Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение
«Средняя общеобразовательная школа № 32 с углубленным изучением предметов
физико-математического профиля»
устройство системной
Платы компьютера
Учитель информатики Бабаева Л.В .
Астрахань
2012 год
ЦелИ
- Рассмотреть архитектуру компьютера и его составляющие
- Узнать взаимосвязь этих устройств.
Задачи
- Создать презентацию в виде электронной книги по теме: «Архитектура ЭВМ», для использования её на уроках информатики.
- Представить на рассмотрение современные устройства системного блока и их технические характеристики.
Актуальность
В современном мире, где компьютеры окружают нас на каждом шагу, и мы уже не можем представить без них свою жизнь, возникает вопрос: « Каков внутренний мир наших помощников ? »
Схема подключения основных устройств
Архитектура ПК определяет принцип действия, информационные связи и взаимное соединение основных логических узлов компьютера:
- центрального процессора,
- основной памяти,
- внешней памяти,
- периферийных устройств.
Практически все универсальные ЭВМ отражают классическую неймановскую архитектуру . Эта схема во многом характерна для ЭВМ общего назначения.
Плакат «Устройство системной (материнской) платы» к учебнику Босовой Л .Л.
Материнские платы и их модификации с 1990 года
Основные электронные компоненты определяющие архитектуру процессора размещаются на основной плате компьютера, которая называется системной или материнской .
Плата на базе чипсета i386( 1990 )
SMP плата Acorp 6A815EPD на базе чипсета Intel i815EP( 2000 )
Abit IL9 Pro на базе чипсета i945P( 2006 )
MSI Big Bang-XPower II( 2012 )
Щелкнуть по любому устройству
Материнская плата
PCI-Express
Последовательная шина PCI Express , разработанная Intel и ее партнерами, призвана заменить параллельную шину PCI и ее расширенный и специализированный вариант AGP . Шина может быть использована для подключения различных устройств: сетевых плат, звуковых карт, видеокарт и многих других.
Разные устройства требуют разной пропускной способности от шины. Поэтому сетевая карта может быть подключена к PCI Express x1 , а современные видеокарты потребуют PCI Express x16 , имеющую в 16 раз большую пропускную способность. Подробнее.
PCI-Express
Несмотря на похожие наименования, шины PCI и PCI Express имеют мало общего. Протокол параллельной передачи данных, используемый в PCI, накладывает ограничения на ширину полосы пропускания и частоту работы шины; последовательная передача данных, примененная в PCI Express, обеспечивает возможность масштабирования (в спецификациях описываются реализации PCI Express 1x, 2x, 4x, 8x, 16x и 32x).
Шина PCI работает на частоте 33 или 66 МГц и обеспечивает пропускную способность 133 или 266 Мб/сек . Частота, на которой работает шина PCI Express - 2.5 ГГц, что дает пропускную способность 2500 МГц / 10 * 8 = 250 * 8 Мбит/сек = 250 МБ/сек (из-за избыточного кодирования для передачи 8 бит данных реально передается 10 бит информации) для каждого устройства PCI Express x1 в одном направлении.
Радиатор для силовых транзисторов
По мере роста тепловыделения современных процессоров на силовых транзисторах в подсистеме питания материнских плат стали появляться внушительного вида радиаторы . Потом они обзавелись тепловыми трубками , которые теперь опоясывают флагманские модели материнских плат, словно замысловатый трубопровод. Охлаждение может производиться и с помощью кулеров или системы водяного охлаждения , но использование радиаторов остаётся наиболее простым и действенным способом охлаждения.
BIOS
BIOS (англ. Basic Input-Output System — базовая система ввода-вывода, БСВВ) — программа, находящаяся в ПЗУ (постоянном запоминающем устройстве) персонального компьютера и исполняющаяся при включении питания. Главная функция BIOS — подготовить компьютер к тому, чтобы основное программное обеспечение (в большинстве случаев это операционная система), записанное на различных носителях (жёсткий диск, компакт-диск, флешка) либо доступное через сеть, могло стартовать и получить контроль над компьютером.
BIOS выполняет самотестирование устройств (англ. POST – Power-On Self Test), а затем ищет загрузчик операционной системы (англ. Boot Loader) на доступных носителях информации. Если загрузчик не найден, BIOS выдаёт сообщение об ошибке.
Подробнее в статье:
«Как настроить BIOS по пунктам»
Южный Мост
Южный мост отвечает за коммутацию и управление устройств ввода-вывода с более быстродействующими устройствами. Поэтому функцией южного моста является передача данных и сигналов управления устройству, подключенному к южному мосту от процессора, оперативной памяти или видеокарты.
Устройства , входящие в состав южного моста:
- контроллер шины PCI ;
- контроллер шины SMbus ;
- контроллер прямого доступа к памяти ( DMA );
- контроллер прерываний ;
- часы реального времени;
- управление питанием ( Power management );
Подробнее в статье:
«Южный мост. Устройство, функции, работа.»
Северный мост (чипсет)
Северный мост предназначен для осуществления взаимодействия между процессором , оперативной памятью , видеокартой и южным мостом , а точнее, устройств, которые подключены к южному мосту. Ещё северный мост могут называть системным контроллером. В состав северного моста входят такие важные компоненты:
- контроллер оперативной памяти ;
- контроллеры шин для управления потоками информации между процессором и остальными устройствами;
- встроенный графический контроллер , выполняющий функции видеокарты, такое решение применяется в офисных компьютерах;
Подробнее в статье:
« Чипсет материнской платы.»
Оперативная память
Операти́вная па́мять, оперативка ( ОЗУ - оперативное запоминающее устройство ) - это часть системы памяти ЭВМ, в которую процессор может обратиться за одну операцию. Предназначена для временного хранения данных и команд , необходимых процессору для выполнения им операций. Оперативная память передаёт процессору команды и данные непосредственно, либо через кэш-память . Каждая ячейка оперативной памяти имеет свой индивидуальный адрес . Содержащиеся в оперативной памяти данные сохранены и доступны только тогда, когда компьютер включен. Подробнее.
Оперативная память
Оперативная память обладает двумя главными характеристиками: само её количество и частота , на которой она работает. Количество оперативной памяти измеряется в МБ и ГБ , наиболее распространённые объёмы памяти: 1ГБ , 2ГБ и 4ГБ .
Оперативная память имеет разновидности, различаются они по возможной частоте и по входу в материнскую плату.
- DDR1 уже устаревший стандарт памяти, частота
- DDR2 самый распространенный стандарт памяти на сегодняшний день, частота работы до 800 мегагерц .
- DDR3 последний стандарт памяти с частотой работы до 1800 МГц .
Ps/2
Разъем для подключения клавиатуры и мыши. Был введен Intel в 1998г. Порт PS/2 пришел на смену порту DIN и иногда обозначается как Mini DIN. Используется для подключения клавиатур и мышей. Для мыши используется зеленый цвет, для клавиатуры - фиолетовый . Хотя эти разъёмы и устанавливают даже на самые современные материнские платы, они могут в скором времени быть вытеснены, т.к. клавиатуры и мыши переходят на разъём USB .
Центральный процессор
Центра́льный проце́ссор ( CPU - англ. céntral prócessing únit, дословно - центральное вычислительное устройство) - процессор машинных инструкций, часть аппаратного обеспечения компьютера или программируемого логического контроллера , отвечающая за выполнение арифметических операций, заданных программами операционной системы и координирующий работу всех устройств компьютера. Подробнее.
В состав центрального процессора входят:
- устройство управления ( УУ );
- арифметико-логическое устройство ( АЛУ );
- запоминающее устройство ( ЗУ ) на основе регистров процессорной памяти и кэш-памяти процессора;
- генератор тактовой частоты ( ГТЧ ).
Центральный процессор
Устройство управления организует процесс выполнения программ и координирует взаимодействи е всех устройств ЭВМ во время её работы.
АЛУ выполняет арифметические и логические операции над данными . ( Быстродействие )
Запоминающее устройство - это внутренняя память процессора. Для ускорения работы с оперативной памятью используется кэш-память, в которую подкачиваются команды и данные из оперативной памяти, необходимые процессору для последующих операций. ( Разрядность )
ГТЧ генерирует электрические импульсы, синхронизирующие работу всех узлов. В ритме ГТЧ работает центральный процессор. ( Тактовая частота )
Intel Dual
Core e2180
( 2005 )
Чип i386
Intel Core i7
( 1990 )
( 2009-12г. )
usb
Universal Serial Bus - универсальная последовательная шина. Шина USB была разработана для облегчения подключения различных периферийных устройств к компьютеру, более того при физическом подключении конфигурирование подключаемого устройства происходит автоматически . Шина USB позволяет подключать последовательно более 127 устройств .
Основные две спецификации: USB 1.1 и USB 2.0 .. Скорость передачи данных по спецификации USB 1.1 достигает 12 Мбит/сек , по USB 2.0 - до 480 Мбит/сек . Самая современная спецификация – USB 3.0 , где максимально возможная скорость передачи данных была увеличена в десять раз - до 5 Гбит/с .
Звуковая плата (чип)
Звуковая плата (также называемая как звуковая карта , музыкальная плата) (англ. sound card ) — позволяет работать со звуком на компьютере.
В настоящее время звуковые карты бывают как встроенными в материнскую плату, так и отдельными платами расширения или как внешними устройствами. В последние годы производители материнских плат значительно улучшили качество обработки звука на встроенных чипах. На задней панели теперь можно встреть 6 или даже 8 аудиоразъёмов . Чтобы в них не запутаться главное помнить: розовый разъём предназначен для микрофона .
Блок
аудоиразъёмов
Чип,
отвечающий
за звук
Видеокарта
Видеока́рта ( видеоада́птер , графический ада́птер ) - устройство, преобразующее графический образ, хранящийся, как содержимое памяти компьютера или самого адаптера, в иную форму, предназначенную для дальнейшего вывода на экран монитора. В настоящее время эта функция утратила основное значение, и в первую очередь под графическим адаптером понимают устройство с графическим процессором - графический ускоритель, который и занимается формированием самого графического образа.
Современная видеокарта состоит из следующих частей:
- графический процессор;
- цифро-аналоговый преобразователь;
- система охлаждения;
- видеоконтроллер.
Подробнее в статье: «Видеокарта.»
Sata
SATA (англ. Serial ATA) - последовательный интерфейс обмена данными с накопителями информации (как правило, с жёсткими дисками и приводами гибких дисков ). SATA является развитием интерфейса ATA ( IDE ), который после появления SATA был переименован в PATA ( Parallel ATA ).
ATA (Advanced Technology Attachment, Присоединение по продвинутой технологии) - параллельный интерфейс подключения накопителей (жёстких дисков и оптических приводов) к компьютеру. В настоящее время вытеснен своим последователем - SATA.
Кабель для
передачи данных
по интерфейсу SATA
Способ подключения
жёсткого диска
SATA
ATA
Serial e-sata
eSATA ( External SATA ) — интерфейс подключения внешних устройств, поддерживающий режим «горячей замены» (англ. Hot-plug). Был создан несколько позже SATA (в середине 2004). Основные особенности eSATA :
- Разъёмы менее хрупкие и конструктивно рассчитаны на большее число подключений (~9000).
- Ограничен по длине кабеля данных (около 2 м ).
- Cкорость передачи данных выше USB и IEEE1394.
- Существенно меньше нагружается процессор .
Различие интерфейсов
eSATA и SATA
Кабель для подключения
по интерфейсу eSATA
Жёсткие диски
Накопи́тель на жёстких магни́тных ди́сках или НЖМД (англ. hard (magnetic) disk drive, HDD , HMDD), жёсткий диск, в компьютерном сленге « винче́стер » - запоминающее устройство произвольного доступа, основанное на принципе магнитной записи.
Информация в НЖМД записывается на жёсткие ( алюминиевые или стеклянные ) пластины, покрытые слоем ферромагнитного материала, чаще всего двуокиси хрома - магнитные диски. В НЖМД используется одна или несколько пластин на одной оси . Характеристики:
- Время произвольного доступа ;
- Скорость вращения шпинделя;
- Сопротивляемость ударам;
- Скорость передачи данных ;
- Потребление энергии;
- Интерфейс ;
- Ёмкость ;
- Размер;
- Надёжность;
- Объём буфера ;
- Количество операций ввода-вывода в секунду .
Оптические приводы
Опти́ческий при́вод - устройство, имеющее механическую составляющую, управляемую электронной схемой, и предназначенное для считывания и, (в некоторых моделях), записи информации с оптических носителей информации в виде пластикового диска с отверстием в центре ( компакт-диск , DVD и т. д.); процесс считывания/записи информации с диска осуществляется при помощи лазера . Существуют следующие типы приводов:
- привод DVD-ROM
- привод DVD-RW
- привод DVD-RW DL
- привод HD DVD/DVD RW
- привод HD DVD-ROM
- привод CD-ROM
- привод CD-RW
- привод BD-ROM
- привод BD-RE
- привод GD-ROM
Сетевая карта
Сетевая плата (также известная как сетевая карта , сетевой адаптер , Ethernet-адаптер , NIC (англ. network interface card , HBA)) - устройство, позволяющее компьютеру взаимодействовать с другими устройствами сети . Современные карты работают на скорости 100 Мбит/се к или 1 Гбит/cек . Современные компьютеры производятся с уже установленными сетевыми картами , однако для подключения старого компьютера может потребоваться ее отдельная установка. При подключении к сетевой карте провода локальной сети, на сетевой карте загорается и помигивает зелёный светодиод Link.
Внешняя
сетевая карта
Встроенные сетевые карты
(на рисунках показаны порты)
Сетевой
кабель
Специальные выходы
Оптический выход S/PDIF предназначен для передачи цифрового звука на аудио серверы и другие устройства.
Коаксиальный выход S/PDIF также применяется для передачи цифрового звука, но его передача осуществляется с помощью коаксиального кабеля по металлическому проводнику.
IEEE 1394 (FireWire) - последовательная высокоскоростная шина, предназначенная для обмена цифровой информацией.
итоги
Рассмотрели архитектуру ЭВМ и познакомились с устройствами , входящими в её состав .
Использованная литература
- Wikipedia
- www.nix.ru
- www.orbitmicro.com
- www.upweek.ru
- www.computerbild.ru
- sdelaycomputersam.ru
- 3Dnews.ru
Спасибо за внимание
Получите свидетельство
Вход
Устройство материнской платы (6.31 MB)
1
890
64
Нравится
0
