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.