B.Слоты, контроллеры и порты материнской платы современного персонального компьютера

Назначение слотов (разъемов) на материнской плате – подключение различных плат сопряжения с внешними устройствами и реализация дополнительных возможностей:

– PCI Express x16 – только для соответствующих видеоплат;

– PCI Express x1 – новые звуковые, сетевые платы;

– PCI – основная масса звуковых, сетевых плат, внутренних модемов, FM-, TV-тюнеров.

PCI (Peripheral Component Interconnect bus) – шина для подсоединения периферийных устройств. Впервые массово применяться начала для Pentium-систем.

Внутренние порты, расположенные на материнской плате, служат для подключения устройств:

– Serial ATA – дисковые устройства (HD, DVD) соответствующего типа;

– ATA IDE – дисковые устройства (HD, CD, DVD) соответствующего типа.

Внешний порт – разъем на задней или передней панели системного блока, используется для подключения различных устройств:

– USB 2.0 – принтеры, сканеры, внешние модемы, TV-тюнеры, клавиатура, мышь, внешние дисковые накопители, Flash Drive и многое другое;

– IEEE-1394 – цифровые видеокамеры, дисковые устройства;

– PS/2 – клавиатура и мышь;

– при наличии интегрированной видиоподсистемы разъем DVI – цифровой выход на монитор или VGA –

– при наличии интегрированной аудиоподсистемы разъемы для подключения колонок и микрофона.

Новые интерфейсы подключения внешних устройств – USB, SATA, IEEE-1394 (FireWire), DVI – последовательные шины (Serial Bus) с небольшим количеством проводов (4 – 7) в кабеле.

Наиболее часто используется в настоящее время порт USB (Universal Serial Bus – универсальная последовательная шина), которая имеет 2 типа: USB и USB 2.0.

Особенности этой шины:

– высокая скорость работы – до 480 Мб/с для USB 2.0;

– длина кабеля подключения – до 5 м;

– количество подключаемых устройств (включая размножители) – до 127;

– возможно подключение устройств с различными скоростями обмена;

– возможность подключать и отключать устройства при работающем компьютере;

– возможность подавать питание напряжением 5 V на маломощные периферийных устройства (ток до 500 mA);

– кабель подключения имеет различные разъемы для подключения к компьютеру (тип «А») и к внешнему устройству (тип «B»).

Шина USB предоставляет в полной мере возможность использования технологии Plug&Play для периферийных устройств, т. е. при подключении нового устройства к работающему компьютеру (наиболее часто в настоящее время – флэш-накопителей, внешних жестких дисков, «мышь» на ноутбуках и т. п.) происходит его автоматическое распознавание и установка соответствующих драйверов, необходимых для работы с этим устройством. Для использования большого количества USB портов применяются USB-концентраторы (хабы), как внешние, так и встроенные в монитор, клавиатуру и пр.

14.Оперативная память ПК. Назначение, требования операционных систем по её объему. Модули памяти.

Оперативная память – один из основных компонентов компьютера, предназначенный для хранения информации (программ и обрабатываемых программами данных) во время исполнения программ на компьютере.

Наименование модуля	Цена, руб.
Kingston DDR2 1GB (PC2-5300) 667MHz
Kingston DDR2 1GB (PC2-6400) 800MHz
Kingston DDR2 2GB (PC2-5300) 667MHz
Kingston DDR2 2GB (PC2-8500) 1066MHz (2 x 1Gb)
Kingston DDR3 1GB (PC3-8500) 1066MHz
Kingston DDR3 1GB (PC3- 10660) 1333MHz
Kingston DDR3 2GB (PC3- 10667) 1333MHz (2 x 1Gb)
Kingston DDR3 4GB (PC3-8500) 1066MHz (2 x 2Gb)
Kingston DDR3 4GB (PC3-10667) 1333MHz (2 x 2GB)

Кроме основной оперативной памяти (RAM – Random Access Memory, память с произвольным доступом) современные персональные компьютеры имеют память видеокарты (с которой работает процессор видеокарты), а также сверхоперативную память центрального процессора (кэш первого, второго и иногда третьего уровня).

Для долговременного хранения информации используются дисковые и пр. устройства, которые иногда называют внешней памятью.

Чипсет, используемый на компьютере, определяет тип оперативной памяти, который можно использовать. Ранее при описании чипсета Intel^® G45 Express (раздел 2.2) было указано, что он может работать с двухканальной памятью типа DDR3 (скорость 8,5 Гбит/с) или DDR2 (6,4 Гбит/с). Полное наименование такой памяти – DDR3 SDRAM.

Современная оперативная память – динамическая (DRAM), содержимое ее остается неизменным в течение очень короткого промежутка времени, поэтому память должна периодически обновляться (регенерироваться).

Микросхемы памяти состоят из отдельных матриц, каждая из которых имеет собственную линию чтения/записи. В этом случае одновременно считывается или записывается несколько бит информации. Количество линий определяет разрядность шины ввода/вывода. Современные микросхемы памяти 64-х разрядные.

Емкость матрицы памяти (глубиной адресного пространства, address depth) и их количество (разрядность) определяет общий объем микросхемы памяти, которые размещаются на модулях памяти (DIMM – модули). DIMM-модуль (Dual In-Line Memory Module) имеет с двух сторон электрически независимые контакты для подключения к шине контроллера памяти через слот, в который они вставляются.

SDRAM – микросхема синхронной динамической памяти (Synchronous DRАМ), в которой процессы записи и считывания информации строго привязаны к тактам системной шины.

Необходимый объем оперативной памяти для настольных персональных компьютеров зависит в первую очередь от операционной системы и от приложений пользователя, которые используются на ПК. В настоящее время наибольшее применение находят модули памяти DDR2 емкостью 1 Гбайт (2 модуля по 512 Кбайт в комплекте для двухканальной памяти), для хорошей скорости работы приложений в многозадачном режиме следует использовать два модуля по 1 Гбайту.

 

 

15. Устройство, принцип действия, техническая характеристика современных жёстких дисков.

Устройства хранения информации (внешняя память) – компоненты компьютера, позволяющие практически неограниченное время сохранять большие объемы информации без потребления электроэнергии (энергонезависимые).

Следующий этап в развитии устройств хранения информации для ПК – винчестеры (или жесткие диски – Hard Disk Drive, HDD), которые в настоящее время являются обязательным компонентом каждого настольного персонального компьютера.

Первый винчестер с обозначением 30/30 был создан корпорацией IBM в 1973 г. и позволял на двухстороннем алюминиевом диске сохранять 30 + 30 Мбайт данных. Современные винчестеры имеют емкость 500 Гбайт и более. Винчестер представляет собой плоскую, герметически закрытую металлическую коробку, внутри которой на общей оси находятся несколько жестких алюминиевых или стеклянных пластинок круглой формы (см. рисунок 2.15). Выпускаются винчестеры в основном двух размеров дисков (форм-фактор) – 3.5 и 2.5 (последние преимущественно для использования в ноутбуках). Поверхность каждого диска покрыта тонким ферромагнитным слоем (веществом, способным длительное время сохранять состояние намагниченности). Для чтения и записи данных в винчестерах используются плавающие на воздушной подушке магнитные головки. Зазор между магнитным слоем и головкой составляет десятые доли микрон. Для перемещения головок используется электромагнит, а для отслеживания местоположения применяется автоматическая система регулирования, которая по магнитным меткам на поверхности опорного диска позиционирует головки в нужном месте.

Пакет дисков вращается непрерывно с большой скоростью (7200 – 15000 об/мин). Запись данных осуществляется следующим образом. При изменении силы тока, проходящего через записывающую головку, происходит изменение напряженности магнитного поля в щели между поверхностью и головкой, что приводит к изменению напряженности магнитного поля на небольшом участке ферромагнитного покрытия диска. Намагниченные участки и не намагниченные соответствуют двоичным кодам 1 и 0. Для чтения данных используется магниторезистивный принцип, когда сопротивление полупроводниковой пленки, из которой сделана головка чтения, меняется в зависимости от напряженности магнитного поля на поверхности ферромагнитного диска. Электрический сигнал с головки усиливается и передается на обработку в контроллер жесткого диска, расположенный в чипсете.

Вся электроника, предназначенная для управления двигателем привода дисков и электромагнитом головок, а также для чтения и записи данных, располагается на небольшой печатной плате, укрепленной снаружи корпуса.

Винчестер может иметь до десяти дисков.

До форматирования жесткий диск можно разбить на логические диски (раздел винчестера или том). Это удобно, поскольку наличие нескольких логических дисков упрощает структуризацию данных, хранящихся на жестком диске.

Существует огромное количество разных моделей жестких дисков многих фирм, таких как Seagate, Maxtor, Western Digital, Quantum, Fujitsu, Hitachi, Samsung, Toshiba и пр. Для обеспечения совместимости винчестеров, разработаны стандарты на их характеристики, определяющие номенклатуру соединительных проводников, их размещение в переходных разъемах, электрические параметры сигналов.

Самый распространенный до недавнего времени тип винчестера по интерфейсу подключения был IDE (Integrated Drive Electronics). В настоящее время новые чипсеты поддерживают новую спецификацию подключения HDD – последовательный интерфейс SerialATA и SerialATA II.

Несмотря на внешнюю простоту и наличие всего двух разъемов – информационного и питания, винчестеры являются очень сложными устройствами, которые требуют бережного и правильного обращения – следует избегать тряски и резкого перемещения работающего винчестера, это может привести к разрушению внутренних механических узлов и повреждению магнитных головок и поверхности дисков.