojuši.

3. Video karte.

Videokarte vai citā veidā grafiskā karte ir paredzēta attēlu parādīšanai monitora ekrānā. Tas ir uzstādīts arī mātesplatē, īpašā PSI-Express savienotājā. Retāk videokarti var iebūvēt pašā mātesplatē, taču tās jauda bieži ir pietiekama tikai biroja lietojumprogrammām un darbam internetā.

RAM ir tik taisnstūrveida josla, piemēram, kasetne no vecām spēļu konsolēm. Tas ir paredzēts datu pagaidu glabāšanai. Piemēram, tas saglabā starpliktuvi. Vietnē mēs nokopējām tekstu, un tas uzreiz nonāca RAM. Informācija par programmu palaišanu, datora hibernāciju un citi pagaidu dati tiek saglabāti RAM. RAM iezīme ir tā, ka dati no tā tiek pilnībā izdzēsti pēc datora izslēgšanas.

Cietais disks, atšķirībā no RAM, ir paredzēts failu ilgstošai glabāšanai. Citā veidā to sauc par Vinčesteru. Tajā dati tiek glabāti uz īpašām plāksnēm. Arī nesen SSD diski ir izplatījušies.

Viņu funkcijas ietver lielu darba ātrumu, taču uzreiz ir mīnuss - tie ir dārgi. 64 gigabaitu SSD maksās jums tādu pašu cenu kā 750 gigabaitu cietais disks. Iedomājieties, cik maksās SSD par vairākiem simtiem gigabaitu. Iekšā, iekšā! Bet neuztraucieties, jūs varat iegādāties 64 GB SSD disku un izmantot to kā sistēmas disku, tas ir, instalēt tajā Windows. Viņi saka, ka darba ātrums palielinās vairākas reizes. Sistēma tiek palaista ļoti ātri, programmas lido. Es plānoju jaunināt uz SSD un glabāt parastos failus tradicionālajā cietajā diskā.

Diska disks ir nepieciešams darbam ar diskiem. Lai gan tas jau tiek izmantots daudz retāk, tas joprojām ir ieslēgts stacionāri datori tas vēl nesāpēs. Vismaz disketes ir noderīgas sistēmas instalēšanai.

6. Dzesēšanas sistēmas.

Dzesēšanas sistēmu veido ventilatori, kas atdzesē komponentus. Parasti tiek uzstādīti trīs vai vairāk dzesētāji. Nepieciešams viens uz procesora, viens uz videokartes un viens uz barošanas avota, un pēc tam pēc vēlēšanās. Ja kaut kas ir remdens, tad ieteicams atdzist. Ventilatori ir uzstādīti arī cietie diski un pašā ēkā. Ja dzesētājs korpusā ir uzstādīts uz priekšējā paneļa, tad tas prasa siltumu, un aizmugurējā nodalījumā uzstādītie dzesētāji piegādā sistēmai aukstu gaisu.

Skaņas karte skaņu izvada skaļruņos. Parasti tas ir iebūvēts mātesplatē. Bet gadās, ka tas vai nu sabojājas, un tāpēc tiek nopirkts atsevišķi, vai sākotnēji standarta PC īpašnieka kvalitāte neatbilst un viņš iegādājas citu skaņas sistēmu. Parasti skaņas karte atbilst arī šim PC ierīču sarakstam.

Strāvas padeve ir nepieciešama, lai darbotos visas iepriekš aprakstītās datoru ierīces. Tas nodrošina visas sastāvdaļas ar nepieciešamo elektroenerģijas daudzumu.

8. Mājoklis

Un, lai mātesplati, procesoru, videokarti, RAM, cieto disku, disketes, skaņas karti, barošanas bloku un, iespējams, dažus papildu komponentus kaut kur varētu iebīdīt, mums ir nepieciešams korpuss. Tur tas viss ir glīti uzstādīts, savīts, pieslēgts un iesācis ikdienas dzīvi, sākot ar ieslēgtu. Korpusā tiek uzturēta nepieciešamā temperatūra, un viss ir pasargāts no bojājumiem.

Rezultātā mēs iegūstam pilnvērtīgu sistēmas bloku ar visām svarīgākajām datoru ierīcēm, kas nepieciešamas tā darbībai.

Perifērijas ierīces.

Nu, lai pilnībā sāktu strādāt pie datora un neskatītos uz "buzzing" sistēmas vienību, mums ir vajadzīgas perifērijas ierīces. Tie ietver tos datoru komponentus, kas atrodas ārpus sistēmas vienības.

Pats monitors ir nepieciešams, lai redzētu, ar ko mēs strādājam. Videokarte padod attēlu monitorā. Tie ir savienoti viens ar otru ar VGA vai HDMI kabeli.

Tastatūra ir paredzēta informācijas ievadīšanai, protams, kāda veida darbs bez pilnas tastatūras. Rakstiet tekstu, spēlējiet spēles, sēdiet internetā un visur, kur nepieciešama tastatūra.

3. Pele.

Pele ir nepieciešama, lai kontrolētu kursoru uz ekrāna. Vadiet to dažādos virzienos, noklikšķiniet, atveriet failus un mapes, izsauciet dažādas funkcijas un daudz ko citu. Kā arī bez tastatūras, bez peles jebkur.

4. Kolonnas.

Skaļruņi ir nepieciešami galvenokārt mūzikas klausīšanai, filmu skatīšanai un spēļu spēlēšanai. Kas vēl šodien kolonnas izmanto vairāk nekā parastie lietotāji, veicot šos uzdevumus, katru dienu tās atveido.

Lai drukātu un skenētu dokumentus un visu pārējo, kas jums nepieciešams drukāšanas jomā, ir nepieciešams printeris un skeneris. Vai MFP, daudzfunkcionāla ierīce... Tas būs noderīgi visiem, kas ar šo ierīci bieži izdrukā, skenē, veido fotokopijas un veic daudzus citus uzdevumus.

Šajā rakstā mēs tikai īsi aplūkojām galveno datoru ierīces un citās saitēs, uz kurām jūs redzat zemāk, mēs tuvāk aplūkosim visas populārākās perifērijas ierīces, kā arī komponentus, kas ir sistēmas vienības sastāvdaļa, tas ir, komponentus.

Patīkami lasīt!

Mātesplatē

HDD

Disketes disks

CD-ROM diskdziņi CD-ROM, CD-R, CD-RW, DVD-RAM

Video karte (video adapteris)

Skaņas karte

4.1. Sistēmas (mātesplatē) dēlis

Mātesplatē ir personālā datora galvenā plate. Tajā mitinās:

Procesors - galvenā mikroshēma, kas veic lielāko daļu matemātisko un loģisko darbību;

RAM (brīvpiekļuves atmiņa, RAM) - mikroshēmu kopums, kas paredzēts datu pagaidu glabāšanai, ieslēdzot datoru;

riepas - vadītāju komplekti, caur kuriem tiek apmainīti signāli starp datora iekšējām ierīcēm;

mikroprocesoru komplekts (mikroshēmojums) - mikroshēmu kopums, kas kontrolē datora iekšējo ierīču darbību un nosaka galveno funkcionalitāte mātesplatē;

ROM (tikai lasāma atmiņa) - mikroshēma, kas paredzēta datu ilgstošai glabāšanai, arī tad, kad dators ir izslēgts;

savienotāji papildu ierīču savienošanai ( laika nišas ).

4.1.1. Procesors

Procesors ir galvenā datora mikroshēma, kurā tiek veikti visi aprēķini. Strukturāli procesors sastāv no šūnām, kas līdzīgas RAM šūnām, taču šajās šūnās datus var ne tikai saglabāt, bet arī mainīt. Procesora iekšējās šūnas sauc par reģistriem. Ir arī svarīgi atzīmēt, ka dati dažos reģistros netiek uzskatīti par datiem, bet gan kā komandām, kas kontrolē datu apstrādi citos reģistros. Procesoru reģistros ir tādi, kas atkarībā no satura spēj modificēt instrukciju izpildi. Tādējādi, kontrolējot datu pārsūtīšanu uz dažādiem procesora reģistriem, jūs varat kontrolēt datu apstrādi. Uz to balstās programmu izpilde.

Ar pārējām datora ierīcēm un galvenokārt ar operatīvo atmiņu procesoru savieno vairākas vadītāju grupas, ko sauc par kopnēm. Ir trīs galvenie kopnes: datu kopne, adrešu kopa un komandu kopne.

Procesoru galvenie parametri. Procesoru galvenie parametri ir: darba spriegums, bitu platums, darbības pulksteņa frekvence, iekšējais pulksteņa reizinātājs un kešatmiņas lielums.

Darba spriegums procesoru nodrošina mātesplatē, tāpēc dažādi zīmoli procesori atbilst dažādām mātesplatēm (tās jāizvēlas kopā). Attīstoties procesoru tehnoloģijai, darba spriegums pakāpeniski samazinās. Agrīnajos x86 procesoru modeļos darba spriegums bija 5 V. Pārejot uz Intel Pentium procesoriem, tas tika samazināts līdz 3,3 V, un tagad tas ir mazāks par 3 V. Turklāt procesora kodolu darbina pazemināts spriegums 2,2 V. Darba sprieguma pazemināšana ļauj samazināt attālumu starp strukturālie elementi procesora kristālā līdz desmit tūkstošdaļām milimetra, nebaidoties no elektriskās sabrukšanas. Proporcionāli sprieguma kvadrātam samazinās arī siltuma izkliede procesorā, un tas ļauj palielināt tā veiktspēju bez pārkaršanas draudiem.

Procesora izmērs parāda, cik daudz datu bitu tas var saņemt un apstrādāt savos reģistros vienā reizē (vienā pulksteņa ciklā). Pirmie x86 procesori bija 16 bitu. Sākot ar 80386 procesoru, tiem ir 32 bitu arhitektūra. Mūsdienu procesori Intel Pentium saimes paliek 32 bitu, lai gan tās darbojas ar 64 bitu datu kopni (procesora bitu bitu nosaka nevis datu kopnes bitu, bet komandu kopnes bitu bits).

Procesora pamatā ir tas pats pulksteņa princips kā parastā pulkstenī. Katras komandas izpildei jāveic noteikts skaits pasākumu. Sienas pulkstenī svārstības nosaka svārsts; manuālos mehāniskajos pulksteņos tos iestata ar atsperes svārstu; elektroniskajā pulkstenī tam ir svārstību shēma, kas nosaka pulksteni ar stingri noteiktu frekvenci. Personālajā datorā pulksteņa impulsus nosaka viena no mikroshēmām, kas iekļautas mikroprocesoru komplektā (mikroshēmojumā), kas atrodas mātesplatē. Jo augstāks pulksteņa ciklu biežums nonāk procesorā, jo vairāk komandu tas var izpildīt laika vienībā, jo augstāks ir tā sniegums. Pirmie x86 procesori varēja darboties ar frekvenci, kas nav augstāka par 4,77 MHz, un šodien dažu procesoru darbības frekvences jau pārsniedz 3000 miljonus ciklu sekundē (3000 MHz vai 3GHz).

Procesors saņem pulksteņa signālus no mātesplates, kas atšķirībā no procesora nav silīcija kristāls, bet gan liels vadu un mikroshēmu komplekts. Tīri fizisku iemeslu dēļ mātesplatē nevar darboties tik augstās frekvencēs kā procesorā. Šodien tā robeža ir 100-133 MHz. Lai iegūtu augstākas frekvences procesorā, iekšējās frekvences reizināšana 3; 3, 5; četri; 4, 5; 5 vai vairāk.

Datu apmaiņa procesora iekšienē ir vairākas reizes ātrāka nekā apmaiņa ar citām ierīcēm, piemēram, RAM. Lai samazinātu RAM izsaukumu skaitu, procesora iekšpusē tiek izveidota bufera zona - tā sauktā kešatmiņa... Tas ir kā "ļoti ātra atmiņa". Kad procesoram ir nepieciešami dati, tas vispirms piekļūst kešatmiņai, un tikai tad, ja nepieciešamo datu nav, tie tiek izsaukti RAM. Saņemot datu bloku no RAM, procesors to vienlaikus raksta kešatmiņā. “Veiksmīgus” kešatmiņas trāpījumus sauc par kešatmiņas trāpījumiem. Jo lielāka ir kešatmiņa, jo lielāks ir trāpījumu līmenis, tāpēc augstas veiktspējas procesori ir aprīkoti ar palielinātu kešatmiņu.

Bieži kešatmiņa tiek sadalīta vairākos līmeņos. Pirmā līmeņa kešatmiņa tiek izpildīta vienā un tajā pašā formā kā pats procesors, un tās apjoms ir desmitiem KB. L2 kešatmiņa atrodas vai nu procesora štancā, vai tajā pašā mezglā, kur procesors, lai gan tas tiek izpildīts uz atsevišķas formas. L1 un L2 kešatmiņa darbojas frekvencē, kas atbilst procesora kodola frekvencei.

L3 kešatmiņa tiek izpildīta ātrgaitas SRAM mikroshēmās un atrodas mātesplatē netālu no procesora. Tās apjomi var sasniegt vairākus MB, taču tas darbojas ar mātesplates frekvenci.

Datori .. Vai atceraties, kā mēs runājām par šīm "radībām", kas parādījušās salīdzinoši nesen? Tik daudzus gadus viņi ap sevi pulcē tūkstošiem cilvēku, piesaistot ar savām iespējām ... Kāds spēlē Datorspēles, kāds par viņiem raksta rakstus, un dažreiz viņi var kalpot kā jūsu otrais televizors vai informācijas glabātājs. Vai, lietojot datoru, jūs kādreiz esat uzdevis sev jautājumu: "Vai es saprotu, kā tas darbojas?" Pat ja viņi jautāja, viņi, visticamāk, neatbildēja, sērfojot internetā un tērējot stundas sava laika. Un mēs jums par to vienalga pastāstīsim. Precīzāk, mēs jau teicām, un mēs par to atgādināsim.

Nu, ejam vēl vienu reizi?

Mātesplatē

Iespējams, esat dzirdējis par viņu kā "māti" vai "māti". Runājot par datora darbu, vispirms jums vajadzētu precīzi atcerēties mātesplatē. Ja kaut kā ir iespējams iedarbināt datoru bez dažām citām mazāk svarīgām detaļām, piemēram, videokartes un skaņas kartes, tad galvenā un vissvarīgākā ir mātesplatē. Tas ir atkarīgs no tā, kuras datora sastāvdaļas darbosies un kuras ne. Kad sākat veidot datoru no jauna, jums jāsāk ar labu mātesplatē.

Ar savu izskatu mātesplatē var atsvešināt iesācēju, jo tas ir nereāli liels mikroshēmu pinums, kas liek visām pievienotajām ierīcēm darboties kopumā. Vāja mātesplatē neizturēs spēcīgus procesorus un videokartes, ko nevar teikt par pretējo. Pamatplates nesaderība ar aparatūru ir ļoti izplatīta parādība, un tāpēc mūsu pienākums ir brīdināt jūs, ka mātesplates iegāde ir vissvarīgākā sastāvdaļa jauna datora veidošanā vai vecā modernizācijā.

Procesors

Izvēloties mātesplatē, jūs, iespējams, domājat: "Kas pēc mātesplatē ir svarīgs?" To nav grūti uzminēt - tas ir procesors. Tās "kodu nosaukumi" ir CPU vai CPU saīsinājumi. Procesors ir integrēta shēma, kas ir neatņemama sistēmas vienības sastāvdaļa kopumā. Ja kādreiz esat turējis procesoru rokās, iespējams, pamanījāt, ka ārēji tā ir tikai maza plāksne ar daudzām mazām adatām. Starp citu, šādām adatām labāk nepieskarties ar pirkstiem, pretējā gadījumā jūs to varat sabojāt.

Iedomāsimies, ka sistēmas vienība ir mūsu āda un kauli. Protams, ka mums būs tikai viņi, mēs nebūsim pilnvērtīgs cilvēks. Mātesplate ir bāze, kurā atrodas orgāni. Visu veidu asinsvadi, kas savieno visus orgānus kopā, un arī stingri tur tos vietā, kur tiem vajadzētu būt - tā ir mātesplatē. Un procesors, protams, ir smadzenes. Kā jūs varat iedomāties, bez viņa cilvēks arī nevarētu dzīvot. Šīs "smadzenes" apstrādā sistēmā ienākošo informāciju.

RAM

RAM, precīzāk sakot. Jūs to zināt ar RAM saīsinājumu vai vienkāršo "Operētājsistēmu". Dīvainā kārtā šī svarīgā datora daļa ir visvairāk apspriesta. Ar to es gribēju teikt, ka 80% cilvēku, kas zina par datoriem, vispirms minot tos, galvenokārt domā par RAM. Kāpēc šis šķietami mazais sistēmas vienības gabals bija pelnījis tādu uzmanību? Ceru, ka varu paskaidrot.

RAM ir, ja es tā varu teikt, procesora māsa. Datora darbības laikā tajā tiek saglabāta daudz informācijas. Tas tiek pastāvīgi atjaunināts un nomainīts, bet pēc datora izslēgšanas tas pazūd, tāpat kā attēls jūsu monitorā. Tas ir, šī ir pagaidu informācija, kas nāk no procesora. Personai nav jāzina, kāda veida informācija nonāk RAM, bet viņam jāsaprot, ka katra iekļautā programma un katrs palaistais process "nokož" nelielu daļu no RAM, padarot pagaidu atmiņu mazāku.

Videokarte

Atmetis strāvas padevi, kas ir neaizstājama datora sastāvdaļa (jo ar tās palīdzību tiek piegādāta mātesplatē), es nolēmu pāriet uz videokarti - to datora daļu, kas nepieciešama, lai veido attēlu uz monitora. Ja jūs kādreiz esat pievienojis monitoru, izmantojot tik lielu vadu ar divām skrūvēm sānos, kas jāpievelk, jums jāzina, ka vadu ievietojāt tieši videokartes savienotājā. Un jūs to zināt arī ar tā saīsinājumu "vidyuha".

Bieži mātesplatē ir iebūvētas vājas videokartes. Tas tiek darīts vismaz tāpēc, lai datoru varētu izmantot arī bez videokartes. Bet grafikas sistēmas normālai darbībai, protams, joprojām ir vērts iegādāties parastu videokarti. Un, ja jūs spēlējat datorspēles, tad vispirms ir jārisina šis jautājums.

Skaņas karte

Tā kā attēls ar monitora ekrānu nonāk monitora ekrānā, kas notiek ar skaņu? Tas pats, šim nolūkam jau tiek izmantota tikai skaņas karte. Atšķirībā no daudzām citām datora daļām, kurām ir savi slengu nosaukumi, es nevarēju atcerēties, vai skaņas karti sauc vai, piemēram, par skaņu. Tomēr tas nav tik svarīgi. Skaņas karte ir obligāta datora sastāvdaļa ikvienam, kurš vēlas kaut ko dzirdēt. Un nav svarīgi, vai izmantojat skaļruņus vai austiņas - tas viss trāpās tieši uz vēl vienu plāksni, aizsērējusi mikroshēmas un blokus.

Dīvaini, bet atšķirībā no citām sistēmas vienības daļām, kuras vienkārši nepieciešams iegādāties normālai darbībai, parastiem lietotājiem, kas nav saistīti ar mūziku un kaut ko līdzīgu, ir piemērota arī mātesplatē iebūvēta skaņas karte. Tas nevar lepoties ar tīrāko skaņu, taču jums vismaz nevajadzēs tērēt naudu papildu aparatūrai. Ja dēlī ir iebūvēta skaņas karte, tad blakus USB portiem redzēsiet 6 apaļas daudzkrāsainas ostas. Zaļā un rozā krāsa ir paredzēta skaļruņiem (austiņām) un mikrofonam.

LAN karte

Iespējams, ja nebūtu pašreizējās tendences iegūt visu informāciju internetā, kā arī izmantot to, lai kopīgi sazinātos un spēlētu spēles (un tūkstoš citas iespējas, ja godīgi), es nebūtu pieminējis tīkla karti . Bet internets tagad ir pārņēmis gandrīz visu planētu, un tagad ne viens vien dators var iztikt bez tīkla kartes. Tāpēc man vienkārši ir pienākums atgādināt jums par tādas kartes kā tīkla kartes esamību.

Tīkla karte ir ļoti līdzīga cilvēka mutei: tā ir mute, kas ļauj mums sazināties ar citiem cilvēkiem, un tam mums nav jāpieslēdzas sarunu partnerim ar jebkuru vadu. Cik kanālu ir iekšā. Tieši ar tīkla kartes palīdzību jūs varat izveidot savienojumu ar maršrutētāju, izmantojot vadu, un, ja kartei ir bezvadu adapteris- pat bez stieples jūs varat.

HDD

Vai zinājāt, kur tiek ierakstīta informācija, kas atrodas jūsu C: vai D: diskdziņos? Jā, uz cietajiem diskiem. Cietais disks, ja persona būtu dators, būtu personas atmiņa. Tās ierīce ir ļoti līdzīga ierīcei parastais disks, tas ir tikai "cietais" disks, kas griežas diskā, nav noņemams. Tas ir, cieto disku var atvienot un savienot ar citiem datoriem, taču jūs nevarat izvilkt "tukšo" no struktūras. Pretējā gadījumā jūs nogalināsiet savu dzelzi. Tā pirmā parādīšanās 73. gadā, starp citu, cietajam diskam deva otro nosaukumu - "Winchester".

Interesants fakts ir tas, ka lasāmgalvas, kas karājas virs vērpšanas diska kā adata virs gramofona, to nepieskaras. Turklāt attālums starp tiem ir tikai daži nanometri. Šī kontakta neesamība ļauj cietajam diskam darboties ilgāk. Un, kad disks nedarbojas, galvas dodas uz “autostāvvietu”, kur mierīgi gaida nākamo “darba dienu” (tas ļauj izslēgt galvu saskari ar disku ārpus darba laika).

Enerģijas padeve

Nu, šeit ir mūsu dators un samontēts. Vienīgais, kas jādara, ir panākt, lai tas darbotos. Fakts ir tāds, ka viņam jābūt kaut kādai spriedzei. Tam ir paredzēta barošana. Pēdējo reizi salīdzinot datoru ar cilvēku, strāvas padeve ir sirds. Tas baro citus orgānus, un bez tā pat visjaunākās un kvalitatīvākās ķermeņa daļas joprojām nedarbosies. Tāpēc tā ir jūsu sistēmas vienības sirds. Un ar visu to tā dizains ir ļoti vienkāršs. Tikai vadu ir šausmīgi daudz.

Barošanas avots ne tikai sadala elektrību visām datora daļām. Tas arī stabilizē spriegumu un aizsargā sistēmu no traucējumiem. Galu galā blokā vienmēr tiek uzstādīts dzesētājs, kas palīdz atdzist sistēmu. Un tāds komplekts labas īpašības absolūti nav izsvītroti nekādi mīnusi. serveros, piemēram, viņi var izmantot vairākas vienības vienlaikus, ja kāds no viņiem negaidīti atsakās no pārkaršanas vai pašreizējā krituma.

Personālais dators - universāls tehniskā sistēma... Viņa konfigurācija(aprīkojuma sastāvu) pēc vajadzības var elastīgi mainīt. Tomēr ir jēdziens pamata konfigurācija, kas tiek uzskatīts par tipisku. Šis komplekts parasti ir aprīkots ar datoru. Pamata konfigurācija var mainīties. Pašlaik pamata konfigurācijā tiek uzskatītas četras ierīces:

• sistēmas bloks;
• monitors;
• tastatūra;
• pele.

Sistēmas bloks apzīmē galveno mezglu, kurā ir uzstādīti vissvarīgākie komponenti. Tiek sauktas ierīces, kas atrodas sistēmas vienības iekšpusē iekšējs , un ierīces, kas tam pievienotas ārēji, tiek sauktas ārējs . Tiek sauktas arī ārējas papildu ierīces datu ievadei, izvadei un ilgtermiņa glabāšanai perifēra .

Sistēmas vienība sastāv no:

1. korpusi;
2. mātesplatē;
3. procesors;
4. brīvpiekļuves atmiņa;
5. cietais disks;
6. disketes piedziņa;
7. CD (vai DVD) diskdzinis;
8. video kartes;
9. Skaņas karte

Sistēmas vienības korpuss
Pēc izskata sistēmas vienības atšķiras pēc korpusa formas. Personālo datoru korpusi tiek ražoti horizontāli (darbvirsma) un vertikāli (tornis) izpilde. Vertikālos korpusus izšķir pēc izmēriem: pilna izmēra (liels tornis), vidēja izmēra (midi tornis) un mazs (mini tornis). Starp gadījumiem ar horizontālu dizainu ir plakans un īpaši plakana (slaida).

Papildus formai ķermenim ir svarīgs parametrs, ko sauc formas faktors. Prasības izvietotajām ierīcēm ir atkarīgas no tā. Pašlaik galvenokārt tiek izmantoti divu formu faktori: AT un ATX. Lietas formas faktoram jābūt saskaņotam ar datora galvenās (sistēmas) plāksnes formas koeficientu, tā saukto mātesplatē.

Personālo datoru korpusi tiek piegādāti ar barošanas avotu, un tādējādi barošanas avota jauda ir arī viens no šasijas parametriem. Masveida modeļiem pietiek ar 200–250 W barošanas avotu.

Att. 1. Sistēmas bloku piemēri

Visas galvenās personālā datora iekšējās ierīces ir koncentrētas sistēmas blokā un galvenokārt atrodas uz īpašas ierīces - mātesplatē.

Mātesplatē- personālā datora galvenā plate, ko izmanto tā iekšējo ierīču ievietošanai.

Personālā datora iekšējā shēma parādīta 2. attēlā.

2. attēls. Personālā datora iekšējā shēma

Pamatplate (pamatplate, kartona plāksne, pamatplate)

Bieži tiek izsaukta arī mātesplatē mātesplatē ... Tas ir datora pamats. Tieši šī dēlis nosaka, kāda veida procesoru var izmantot, kāds ir maksimālais RAM apjoms, ko var instalēt utt.

Visas paplašināšanas kartes (grafikas karte, SCSI kontrolieris, modems, tīkla karte utt.) Ir piestiprinātas mātesplatē. Turklāt mātesplatē ir mikroshēmas, kas kontrolē visu, kas atrodas datorā.

Galvenās mātesplates sastāvdaļas, kas ir redzamas fotoattēlā un norādītas ar cipariem:

1. Procesora ligzda.
2. RAM savienotāji.
3. PCI kopņu saskarnes.
4. Sistēmas loģiskā mikroshēma (mikroshēmojums).
5. Saskarnes savieno grūti diskus un CD vai DVD diskus.
6. Saskarnes FDD savienošanai.
7. I / O pieslēgvietu bloks.

Procesors

Procesors ir ierīce, kas apstrādā un aprēķina datus. Mūsdienu procesori ir ļoti sarežģīti. Jebkura procesora kodols ir kodols, kas sastāv no miljoniem tranzistoru, kas atrodas uz silīcija mikroshēmas.

Procesoru var sadalīt divās daļās:

• ALU (aritmētiski-loģiskā vienība) - nodarbojas ar datu apstrādi
• UU (vadības bloks) - nodarbojas ar datu pārraidi.

Procesors ir aprīkots ar iekšējā atmiņa... To sauc par kešatmiņa un ir divi līmeņi.

Tiek saukta procesora iekšējā atmiņa kešatmiņa

Mūsdienu procesoriem ir PGA (Pin Grid Array) paketes. Šajā brīdī ir vairāki procesoru ražotāji, starp kuriem mēs varam izcelt Intel un AMD.

Strukturāli procesors sastāv no šūnām, kas līdzīgas RAM šūnām, taču šajās šūnās datus var ne tikai saglabāt, bet arī mainīt. Procesora iekšējās šūnas tiek sauktas reģistrus. Ir arī svarīgi atzīmēt, ka dati dažos reģistros netiek uzskatīti par datiem, bet gan kā komandām, kas kontrolē datu apstrādi citos reģistros. Procesoru reģistros ir tādi, kas atkarībā no satura spēj modificēt instrukciju izpildi. Tādējādi, kontrolējot datu pārsūtīšanu uz dažādiem procesora reģistriem, jūs varat kontrolēt datu apstrādi. Uz to balstās programmu izpilde.

Att. 2. Procesoru piemērs (kreisajā pusē - Athlon XP 3200+, labajā pusē - Athlon XP 3000+)

Nākamais vienums - mikroprocesora komplekts (mikroshēmojums). Tas ir mikroshēmu kopums, kas kontrolē datora iekšējās ierīces un nosaka mātesplatē pamata funkcionalitāti.

Mikroprocesoru grupas

Jo plašāks ir procesora sistēmas komandu kopums, jo sarežģītāka ir tā arhitektūra, jo garāks ir komandas formālais ieraksts (baitos), jo lielāks ir vienas komandas izpildes vidējais ilgums, mērot procesora ciklos. Piemēram, Intel Pentium procesoru instrukciju sistēmā pašlaik ir vairāk nekā tūkstotis dažādu instrukciju. Šādi procesori tiek saukti procesori ar paplašinātu instrukciju kopu - CISC-procesori (CISC - Complex Instruction Set Computing).

Atšķirībā no SISC procesoriem procesori ar arhitektūru parādījās 80. gadu vidū. ^ RISC ar saīsināta komandu sistēma (RISC - samazināta instrukciju kopu skaitļošana). Izmantojot šo arhitektūru, instrukciju skaits sistēmā ir daudz mazāks, un katrs no tiem tiek izpildīts daudz ātrāk. Tādējādi programmas, kas sastāv no vienkāršākajām instrukcijām, šie procesori izpilda daudz ātrāk. Samazinātās instrukciju kopas negatīvie aspekti ir tādi, ka sarežģītas operācijas ir jāatdarina ar ne tik efektīvu vienkāršākās saīsinātās instrukciju kopas secību.

Konkurences rezultātā starp abām pieejām procesoru arhitektūrā ir izveidojies šāds to pielietojuma jomu sadalījums:

• CISC procesori tiek izmantoti vispārējas nozīmes skaitļošanas sistēmās;
• RISC-npoceskopus izmanto specializētās skaitļošanas sistēmās vai ierīcēs, kas vērstas uz vienotu darbību veikšanu;
• Neiroprocesori - vienā pulksteņa ciklā tas veic nevis 4 pievienošanas operācijas, bet gan 288.

Turklāt ir vēl divi mikroprocesoru veidi:

• VLIW (ļoti garuma instrukcijas vārds) - ar pārāk lielu komandvārdu;
• MISC (Minimum Instruction Set Command) - ar minimālu instrukciju komplektu un ļoti augstu veiktspēju

RIEPAS

Ja procesors ir personālā datora sirds, tad kopnes ir artērijas un vēnas, pa kurām plūst elektriskie signāli.

Riepas- Tie ir sakaru kanāli, kurus izmanto, lai organizētu mijiedarbību starp datoru ierīcēm.

Tie savienotāji, kuros tiek ievietotas paplašināšanas kartes, nav kopnes. to saskarnes (sloti, savienotāji), tos izmanto, lai izveidotu savienojumu ar autobusiem, kas bieži vien vispār nav redzami mātesplatēs.

Ir trīs galvenie riepu veiktspējas rādītāji. Tie ir pulksteņa frekvence, bitu platums un datu pārraides ātrums.

ISA (industriālā standarta arhitektūra)

Vēsturisks sasniegums platformas datoriem IBM PC ir kļuvis- tādas arhitektūras ieviešana, kurai piešķirts statuss nozares standarts ISA (Industry Standard Architecture). Tas ne tikai ļāva savienot visas sistēmas vienības ierīces savā starpā, bet arī nodrošināja vienkāršu jaunu ierīču savienojumu, izmantojot standarta savienotājus (slotus). Saskaņā ar šo arhitektūru izveidotās kopnes joslas platums ir līdz 5,5 MB / s, taču, neskatoties uz zemo joslas platumu, šo kopni datoros turpina izmantot, lai savienotu salīdzinoši "lēnas" ārējās ierīces, piemēram, skaņas kartes un modemus.

Att. 3. ISA savienotājs - 16 bitu

8 bitu ISA saskarnē tika izvesti 8 datu kanāli un 20 adrešu kanāli. Tas viss ļāva adresēt līdz 1 MB atmiņas. Līdz ar 80286 procesora parādīšanos, kas jau spēja apstrādāt 16 datu bitus, radās nepieciešamība pēc 16 bitu ISA, kas tika ieviests 1984. gadā. Savienotājs tika papildināts ar vēl 36 kanāliem, no kuriem 8 tika izvesti datiem un 7 - adresei. Jāatzīmē, ka dažas paplašināšanas kartes, kas paredzētas 8 bitu kopnei, var darboties ar 16 bitu kopni. Starp citu, atslēgas jēdziens - izvirzījums savienotājā un izgriezums spraudņu dēlī - parādījās ar 16 bitu ISA. Tā kā IBM atteicās publicēt pilnu ISA aprakstu un laiku līdz 1987. gadam, daudzi aparatūras ražotāji nolēma izstrādāt savus autobusus. Tā parādījās 32 bitu ISA, kas neatrada pielietojumu, bet faktiski jau iepriekš noteica MCA un EISA autobusu parādīšanos. 1985. gadā Intel izstrādāja 32 bitu 80386 procesoru, kas tika izlaists 1986. gada beigās. Steidzami nepieciešama 32 bitu I / O kopne. Tā vietā, lai turpinātu turpināt ISA attīstību, IBM izveidoja jaunu MCA (Micro Channel Architecture) kopni, kas visādā ziņā bija pārāka par tās priekšgājēju:

1. Tika izmantots kopnes šķīrējtiesnesis CACP (Central Arbitration Control Point), kas ļāva jebkurai ierīcei, kas pievienota kopnei, pārsūtīt datus uz jebkuru citu ierīci, kas savienota arī ar šo kopni. Turklāt CACP novērš konfliktus un kopnes monopolizāciju, izmantojot jebkuru ierīci.
2. MCA kopne nav sinhronizēta ar procesoru, kas samazina nevajadzīgu konfliktu un iejaukšanās iespēju starp dēļiem.
3. Slēdžu un džemperu trūkums samazināja paplašināšanas karšu uzstādīšanu līdz vienkāršai, bez papildu prasmēm darbībai.

Bet šis standarts nav atradis pielietojumu, jo:

1. IBM pieprasīja, lai visi ražotāji, kuri vēlas izmantot MCA, maksā naudu par ISA izmantošanu visos iepriekš izlaistajos datoros.
2. datoru pasaule 1987. gadā vienkārši nebija gatava pieņemt Plug and Play pieeju
3. pirmo MCA cena bija ļoti augsta.

Visi šie faktori izraisīja EISA kopnes parādīšanos, visi aizmirsa par MCA.

EISA (paplašināta nozares standarta arhitektūra)

Standarta pagarināšana IR kļuva par standartu EISA (paplašinātā ISA), ar lielāku savienotāju un lielāku veiktspēju (līdz 32 MB / s). Kā arī IR,šis standarts tagad tiek uzskatīts par novecojušu. Pēc 2000. gada mātesplates ar savienotājiem atbrīvošana ISA / EISA un ar tām savienotās ierīces tiek pārtrauktas.

Ar vairākiem partneruzņēmumiem Compaq izveidoja EISA komiteju, lai izstrādātu jauno standartu. Jau 1989. gadā parādījās pirmie personālie datori, kuru pamatplates bija aprīkotas ar EISA kopni. Tās galvenā atšķirība bija 32 bitu tehnoloģijā, lai gan tā tika izveidota, pamatojoties uz to pašu ISA arhitektūru (pulksteņa frekvence palika nemainīga - 8,33 MHz). Jaunās tehnoloģijas priekšrocības ir acīmredzamas: tāpat kā MCA, tiek izmantota ISP (Integrated System Peripheral) pieprasījumu arbitrāža, datu apmaiņas ātrums ir pieaudzis, katra no adapteriem patērētā jauda var sasniegt 45 vatus. Tajā pašā laikā tika saglabāta saderība ar dēļiem, kas paredzēti darbam ar ISA. Datu pārraides ātrums bija 33 MB / s. Turklāt datoros ar EISA kopni tika nodrošināta iespēja automātiski konfigurēt pārtraukumus un adapteru adreses. Bet diemžēl arī šis projekts pēc neilga laika izrādījās nerentabls.

Palielinoties procesoru pulksteņa frekvencēm un bitu dziļumam, ir aktuāla problēma palielināt datu pārraides ātrumu autobusos (kāda jēga izmantot akmeni ar pulksteņa frekvenci, teiksim, 66 MHz, ja autobuss darbojas tikai ar 8,33 MHz frekvenci). Dažos gadījumos, piemēram, tastatūrā vai pelē, liels ātrums ir bezjēdzīgs. Bet paplašināšanas dēļu ražotāju inženieri bija gatavi ražot ierīces tādā ātrumā, kādu autobusi nevarēja nodrošināt.

Kāds lēmums tika pieņemts? Dažas no datu apmaiņas darbībām tiek veiktas nevis ar standarta I / O kopņu savienotājiem, bet gan ar papildu ātrgaitas saskarnēm. Fakts ir tāds, ka šīs ļoti ātrgaitas saskarnes ir savienotas ar procesora kopni. No tā izriet, ka pievienotajiem dēļiem būs piekļuve tieši procesoram caur tā kopni. To visu sauc par LB (Local Bus). Pirmie ISA autobusi bija lokāli, bet, kad to pulksteņa frekvence pārsniedza 8 MHz, notika sadalīšana. Un 1992. gadā parādījās vēl viena paplašināta ISA versija - VLB (VESA Local Bus).

VLB (VESA vietējais autobuss)

Interfeisa nosaukums tiek tulkots kā vietējais VESA standarta autobuss (VESA Local Bus). Vietējo autobusu koncepcija pirmo reizi parādījās 80. gadu beigās. Tas ir saistīts ar faktu, ka, ieviešot trešās un ceturtās paaudzes procesorus (Intel 80386 un Intel 80486), galvenās kopnes (tika izmantota galvenā kopne) frekvences ISA / EISA) tas kļuva nepietiekams apmaiņai starp procesoru un RAM. Vietējā kopne, kurai ir palielināta frekvence, procesoru un atmiņu savienoja, apejot galveno kopni. Pēc tam šajā kopnē tika "iegults" interfeiss video adaptera pievienošanai, kam nepieciešams arī lielāks joslas platums - tā parādījās standarts VLB, kas ļāva paaugstināt vietējās kopnes pulksteņa frekvenci līdz 50 MHz un nodrošināja maksimālo joslas platumu līdz 130 MB / s.

Saskarnes galvenais trūkums VLB kļuva par to, ka vietējās kopnes ierobežojošā frekvence un attiecīgi joslas platums ir atkarīgs no kopnei pievienoto ierīču skaita. Tā, piemēram, 50 MHz frekvencē kopnei var pievienot tikai vienu ierīci (videokarti). Salīdzinājumam pieņemsim, ka ar 40 MHz frekvenci ir iespējams savienot divas ierīces, bet ar 33 MHz frekvenci - trīs ierīces.

VLB bija vietējais autobuss, kas nemainīja, bet papildināja esošos standartus. Vienkārši galvenajiem autobusiem tika pievienotas dažas jaunas ātrgaitas vietējās laika nišas. VLB riepas popularitāte ilga līdz 1994. gadam. VESA (Video Electronic Standard Association) ir asociācija, kas ierosināja jaunu, jau patiesi vietēju autobusu (ne bez NEC līdzdalības). VLB datu pārraides ātrums bija 128 - 132 MB / s, un bitu dziļums bija 32. Pulksteņa frekvence sasniedza 50 MHz, bet faktiski nepārsniedza 33 MHz pašu laika nišu frekvences ierobežojumu dēļ. Papildu VLB savienotājiem ir 116 tapas. Galvenā funkcija, kurai bija paredzēta jaunā kopne, ir datu apmaiņa ar video adapteri. Bet jaunajam autobusam bija vairāki trūkumi, kas neļāva tam ilgi izdzīvot informācijas tehnoloģiju tirgū. Nu, labi: jo tālāk mežā, jo biezāki ir partizāni. Jau 1992. gadā sākās jauna PCI vietējā autobusa izstrāde.

PCI (perifēro komponentu starpsavienojuma kopne)

Saskarne PCI (perifēro komponentu starpsavienojums - standarts ārējo komponentu savienošanai) tika ieviests personālajos datoros, kuru pamatā ir Intel Pentium procesori. Būtībā tas ir arī vietējās kopnes interfeiss, kas savieno procesoru ar RAM, kurā ir iestrādāti savienotāji ārējo ierīču savienošanai. Saziņai ar galveno datoru kopni (ISA / EISA) tiek izmantoti īpaši interfeisa pārveidotāji - PCI tilti (PCI Bridge). Mūsdienu datoros tilta funkcijas PCI veic mikroprocesoru komplekta (mikroshēmojuma) mikroshēmas.

Šis interfeiss atbalsta 33 MHz kopnes frekvenci un nodrošina 132 MB / s joslas platumu. Jaunākās saskarnes versijas atbalsta frekvences līdz 66 MHz un nodrošina 264 MB / s 32 bitu datiem un 528 MB / s 64 bitu datiem.

Svarīgs jauninājums, ko ievieš šis standarts, ir tā sauktā režīma atbalsts plug-and-play, vēlāk izveidots par rūpniecības standartu pašizlīdzinošās ierīces. Tās būtība slēpjas faktā, ka pēc ārējas ierīces fiziska savienojuma ar datora / kopnes savienotāju tiek apmainīti dati starp ierīci un mātesplatē, kā rezultātā ierīce automātiski saņem izmantotā pārtraukuma numuru, savienojumu. porta adrese un tiešās atmiņas piekļuves kanāla numurs.

Konflikti starp ierīcēm, kurās ir vieni un tie paši resursi (pārtraukuma numuri, ostas adreses un tiešās atmiņas piekļuves kanāli), lietotājiem rada daudz problēmu, instalējot kopnei pievienotās ierīces IR. Ar interfeisa parādīšanos PC1i ar standarta dizainu plug-and-play kļuva iespējams instalēt jaunas ierīces, izmantojot automātiskos programmatūras rīkus - šīs funkcijas lielā mērā tika piešķirtas operētājsistēmai.

1992. gada jūnijā parādījās uz skatuves jauns standarts- PCI, kura vecāks bija Intel, vai drīzāk tās organizētā Īpašo interešu grupa. Līdz 1993. gada sākumam parādījās modernizēts PCI variants. Faktiski šis autobuss nav lokāls (vietējais autobuss ir autobuss, kas ir tieši savienots ar sistēmas kopni). Lai izveidotu savienojumu ar to, PCI izmanto arī resursdatoru, kā arī vienādranga tiltu (peer-to-peer bridge), kas paredzēts divu PCI kopņu savienošanai. Cita starpā PCI pati par sevi ir tilts starp ISA un procesora kopni. PCI kopnes parādīšanās visu veidu ierīču ražotāju tirgū bija sava veida maza revolūcija. Paplašināšanas karšu dažādība, izmantojot PCI kopni, ir tik liela, ka ir grūti pat tās uzskaitīt. PCI pulksteņa ātrums var būt vai nu 33 MHz, vai 66 MHz. Bitu dziļums - 32 vai 64. Datu pārraides ātrums - 132 MB / s vai 264 MB / s. PCI standarts nodrošina trīs veidu kartes atkarībā no barošanas avota:

1. 5 volti - stacionāriem datoriem
2. 3,3 volti - klēpjdatoriem
3. Universālas plates, kas var darboties abu veidu datoros.

Liels pluss PCI kopnei ir tā atbilstība Plug and Play. Turklāt PCI kopnē jebkura signalizācija notiek pakešu veidā, kur katra pakete ir sadalīta fāzēs. Pakete sākas ar adreses fāzi, kurai parasti seko viena vai vairākas datu fāzes. Datu fāžu skaitu paketē var nenoteikt, bet to ierobežo taimeris, kas nosaka maksimālo laiku, kādu ierīci var izmantot kopnē. Katrai pievienotajai ierīcei ir šāds taimeris, un tā vērtību var iestatīt konfigurēšanas laikā. Šķīrējtiesnesis tiek izmantots, lai organizētu darbu ar datu pārraidi. Fakts ir tāds, ka kopnē var būt divu veidu ierīces - kopnes galvenais (iniciators, kapteinis, kapteinis) un vergs. Kapteinis pārņem kopnes vadību un uzsāk datu pārsūtīšanu uz galamērķi, t.i., vergu. Jebkura ierīce, kas savienota ar kopni, var būt galvenā vai pakļautā, un šī hierarhija pastāvīgi mainās atkarībā no tā, kura ierīce ir pieprasījusi kopnes šķīrējtiesneša atļauju datu pārsūtīšanai un kam. Mikroshēmojums vai drīzāk Ziemeļu tilts ir atbildīgs par PCI kopnes bezkonfliktu darbību.

Nepārtraukta video karšu uzlabošana ir novedusi pie tā, ka fiziskie parametri PCI autobuss kļuva mazs, kas noveda pie AGP parādīšanās.

AGP (paātrinātas grafikas ports)

Video karte (video adapteris)
Personālo datoru pastāvēšanas laikā ir mainīti vairāki video adapteru standarti: MOL (vienkrāsains); CGA (4 krāsas); EGA (16 ziedi); VGA(256 ziedi). Pašlaik tiek izmantoti video adapteri SVGA, nodrošinot neobligātu līdz 16,7 miljonu krāsu reproducēšanu ar iespēju nejauši izvēlēties ekrāna izšķirtspēju no standarta vērtību diapazona (640x480, 800x600,1024x768,1152x864; 1280x1024 pikseļi un tā tālāk).

Ekrāna izšķirtspēja ir viens no vissvarīgākajiem video apakšsistēmas parametriem. Jo augstāks tas ir, jo vairāk informācijas ekrānā var parādīt, bet jo mazāks ir katra atsevišķa punkta izmērs un līdz ar to mazāks šķietamo attēla elementu izmērs. Pārmērīgas izšķirtspējas izmantošana nelielā monitorā noved pie tā, ka attēla elementi kļūst nesalasāmi un darbs ar dokumentiem un programmām izraisa acu nogurumu. Zemākas izšķirtspējas izmantošana noved pie tā, ka attēla elementi kļūst lieli, bet uz ekrāna tie ir ļoti mazi.

Video paātrinājums- viena no video adaptera īpašībām, kas slēpjas faktā, ka dažas no attēlu veidošanas darbībām var notikt, neveicot matemātiskus aprēķinus datora galvenajā procesorā, un tīri ar aparatūras līdzekļiem konvertējot datus mikroshēmās video paātrinātājs. Video paātrinātāji var būt daļa no video adaptera (šādos gadījumos viņi saka, ka videokartei ir aparatūras paātrināšanas funkcijas), taču tos var piegādāt kā atsevišķu karti, kas uzstādīta mātesplatē un savienota ar video adapteri.

Video adapteris- ierīce, kurai nepieciešams īpaši liels datu pārraides ātrums. Tāpat kā ar vietējo autobusu ieviešanu VLB, un, ieviešot vietējo autobusu PCI video adapteris vienmēr bija pirmā ierīce, kas "ienāca" jaunā kopnē. Šodien riepu parametri PCI vairs neatbilst video adapteru prasībām, tāpēc viņiem ir izstrādāta atsevišķa kopne, ko sauc AGP (Advanced Graphic Port).Šīs kopnes frekvence atbilst kopnes frekvencei PCI(33 MHz vai 66 MHz), bet tam ir daudz lielāks joslas platums - līdz 1066 MB / s (4x režīmā).

4. attēls. Kā darbojas sistēmas atmiņa (ieskaitot AGP)

Mātesplatē šī osta pastāv vienā formā (un nekas cits nav). Ne fiziski, ne loģiski tas nav atkarīgs no PCI. Pirmais AGP 1.0 standarts parādījās 1996. gadā, pateicoties inženieriem Intel.

Šī specifikācija atbilda pulksteņa frekvencei 66,66 MHz, trauksmes režīmiem 1x un 2x un spriegumam 3,3 V. Nākamā versija, AGP 2.0, dzima 1998. gadā, un tai bija 4x trauksmes režīms un darba spriegums 1,5 V. Datu pārsūtīšana ātrums - 533 MB / s (2x) un 1066 MB / s (4x). Un kas tas ir - 2x, 4x? Galveno (pamata) AGP režīmu sauc par 1x. Šajā režīmā vienā ciklā tiek veikta viena datu pārsūtīšana. 2x režīmā pārraide notiek divas reizes ciklā. 4x režīmā datu pārraide notiek četras reizes ciklā. Utt AGP 1.0 platums ir 32 biti. AGP lielais sasniegums ir tas, ka šī specifikācija to atļauj ātra piekļuve uz RAM, jo tā ir vietēja.

PCMCIA

(Personālo datoru Metolu Card International Association - starptautiskās personālo datoru atmiņas karšu ražotāju asociācijas standarts)

Šis standarts nosaka saskarni mazu plakanu atmiņas karšu savienošanai un tiek izmantots portatīvajos personālajos datoros.

FSB - (priekšējā sānu autobuss)

Riepa PCI, kas parādījās datoros, kuru pamatā ir Intel Pentium procesori, kā lokāla kopne, kas paredzēta procesora savienošanai ar RAM, ilgi šajā jaudā nepalika. Mūsdienās to izmanto tikai kā kopni ārējo ierīču savienošanai, kā arī procesora un atmiņas savienošanai, sākot ar Intel procesors Pentium Pro izmanto īpašu saņemto autobusu priekšējā sānu autobusa (FSB) nosaukums.Šī kopne darbojas ar ļoti augstu frekvenci 100-125 MHz. Pašlaik tiek ieviestas autobusu ātruma mātesplates FSB 133 MHz un notiek dēļu izstrāde ar frekvenci līdz 200 MHz. Autobusa frekvence FSB ir viens no galvenajiem patērētāja parametriem - tieši viņš ir norādīts mātesplates specifikācijā. Kopnes joslas platums FSB 100 MHz frekvencē ir aptuveni 800 MB / s.

USB - (universālā seriālā kopne)

Šis standarts nosaka veidu, kā dators mijiedarbojas ar perifēro aprīkojumu. Tas ļauj savienot līdz pat 256 dažādām sērijveida ierīcēm. Ierīces var ieslēgt ķēdēs (katra nākamā ierīce ir savienota ar iepriekšējo). Riepu veiktspēja USB salīdzinoši mazs un sasniedz 1,5 Mbit / s, bet tādām ierīcēm kā tastatūra, pele, modems, kursorsvira utt., tas ir pietiekami. Autobusa ērtības ir tādas, ka tas praktiski novērš konfliktus starp dažādām iekārtām, ļauj savienot un atvienot ierīces - "karstā režīmā" (neizslēdzot datoru) un ļauj vairākus datorus apvienot vienkāršā lokālajā tīklā, neizmantojot to īpašas aparatūras un programmatūras.

Skaņas karte

Skaņas karte bija viens no jaunākajiem personālā datora uzlabojumiem. Tas savienojas ar vienu no mātesplatē esošajām slots meitas kartes veidā un veic skaitļošanas darbības, kas saistītas ar skaņas, runas, mūzikas apstrādi. Skaņa tiek atskaņota, izmantojot ārējos skaļruņus, kas savienoti ar skaņas kartes izvadi. Īpašais savienotājs ļauj nosūtīt audio signālu uz ārēju pastiprinātāju. Ir arī mikrofona ligzda, kas ļauj ierakstīt runu vai mūziku un saglabāt to cietajā diskā vēlākai apstrādei un lietošanai.

Ostas

Ostas- tie ir savienotāji datorsistēmas aizmugurē, kurus izmanto, lai izveidotu savienojumu ar datoru perifērijas ierīces piemēram, monitors, tastatūra, pele, printeris, skeneris utt.

Paralēlā osta

Paralēlā osta - tas ir ātrgaitas ports, caur kuru signāls tiek pārraidīts divos virzienos pa 8 paralēlām līnijām.

Paralēlais ports tika izstrādāts 1981. gadā un tika izmantots pirmajos personālajos datoros. Tad to sauca par normālu.

Datu pārraides ātrums caur paralēlo portu ir no 800 Kbps līdz 16 Mbps.

Diagrammās paralēlie porti ir apzīmēti LP1, LP2 utt. (LP - līnijas printeris).

Paralēlie porti savieno printerus, straumētājus un citas ierīces, kurām nepieciešams liels datu pārraides ātrums. Paralēlos portus izmanto arī divu datoru savienošanai kopā.

Seriālā osta

Seriālais ports (Sērijas ports vai COM ports: Sakaru ports) - tas ir ports, caur kuru datus vienlaikus pārraida tikai vienā virzienā.

Dati tiek pārraidīti secīgi virknē, vispirms vienā virzienā, tad otrā virzienā.

Seriālie porti savieno ierīces, kurām nav nepieciešams liels datu pārraides ātrums - peles, tastatūras, modemi.

Datu pārraides ātrums caur seriālo portu ir 115 Kbps.

Diagrammās paralēlie porti tiek saukti par COM1, COM2 utt.

USB ports

USB (universālā seriālā kopne) - universālā seriālā osta. Šis ir ports, kas ļauj savienot gandrīz jebkuru perifērijas ierīci.

Pašlaik perifēro ierīču ražotāji tos ražo divās versijās - ar šīm ierīcēm parastajiem portiem (dažādām ierīcēm atšķirīgiem) un USB. USB portam ir gan peles, gan tastatūras.

Svarīga USB portu iezīme ir tā, ka tās atbalsta tehnoloģiju Plug and play, t.i. savienojot ierīci, jums nav jāinstalē draiveris, turklāt USB porti atbalstīt iespēju karstā kontaktdakša- savienojumi, kamēr dators darbojas.

USB ports tika izstrādāts 1998. gadā. Tad to sauca vienkārši par USB. Pēc ātrākas porta izveides esošo sauca par USB 1.1, bet jauno - par USB 2.

Ātrgaitas tehnoloģiju un attiecīgi arī USB 2 pieslēgvietas izstrāde sākās pēc Intel iniciatīvas. Papildus Intel izstrādē piedalījās arī citi uzņēmumi, tostarp Microsoft. USB 2 specifikācija tika pieņemta 2000. gada aprīlī.

Datu pārraides ātrums caur USB 1.1 portu ir 12 Mb / s. Pelēm un tastatūrām - 1,5 Mb / s.

Datu pārraides ātrums caur USB 2 portu ir 480 Mb / s.

PS / 2 ports

PS / 2 porti - tie ir paralēli peles un tastatūras porti.

PS / 2 portu IBM izstrādāja 1987. gadā, un sākotnēji tas parādījās IBM datoros. Šīs porti un pieslēgvietu savienotāji bija ievērojami mazāki nekā esošie AT / MIDI porti un savienotāji, tāpēc citi ražotāji savos datoros sāka izmantot PS / 2 pieslēgvietas.

PS / 2 porti ir 5 un 6 kontaktu, bet tie ir identiski lietotājam.

AT / MIDI ports

AT / MIDI ports (mūzikas instrumenta digitālā saskarne - savienojums ar digitālajiem mūzikas instrumentiem) - tās ir ostas, caur kurām sākotnēji (pirms PS / 2) tika savienotas tastatūras, un tagad galvenokārt ir savienotas mūzikas tastatūras un sintezatori.

FireWire ports

FireWire - burtiski - ugunsdzēsības vads (izrunā "ugunsdzēsības vads") ir seriālais ports, kas atbalsta datu pārraides ātrumu 400 Mbps.

Šo portu izmanto, lai datoram pievienotu video ierīces, piemēram, videomagnetofonu, kā arī citas ierīces, kurām nepieciešama liela informācijas daudzuma ātra pārsūtīšana, piemēram, ārējie cietie diski.

FireWire porti ir plug and play un karsti pievienojami.

FireWire porti ir divu veidu. Lielākajā daļā galddatoru tiek izmantoti 6 kontaktu porti, savukārt klēpjdatoros - 4 kontaktu porti.

6 kontaktu FireWire ports	4 kontaktu FireWire ports

Kontrolieri

Elektronisko shēmu vadība dažādas ierīces dators kontrolieri. Visiem IBM personālajiem datoriem ir kontrolieri tastatūras, monitora, diskešu diskdziņu, cietais disks utt.

Enerģijas padeve

Datora barošanas avots ir metāla kaste, kas atrodas sistēmas blokā, netālu no tā aizmugures paneļa.

Uz aizmugurējais panelis tiek parādīts strāvas kabeļa savienotājs, slēdzis, atveres strāvas padeves ventilatoram.

Dažiem barošanas avotiem ir papildu savienotājs monitora strāvas kabeļa pievienošanai. Šis savienotājs tiek izmantots, ja nav brīvu elektrības kontaktligzdu. Monitora darbināšanai, izmantojot datora barošanas avotu, var izmantot īpašu kabeli. Šajā gadījumā datora barošanas avota jauda netiek patērēta, jo šī papildu kontaktligzda tiek vienkārši vadīta paralēli galvenajai kontaktligzdai, un, kad barošanas kabelis ir pievienots galvenajai kontaktligzdai un tas ir pievienots elektrības kontaktligzdai, palīgligzda kļūst par pašu kontaktligzdu.
Barošanas avots satur transformatoru, taisngriezi un dzesēšanas ventilatoru. Datora iekšpusē esošajā strāvas avotā nāk vairāki vadu komplekti, lai mātesplatē, cietajā diskā un diskešu diskdziņos pievienotu strāvas padevi. Lai pievienotu papildu ierīces, piemēram, strāvas padevē ir papildu optiskais disks, straumētājs, bezmaksas vadu komplekti.

piemērs no datoru "dzīves"

Seiko Epsons paziņoja par līnijas paplašināšanu GPU mobilajām ierīcēm (mobilā grafiskā dzinēja) modelis S1D13732, kas ir LCD kontrolieri priekš Mobilie tālruņi, PDA un mobilie informācijas termināļi, kas aprīkoti ar viena megapikseļu kameru. Tuvākajā nākotnē klientiem tiks piedāvāti mikroshēmas paraugi 161 kontaktu FCBGA iepakojumā (8x8x1 mm).

S1D13732 atšķiras no iepriekšējiem modeļiem, jo ​​īpaši ar S1D13715, kas šobrīd tiek ražots sērijveidā, ar lielāku grafikas apstrādes ātrumu. LCD kontrolieris nodrošina aparatūras atbalstu MPEG-4, kā arī H.263 (Eiropas video saspiešanas standarts). Cita starpā LCD ekrāna kontrolieris var samazināt mobilo tālruņu enerģijas patēriņu, un grafikas bloks nodrošina iespēju ierakstīt un atskaņot video bez specializētas programmatūras un tādējādi aprīkot ierīces ar mazjaudas procesoru.

S1D13732 ir aprīkots ar 448KB iekšējo atmiņu, kameras saskarni (atbalstītās kameras - ar izšķirtspēju līdz 1,3 miljoniem pikseļu), divkāršu LCD interfeisu ar maksimālā izšķirtspēja 240x320 pikseļi.