Внутренние устройства компьютера
Лекция 3. Базовая конфигурация компьютера. Внутренние, внешние и периферийные устройства компьютера
В современном понимании компьютер – это универсальный электронный прибор, предназначенный для автоматизации создания, хранения, обработки, транспортировки и воспроизведения данных. Его конфигурацию (состав оборудования) можно гибко изменять по мере необходимости, тем не менее существует понятие базовой конфигурации, которую считают типовой.
| БАЗОВАЯ КОНФИГУРАЦИЯ КОМПЬЮТЕРА | |||
 | |||
| СИСТЕМНЫЙ БЛОК | МОНИТОР | КЛАВИАТУРА | МАНИПУЛЯТОР (МЫШЬ) |
| Основной узел, внутри которого установлены наиболее важные компоненты | Устройство визуального представления данных (устройство вывода). | Клавишное устройство управления ПК, служит для ввода алфавитно-цифровых данных и команд управления (устр. ввода) | Устр. манип-го типа, перемещ-е которого по пл. поверхности связано с перемещ-ем графического объекта на экране монитора |
Рис. 5. Базовая конфигурация компьютера
По отношению к системному блоку, устройства подразделяются на внутренние (находятся внутри системного блока) и внешние (подключаются снаружи).
Внутренние устройства компьютера
К внутренним устройствам компьютера относятся:
1. Материнская плата – основная плата компьютера, на которой размещаются:
1.1. Процессор – основная микросхема, выполняющая большинство математических и логических операций. Основные параметры – рабочее напряжение, разрядность, рабочая тактовая частота, коэффициент внутреннего умножения тактовой частоты и размер КЭШ-памяти;
1.2. Микропроцессорный комплект – набор микросхем, управляющих работой внутренних устройств компьютера и определяющих основные функциональные возможности материнской платы;
1.3. Оперативное запоминающее устройство – набор микросхем, предназначенных для временного хранения данных, когда компьютер включен (энергозависимая память). Размер – Мбайт;
1.4. Постоянное запоминающее устройство – микросхема, предназначенная для длительного хранения информации, в том числе и когда компьютер выключен (энергонезависимая память);
Кэш-память (англ. cache), или сверхоперативная память – очень быстрое ЗУ, которое используется при обмене данными между микропроцессором и оперативной памятью для компенсации разницы в скорости обработки информации процессором и несколько менее быстродействующей оперативной памятью.
Кэш-памятью управляет специальное устройство – контроллер, который, анализируя выполняемую программу, пытается предвидеть, какие данные и команды вероятнее всего понадобятся в ближайшее время процессору, и подкачивает их в кэш-память. При этом возможны как «попадания», так и «промахи». В случае попадания, то есть, если в кэш подкачаны нужные данные, извлечение их из памяти происходит без задержки. Если же требуемая информация в кэше отсутствует, то процессор считывает ее непосредственно из оперативной памяти.
Современные микропроцессоры имеют встроенную кэш-память.
Специальная память.К устройствам специальной памяти относятся постоянная память (ROM), перепрограммируемая постоянная память (FlashMemory), память CMOS RAM, питаемая от батарейки, видеопамять и некоторые другие виды памяти.
Постоянная память (ПЗУ, англ. ROM, ReadOnlyMemory —память только для чтения) — энергонезависимая память, используется для хранения данных, которые никогда не потребуют изменения. Содержание памяти специальным образом “зашивается” в устройстве при его изготовлении для постоянного хранения. Из ПЗУ можно только читать.
Перепрограммируемая постоянная память (FlashMemory) — энергонезависимая память, допускающая многократную перезапись своего содержимого с дискеты.
Прежде всего в постоянную память записывают программу управления работой самого процессора. В ПЗУ находятся программы управления дисплеем, клавиатурой, принтером, внешней памятью, программы запуска и остановки компьютера, тестирования устройств.
Важнейшая микросхема постоянной или Flash-памяти — модуль BIOS.
BIOS (BasicInput/OutputSystem — базовая система ввода-вывода) — совокупность программ, предназначенных для:
· автоматического тестирования устройств после включения питания компьютера;
· загрузки операционной системы в оперативную память.
Роль BIOS двоякая: с одной стороны это неотъемлемый элемент аппаратуры (Hardware), а с другой строны — важный модуль любой операционной системы (Software).
Разновидность постоянного ЗУ — CMOS RAM.
CMOS RAM — это память с невысоким быстродействием и минимальным энергопотреблением от батарейки. Используется для хранения информации о конфигурации и составе оборудования компьютера, а также о режимах его работы.
Для хранения графической информации используется видеопамять.
Видеопамять (VRAM) — разновидность оперативного ЗУ, в котором хранятся закодированные изображения. Это ЗУ организовано так, что его содержимое доступно сразу двум устройствам — процессору и дисплею. Поэтому изображение на экране меняется одновременно с обновлением видеоданных в памяти.
1.5. Шины – наборы проводников, по которым происходит обмен сигналами между внутренними устройствами компьютера;
1.6. Разъемы для подключения дополнительных устройств.
2. Жесткий диск – основное устройство для долговременного хранения больших объемов данных и программ. Представляет собой группу соосных дисков, имеющих магнитное покрытие и вращающихся с высокой скоростью. Основные параметры – емкость и производительность.
3. Дисковод гибких дисков – накопительное устройство, предназначенное для работы с гибкими магнитными дисками. Основные параметры – технологический размер, плотность записи и полная емкость.
4. Дисковод компакт-дисков CD-ROM – постоянное запоминающее устройство на основе компакт-диска. Основной параметр – скорость чтения данных.
5. Видеоадаптер – физически выполнен в виде дочерней платы, которая вставляется в один из слотов материнской платы и называется видеокартой.
6. Звуковая карта – подключается к одному из слотов материнской платы в виде дочерней платы и выполняет вычислительные операции, связанные с обработкой звука, речи, музыки. Основной параметр – разрядность.
Таким образом, персональный компьютер – это универсальная техническая система, но в то же время он является одним из элементов в классификации компьютеров.