Реферат на тему:
З чого складається персональний комп’ютер
План
1. Материнська плата.
2. Процесор.
3. Основні характеристики основного центрального процесора.
4. Системна шина.
5. Порти.
5.1. Паралельні порти (LPT).
5.2. Послідовні порти (СОМ).
5.3. Порт PS/2.
5.4. Порт USB.
5.5. Порт FireWire.
6. Відеокарта.
7. Звукова карта.
Усередині системного блоку розміщуються основні внутрішні компоненти
комп’ютера:
– материнська плата;
— плати адаптерів (звукова, відео- і сітьова карти);
— процесор;
— дискові накопичувачі;
— блок живлення;
— з’єднувальні шлейфи, шнури й кабелі;
— вентилятор системи охолодження внутрішніх елементів;
— вентилятор і радіатор системи охолодження процесора;
— слоти системної шини.
У зв’язку з тим, що багато компонентів можуть бути інтегровані на
материнській платі, то не всі вони можуть бути представлені як окремі
комплектуючі елементи. Задня панель, як правило, містить панелі плат
розширень із роз’ємами, заглушки роз’ємів, вентиляційний отвір
вентилятора блоку живлення.
Материнська плата
Материнська плата є своєрідним «фундаментом» для всіх комплектуючих
комп’ютера. Саме в неї вставляються всі основні пристрої: відеокарта,
оперативна пам’ять, процесор, жорсткі диски і т. д. Інакше кажучи, це
платформа, на якій будується вся конфігурація комп’ютера.
На материнських платах також зустрічаються інтегровані пристрої, тобто
вмонтовані. Материнські плати подібного типу вже протягом тривалого часу
фігурують на комп’ютерному ринку. Прикладом можуть бути материнські
плати із вмонтованими звуковою і відеокартами.
Пристрої інтегруються на материнську плату з метою здешевлення загальної
вартості комп’ютера. Справді, вартість чіпа плюс витрати на інженерні
розробки з інтеграції значно менші, ніж вартість розробки й виготовлення
окремої повноцінної плати розширення. Однак інтегровані рішення мають
свої недоліки. Це, по-перше, неможливість модернізації у майбутньому. А
по-друге, такі рішення мають досить середню продуктивність.
Тип і характеристики різних елементів і пристроїв материнської плати, як
правило, визначаються типом і архітектурою процесора. Саме процесор або
процесори, їхнє сімейство, тип, архітектура й виконання визначають той
або інший варіант архітектурного виконання материнської плати.
Материнські плати виготовляють, спираючись на найкращу сумісність саме з
процесорами.
Сьогодні існує дві альтернативні архітектури процесорів і відповідно
материнських плат для них — від компанії Intel (Slot 1, Slot 2, Socket
340, Socket 478) і від компанії AMD (Slot A, Socket А). Перша підтримує
процесори Intel Pentium II, Pentium ІІІ, Celeron і Pentium 4, а друга —
AMD Athlon і Duron. Процесор однієї архітектури неможливо
використовувати в материнських платах, розрахованих для іншої.
За числом процесорів, що складають центральний процесор, розрізняють
однопроцесорні й багатопроцесорні (мультипроцесорні) материнські плати.
Більшість персональних комп’ютерів є однопроцесорними системами і
комплектуються однопроцесорними материнськими платами. На вигляд і
комплектацію материнських плат впливають необхідні експлуатаційні
характеристики і майбутнє призначення комп’ютера.
Процесор
Що ж таке процесор? Процесор — це «мозок» комп’ютера. Процесором
називається пристрій, що здатен обробляти програмний код і визначати
основні функції комп’ютера з обробки інформації, тобто процесор виконує
основні процеси в комп’ютері.
Конструктивно процесори можуть виконуватися як у вигляді однієї великої
монокристальцої інтегральної мікросхеми — чіпа, так і у вигляді
декількох мікросхем, блоків електронних плат і пристроїв.
Найчастіше процесор має вигляд чіпа, розташованого на материнській
платі. На самому чіпі написана його марка, його тактова частота
(кількість можливих операцій, які він може виконати за одиницю часу) і
виробник.
Сьогодні мікропроцесори й процесори вміщають у собі мільйони
транзисторів й інших елементів електронної логіки і становлять собою
складні високотехнологічні електронні пристрої. Персональний комп’ютер
містить у своєму складі чимало різних процесорів. Вони входять до складу
систем введення виведення контролерів пристроїв. Кожен пристрій, будь то
відеокарта, системна шина чи ще щось, обслуговується своїм власним
процесором або процесорами. Однак архітектуру і конструктивне виконання
персонального комп’ютера визначає процесор або процесори, що контролюють
і обслуговують системну шину й оперативну пам’ять, і, що більш важливо,
виконують об’єктний код програм Такі процесори прийнято називати
центральними, або головними процесорами (Central Point Unit — CPU). На
основі архітектури центральних процесорів будується архітектура
материнських плат і проектується архітектура й конструкція комп’ютера.
Основні характеристики центрального процесора
Основними вважаються такі характеристики:
— тип архітектури або серія (CISC, Intel х86, RISC);
— система підтримуваних команд (х86, ІА-32, ІА-64);
— розширення системи команд (ММХ, SSE, SSE2, 3Dnow!);
— конструктивне виконання (Slot 1, Slot 2, Socket 340, Socket 478, Slot
A, Socket A);
— тактова частота (МГц, ГГц);
— частота системної шини.
Комп’ютери, що містять процесори, які підтримують систему команд Intel
х8б (фірм Intel, AMD, Cyrix, Transmeta), на яких може виконуватися
операційна система Microsoft Windows, називаються Wintel-комп’ютерами
(від Windows і Intel).
Тип архітектури, як правило, визначається фірмою-виробником
устаткування. Усі великі фірми, що виробляють електронне устаткування
для Wmtel-cyмісних комп’ютерів і випускають свої типи центральних
процесорів, вносять зміни в базову архітектуру процесорів серії Intel
x86 або розробляють власну. З типом архітектури тісно пов’язаний набір
підтримуваних команд або інструкцій і їхніх розширень. Ці два параметри,
в основному, визначають якісний рівень можливостей персонального
комп’ютера і значною мірою — рівень його продуктивності.
Усі сучасні процесори мають спеціальні системи команд, що доповнюють
набір інструкцій Intel. Вони розраховані на обробку графічної і
відеоінфор-мації. Набір ММХ (MultiMedia extension) підтримується всіма
х86-сумісними процесорами. SSE з’явився в процесорах Pentium !!!, a SSE2
— у процесорах Pentium 4 3Dnow! — фірмова технологія фірми AMD і
використовується у її процесорах.
Сьогодні процесори конструктивно риготовляють у вигляді квадратної
мікросхеми в корпусі PPGA (Plastic Pin Grid Array), із безліччю ніжок у
нижній частині (конструктив Socket). Для процесорів Pentium II був
розроблений Slot 1 — щілинний роз’єм з 242 контактами, згодом
перейменований у SC242. У цей самий слот встановлювалися і деякі
процесори Celeron і Pentium ІІІ. Для слота 1 (SC242) призначені
процесори з різними назвами «упакування»:
— SECC — картридж процесорів Pentium II і Pentium Ш. Це друкована плата
з установленими компонентами. До мікросхем прилягає термопластина, яка
розподіляє тепло, до якої зовні кріпиться вентилятор (або інший
охолоджувальний пристрій). Спереду картридж закритий кришкою;
— SECC 2 — картридж для тих самих процесорів. Від попередніх
відрізняється тим, що не має термопластини — зовнішні «холодильники»
притискаються прямо до корпусів мікросхем, що знижує тепловий опір і
підвищує ефективність охолодження;
— SEPP (Single Edge Processor Package) — картридж процесорів Celeron, що
не має ні термопластини, ні кришки. Зовнішній радіатор притискається
прямо до корпуса процесора.
Тактову частоту процесора визначає мінімальний квант часу, за який
процесор виконує певну умовну елементарну операцію. Тактові частоти
вимірюються в мегагерцах і визначають кількісні характеристики
продуктивності комп’ютерних систем загалом. Чим більшою (вищою) є
тактова частота, тим швидше працює центральний процесор.
У наш час технологія виробництва центральних процесорів із високою
продуктивністю передбачає їхню роботу на дуже високих тактових частотах
(до З ГГц), унаслідок чого пристрої необхідно примусово охолоджувати.
Для примусового охолодження процесорів використовуються пасивні системи
— у вигляді радіаторів і активні системи — у вигляді радіаторів із
вентиляторами. Процесори оснащуються внутрішніми схемами збільшення
базової тактової частоти материнської плати і збільшують вихідну тактову
частоту в кілька разів.
Однак усі інші пристрої працюють на базовій тактовій частоті. Тактовий
генератор розташований на материнській платі, а тактова частота
центрального процесора визначає його максимальні можливості працювати на
відповідній частоті.
Таким чином, тактова частота процесора — це ще не все. Існує тактова
частота системної шини, що відповідає за передачу інформації від одного
пристрою до іншого. Природно, що чим вища тактова частота системної
шини, тим швидше передаватиметься інформація між пристроями. До
пристроїв також належить і процесор. Сьогодні процесорами підтримуються
частоти зовнішньої шини 66 МГц, 100 МГц і 133 МГц, а для процесорів
Pentium 4 — 400, 533 і 800 МГц.
Велике значення в загальній технології виробництва комп’ютерних систем
має питання узгодження можливостей і внутрішніх інтерфейсів центрального
процесора й набору інтегральних мікросхем — чіпа, на базі якого
побудована материнська плата. Правильне їхнє поєднання може різко
підвищити загальну продуктивність, і навпаки. Тому рекомендується
встановлювати на материнські плати процесори, зазначені в інструкції
фірми — виробника плати.
Технології виробництва центральних процесорів постійно удосконалюються.
Системна шина
Системна шина — це «павутина», що з’єднує між собою всі пристрої і
відповідає за передачу інформації між ними. Розташована вона на
материнській платі й зовні непомітна. Системна шина — це набір
провідників (металізованих доріжок на материнській платі), якими
передається інформація у вигляді електричних сигналів.
Чим вища тактова частота системної шини, тим швидше здійснюватиметься
передача інформації між пристроями, і, як наслідок, збільшиться загальна
продуктивність комп’ютера, тобто підніметься його швидкодія.
У персональних комп’ютерах використовуються системні шини стандартів
!SA, EISA, VESA, VLB i PCI. Треба сказати, що ISA, EISA, VESA i VLB
сьогодні є морально застарілими і не випускаються на сучасних
материнських платах. Сьогодні найпоширенішою є шина РСІ.
Існують і спеціалізовані шини, такі як внутрішні шини процесорів або
шина для підключення відеоадаптерів —AGP.
Усі стандарти розрізняються як за кількістю й використанням сигналів,
так і за протоколами їхнього обслуговування.
Шина входить до складу материнської плати, на якій розташовуються її
провідники і роз’єми (слоти) для підключення плат адаптерів пристроїв
(відеокар-ти, звукові карти, внутрішні модеми, накопичувані інформації,
пристрої введення/виведення і т. д.) і розширень базової конфігурації
(додаткові пусті роз’єми).
Існують 16- і 32-розряДні, високопродуктивні (VESA, VLB, AGP і РСІ із
тактовою частотою більше 16 МГц) і низькопродуктивні (ISA і EISA із
тактовою частотою 8 і 16 МГц) системні шини. Також шини, розроблені за
сучасними стандартами (VESA, VLB і РСІ), допускають підключення
декількох однакових пристроїв, наприклад кілька жорстких дисків, а шина
РСІ забезпечує самостійну конфігурацію периферійного (додаткового)
устаткування — підтримку стандарту Plug and Play, що виключає ручну
конфігурацію апаратних параметрів периферійного устаткування при його
зміні або нарощуванні. Операційна система, яка підтримує цей стандарт,
сама налаштовує устаткування, підключене через шину РСІ, без втручання
користувача.
Існують як 64-розрядні розширення шини РСІ, так і 32-розрядні, що
працюють на частоті 66 МГц.
Порти
Здається, немає потреби пояснювати, що таке «порт».
Порти призначені для з’єднання периферійних пристроїв з материнською
платою. Існує кілька видів портів.
Паралельні порти (LPT)
Найчастіше паралельні порти LPT використовуються для підключення до
комп’ютера друкувальних пристроїв (принтерів).
Паралельні порти одержали свою назву завдяки методу передачі даних, тому
що вони мають вісім розрядів шини даних і здатні передавати інформацію
байтами синхронно через вісім провідників. Найчастіше у паралельних
інтерфейсах використовуються такі сигнали:
сигнали даних можуть додатково забезпечуватися власними сигнальними
лініями заземлення — по одному на кожен канал даних. У такому випадку
кількість сигналів зростає до 25. Для з’єднання комп’ютера з пристроєм
за допомогою паралельного інтерфейсу використовується 25-контактний
роз’єм Centronics.
Паралельні інтерфейси мають високу швидкість передачі даних (до 150КБ/с)
і низьку перешкодостійкість, що дозволяє використовувати кабель
завдовжки не більше 3 метрів.
Послідовні порти (СОМ)
Послідовні порти передають дані послідовно по одному біту. Для передачі
й прийому в них використовується два канали — один для передачі й один —
для прийому — і кілька додаткових сигнальних ліній.
Для з’єднання за допомогою послідовних портів використовуються 9- і
25-контактні єднальні роз’єми. Послідовні комунікаційні порти мають
досить низькі швидкості роботи (50, 75, 100, ПО, 200, 300, 600, 1200,
2400, 4800, 9600, 19200, 38400, 57000 і 115000 біт/с) і високу
перешкодостійкість, що дозволяє використовувати єднальний кабель до 75 м
і більше.
Послідовні порти мають різноманітне використання. Вони застосовуються як
для з’єднання комп’ютера з принтерами, модемами, мишами, ручними
сканерами і т. п., так і для з’єднання двох комп’ютерів.
Порт PS/2
У другій половині 1980-х років компанія IBM випустила серію ПК під
назвою PS/2, у яких був спеціальний маленький круглий роз’єм для миші,
який згодом почали називати PS/2. У сучасних комп’ютерах зазвичай є два
роз’єми PS/2 для підключення миші й клавіатури.
Порт USB
USB (Universal Serial Bus — універсальна послідовна магістраль) —
інтерфейс для підключення різних зовнішніх пристроїв. Специфікація
периферійної шини USB розроблена лідерами комп’ютерної і
телекомунікаційної промисловості — Compaq, DEC, IBM, Intel, Microsoft,
NEC і Northern Telecom — для підключення комп’ютерної периферії поза
корпусом машини за стандартом plug’n’play, у результаті чого відпадає
необхідність в установці додаткових плат у слоти розширення й
переконфігурації системи. Персональні комп’ютери, що мають шину USB,
дозволяють підключати периферійні пристрої і здійснюють їхнє автоматичне
конфігурування, як тільки пристрій фізично буде приєднаний до машини, і
при цьому немає необхідності перезавантажувати або вимикати комп’ютер, а
також запускати програми установки й конфігурування. Шина USB дозволяє
одночасно підключати послідовно до 127 пристроїв, таких як монітори або
клавіатури, що виконують роль додатково підключених компонентів, або
хабів (тобто пристроїв, через які підключаються ще кілька).
USB визначає, чи пристрій доданий, чи відключений, завдяки своїй
розумності, що забезпечується основною системою. Шина автоматично
визначає, який системний ресурс, включаючи програмний драйвер і
пропускну здатність, потрібний кожному периферійному пристрою, і робить
цей ресурс доступним без втручання користувача. Власники комп’ютерів,
оснащених шиною USB, мають можливість переключати сумісні периферійні
пристрої так само просто, як вони вкручують нову лампочку в лампу.
Порт FireWire
IEEE 1394, або FireWire, — це послідовна високошвидкісна шина,
призначена для обміну цифровою інформацією між комп’ютером й іншими
електронними пристроями. Завдяки невисокій ціні й великій швидкості
передачі даних ця Шина стає новим стандартом шини введення/виведення дня
персонального комп’ютера, її змінювана архітектура й однорангова
топологія роблять FireWire Ідеальним варіантом для підключення жорстких
дисків і пристроїв обробки аудіо- і відеоінформації. Ця шина також
ідеально підходить для роботи мультимедійних програм у реальному часі. У
цьому матеріалі наведені деякі загальні відомості про стандарт IEEE
1394.
Відеокарта
Відеокарта, відеоадаптер, відеоконтролер, або адаптер дисплея, є
пристроєм, шо безпосередньо формує зображення на моніторі. Як і
будь-який інший контролер пристрою, відеокарта може бути виконана як
зовнішнє або внутрішнє (інтегроване, вмонтоване) на материнську плату
устаткування. Тип відеоконтролера і його можливості визначають апаратно
досяжні й підтримувані режими роботи всієї графічної системи, швидкість
і якість формованого на екрані моніторів зображення.
Відеокарта, виконана як зовнішній пристрій, — вимагає підключення до
материнської плати у певний слот.
Інтегрована відеокарта на материнській платі не вимагає підключення
взагалі, але може бути відключена в разі потреби підключення зовнішньої.
Усі відеокарти містять відеобуфер, фізичні адреси якого знаходяться на
платі адаптера, але входять до загального адресного простору оперативної
пам’яті комп’ютера. У ньому зберігається текстова або графічна
інформація, виведена на екран. Тип мікросхем відеопам’яті значно впливає
на продуктивність усієї відеосистеми загалом. Так, звичайні чіпи
динамічної пам’яті DRAM не дозволяють робити одночасно операції читання
й запису в область відеопам’яті, а мікросхеми VRAM (Video Random Access
Memory) — дозволяють, що значно прискорює роботу пристрою. Основна
функція відеокарти полягає в перетворенні цифрових даних відеобуфера на
ті сигнали, що керують монітором і формують видиме користувачем
зображення на екрані.
Графічні режими допускають зображення на екрані монітора об’єктів
довільної форми й складності. Загальним принципом графічних режимів є
кодування зображення як набору елементарних точок — пікселів, що
визначають максимальне розділення екрана. Випускаються відеокарти з
різними графічними режимами (320×200, 640×480, 800×600, 1024×768,
1280×1024, 1600×1200).
У залежності від числа біт на піксель розрізняють монохромні й кольорові
графічні режими з числом кольорів 16 (4 біти на піксель), 256 (8 біт на
піксель), 32000 (12 біт на піксель), 64000 (16 біт на піксель), 16 млн
(32 біти на піксель) — режим True color. У залежності від
використовуваного графічного режиму й типу адаптера дисплея, кольори
пікселів можуть кодуватися різною кількістю біт, що в остаточному
підсумку визначає кількість одночасно відображуваних на екрані кольорів
— колірну палітру й обсяг відеопам’яті, необхідний для зберігання
картинки зображення.
Сучасні відеокарти можуть мати до 128 МБ відеопам’яті й більше, що дає
їм можливість використовувати графічні відеорежими з 16 млн кольорів —
True color і розділенням екрана до 1024×768 пікселів і вище.
Швидкість роботи відеоадаптера — швидкість виведення пікселів на екран —
досить різноманітна і залежить від його типу, відеорежиму,
використовуваної в адаптері відеопам’яті й швидкості роботи й типу всієї
системи загалом.
Сучасні відеоадаптери у своєму складі мають, як правило, контролер і
процесор — графічний співпроцесор системи. Розрядність контролера й шини
даних між контролером і відеопам’яттю може складати 32 і 64 біти, що
насамперед впливає на продуктивність пристрою. Однак розрядність —
ознака, що характеризує чотири компоненти відеосистеми — процесора,
контролера, мікросхем пам’яті й шини даних, що з’єднує їх. Теоретично
найвища продуктивність досягається при 64-розрядності всіх чотирьох
компонентів. Однак використання таких відеорежимів позначається на
продуктивності всієї системи і, отже, вони забирають частину ресурсів
комп’ютера, якщо в нього не вистачає відеопам’яті. Для того щоб
відеокарта не поглинала системні ресурси, потрібно, щоб у відеокарти
було не менше 8 МБ відеопам’яті.
До найважливіших характеристик відеокарти належать тип, вид,
підтримувані відеорежими (допустима роздільна здатність екрана,
максимально можлива кількість кольорів), підтримувані режими
енергетичного зберігання й управління монітором, підтримка апаратних
систем прискорення й акселерації виведення в текстових і графічних
режимах, акселерація малювання двовимірних 2D і тривимірних 3D
зображень, заповнення тлом (текстурою) графічних примітивів, буферизації
виведення растрових й інших шрифтів, розрядність контролера і шини даних
між контролером і відеопам’яттю і т. ін. Більшість зазначених параметрів
залежать від типу й виду пристрою.
Звукова карта
Звукові адаптери, або карти — це пристрої, що дозволяють відтворювати й
записувати звук. Стандартні звукові карти зазвичай бувають внутрішні,
які вставляються в роз’єм системної шини на материнській платі. До
звукових карт, як правило, можна підключити колонки, мікрофон й ігровий
джойстик. Основні характеристики звукових адаптерів — це якість звуку
(частотний діапазон відтворення і запису, стерео- або монозвучання,
наявність систем цифрової фільтрації), кількість каналів відтворення і
запису, розрядність шини даних, наявність синтезатора і кількість його
голосів тощо. Чим ширший частотний діапазон звукового сигналу, тим
чистіше і якісніше відтворюється записуваний звук пристрою. Найбільш
поширені карти з діапазоном від 20 Гц до 25 КГц. Системи цифрової
фільтрації дозволяють досить істотно поліпшити якість звучання й запису.
Вони можуть бути одно- і багатоканальними і мати або не мати програмний
інтерфейс управління.
Звичайні звукові карти, що застосовуються в домашніх і офісних
комп’ютерах, мають один канал відтворення й один канал запису звуку.
Більш потужні й дорогі пристрої мають кілька (2, 4, 6, 10 і більше)
каналів і дозволяють робити незалежне відтворення, запис і накладення
декількох звукових джерел, а також повне роздільне управління каналів.
Розрядність внутрішньої й зовнішньої шин даних має пряме відношення до
продуктивності й можливостей пристрою. Випускаються 8-, 16- і
32-розрядні карти, що забезпечують можливості від примітивного
монофонічного до багатоканального стереозвуку й запису.
Синтезатор являє собою додаткову систему створення звукових ефектів. За
Допомогою програмувальних голосів синтезатора можна синтезувати звук
завдяки спеціальним цифровим командам, що значно знижує обсяг
інформації, необхідний для відтворення звуку. Багато звукових карт
містять звуковий вхід аналогового сигналу для підключення вихідного
звукового CD-ROM, для забезпечення можливості програвання музичних
компакт-дисків. Також вони Можуть мати слоти для підключення ігрових
адаптерів, що дозволяють підключати джойстики й інші ігрові
маніпулятори.
Нашли опечатку? Выделите и нажмите CTRL+Enter
