Στο προηγούμενο άρθρο εξετάστηκαν τα κύρια περιφερειακά υπολογιστών. Εάν δεν το έχετε διαβάσει, σας συνιστώ να το διαβάσετε πριν διαβάσετε αυτό το άρθρο. Συνιστώ επίσης να διαβάσετε σχετικά με τον τρόπο χρήσης του ιστότοπου. Σήμερα θα ανέβουμε στα «άγια των αγίων»: μονάδα του συστήματος ή " sistemnik"στην καθημερινή ζωή. Για να το καταλάβω, αποσυναρμολόγησα τη δική μου μονάδα συστήματος και τράβηξα φωτογραφίες, τις οποίες θα σας παρέχω ως οπτικό βοήθημα, ας πούμε, συσκευή μονάδας συστήματος σε εικόνες. Ας ξεκινήσουμε με εσωτερική συσκευή της μονάδας συστήματοςκαι μετά προχωρήστε προς τα έξω. Ας αρχίσουμε!

Αρχικά, αξίζει να αναφέρουμε ότι η μονάδα συστήματος σε σχήμα μπορεί να είναι οριζόντια (που ονομάζεται Desktop), η οποία βρίσκεται συνήθως κάτω από την οθόνη, ή κάθετη, η οποία ονομάζεται Tower (c αγγλικά "tower"). Η θήκη Tower, ανάλογα με το μέγεθος, μπορεί να είναι μεγάλη, midi και μίνι. Η πιο συνηθισμένη περίπτωση είναι ο μίνι πύργος, μπορείτε απλά να τον δείτε στις φωτογραφίες. Παρεμπιπτόντως, μπορείτε να ελέγξετε έξω συσκευή της μονάδας συστήματος του προσωπικού σας υπολογιστή, ωστόσο, πρέπει να είστε πολύ, πολύ προσεκτικοί και πρώτα να απενεργοποιήσετε εντελώς τον υπολογιστή και μόνο μετά να αρχίσετε να κάνετε κάτι. Συνιστάται να αποσυνδέσετε όλα τα καλώδια, αλλά εάν υπάρχουν προβλήματα με τη σύνδεσή τους, τότε είναι καλύτερα να μην το κάνετε. Θα μιλήσουμε για τη σύνδεση συσκευών στη μονάδα συστήματος σε μια σειρά άρθρων, έχοντας ασχοληθεί με τους εξωτερικούς συνδέσμους της μονάδας συστήματος. Εάν, για παράδειγμα, η μονάδα συστήματος πρέπει να αφαιρεθεί κάτω από το τραπέζι, τότε αυτό πρέπει να γίνει πολύ προσεκτικά, αποφεύγοντας κραδασμούς και κραδασμούς. Για να δω τι υπάρχει στη μονάδα συστήματος, πρέπει να αφαιρέσω το πλαϊνό κάλυμμα ξεβιδώνοντας 2 βίδες στον πίσω τοίχο, ωστόσο, ο σχεδιασμός της θήκης μπορεί να είναι πολύ διαφορετικός. Το κύριο πράγμα είναι να εξετάσετε προσεκτικά την υπόθεση και να καταλάβετε σε τι συνδέεται το κάλυμμα. Θα πρέπει να αφαιρεθεί χωρίς πολλή προσπάθεια, γι 'αυτό μην είστε με ζήλο. Έτσι, το κάλυμμα αφαιρείται, ας καταλάβουμε τι χρειάζεται για τι.

Ας ξεκινήσουμε με πλακέτα συστήματος , που λέγεται και μητρικός, και μερικές φορές ακόμη και στοργικά «μητέρα». Και δεν είναι περίεργο: είναι η μεγαλύτερη και (όπως αρμόζει σε μια μητέρα) παρακολουθεί μια ορδή άλλων συσκευών και συντονίζει τη δουλειά τους, μεταδίδει ένα σήμα από τη μία στην άλλη. Δεν είναι δύσκολο να το βρεις, η μητρική, όπως είπα, είναι μεγάλη. Στη φωτογραφία επισημαίνεται με πράσινο πλαίσιο και σημειώνεται με τον αριθμό (1) στη γωνία.

Κάτω από τον αριθμό (2) ο επεξεργαστής είναι κρυμμένος στη μονάδα συστήματος. Πραγματικά κρύβεται, γιατί στη φωτογραφία δεν φαίνεται καθόλου. Ωστόσο, μοιάζει με αυτό:

- Πρόκειται για μια πέτρα πυριτίου ειδικά καλλιεργημένης, στην οποία, επιπλέον, υπάρχουν απίστευτα πολλά άλλα στοιχεία: τρανζίστορ που συνδέονται μεταξύ τους. Ο επεξεργαστής είναι ένα είδος «εγκεφάλου», γιατί επεξεργάζεται τις εισερχόμενες πληροφορίες. Ένα από τα πιο σημαντικά χαρακτηριστικά του είναι η συχνότητα ρολογιού, που είναι ο αριθμός των απλούστερων (στοιχειωδών) πράξεων που μπορεί να εκτελέσει ανά μονάδα χρόνου (δευτερόλεπτο). Μετριέται σε MHz (megahertz - δηλαδή σε εκατομμύρια Hertz) ή GHz (gigahertz - δισεκατομμύρια Hertz). Πολλά, σωστά; Μπορείτε συνήθως να δείτε αυτούς τους αριθμούς στην περιγραφή του υπολογιστή που αγοράσατε ή στην ανακοίνωση πώλησης. Για παράδειγμα 3000 MHz. Οι πιο κοινές μάρκες επεξεργαστών είναι η Intel και η AMD. Κατά τη λειτουργία, ο επεξεργαστής θερμαίνεται, επομένως είναι εγκατεστημένος σε αυτόν σώμα καλοριφέρ, που αφαιρεί όλη αυτή τη θερμότητα, και τοποθετείται και από πάνω ψυγείο- Αυτός είναι ένας μικρός ανεμιστήρας που οδηγεί τον αέρα και ψύχει το ψυγείο. Απλώς το βλέπετε κάτω από τον αριθμό (2), και κάτω από αυτό είναι αισθητό ένα καλοριφέρ. Ας δούμε ξανά μια μεγαλύτερη φωτογραφία:

Ο υπολογιστής λειτουργεί με πληροφορίες, επομένως πρέπει να αποθηκευτεί κάπου. Ας κάνουμε μια αναλογία με ένα άτομο: υπάρχουν πράγματα που χρειαζόμαστε μόνο κατά τη διάρκεια της εργασίας, για παράδειγμα, μια φόρμουλα. Δεν είναι απαραίτητο να το θυμόμαστε, και είναι αδύνατο να κρατήσουμε τα πάντα στο κεφάλι μας, έτσι είναι γραμμένο κάπου σε ένα βιβλίο ή σε σημειωματάριο. Το ίδιο και ένας υπολογιστής: αποθηκεύει όλα τα δεδομένα σε μονάδες δίσκου και όταν ορισμένα δεδομένα χρειάζονται για εργασία και πρέπει να χρησιμοποιηθούν, τα φορτώνει σε ΕΜΒΟΛΟ(RAM - μνήμη τυχαίας προσπέλασης). Είναι το νούμερο (3) στην ομαδική φωτογραφία. Φορτώνει επειδή είναι πιο γρήγορο να δουλεύεις μαζί του, επειδή αυτή η μνήμη είναι πολύ γρήγορη. Όταν ο υπολογιστής είναι απενεργοποιημένος, δεν υπάρχει τίποτα σε αυτή τη μνήμη, όλα σβήνονται, όπως και τα δικά μας, όταν κοιμόμαστε - δεν μπορούμε να σκεφτούμε αυτή τη στιγμή. Και αυτή τη στιγμή, οι πληροφορίες στον υπολογιστή βρίσκονται μόνο στις μονάδες δίσκου.

Κάτω από τους χαρακτηρισμούς (7α) και (7β) και επισημαίνονται με κίτρινο χρώμα, απλά σκληροι ΔΙΣΚΟΙ . Ο σκληρός δίσκος ονομάζεται επίσης σκληρός δίσκος, και στην καθημερινότητα «βίδα» ή «σκούπα». Αποθηκεύει δεδομένα ακόμα και όταν ο υπολογιστής είναι απενεργοποιημένος. Χαρακτηρίζονται από πολλές παραμέτρους, αλλά πρέπει να έχετε κατά νου μόνο τον τόμο, που δείχνει πόσα δεδομένα μπορούν να γραφτούν εκεί, και την ταχύτητα πρόσβασης. Αξίζει όμως να γνωρίσουμε τις μονάδες μέτρησης της πληροφορίας σε ξεχωριστό άρθρο, ενώ το παραλείπουμε. Ας δούμε Winchesterπιο κοντά από μέσα.

Μπορούμε επίσης να δούμε τα καλώδια. Φυσικά, κάθε συσκευή χρειάζεται ηλεκτρική ενέργεια, επομένως η κάθε συσκευή έχει ένα καλώδιο τροφοδοσίας από παροχή ηλεκτρικού ρεύματος, το οποίο θα συζητηθεί παρακάτω. Και επίσης μπορείτε να δείτε ένα τόσο φαρδύ καλώδιο, στην εικόνα υπογράφεται ως "καλώδιο IDE". Μην φοβάστε, πρέπει μόνο να ξέρετε ότι υπάρχει σκληρός δίσκος IDE και SATA, εξαρτάται από το πώς συνδέονται μητρική πλακέτα , δεν θα μπούμε σε λεπτομέρειες, αλλά το τελευταίο έχει πολύ στενότερο καλώδιο. Οι πληροφορίες μεταδίδονται μέσω αυτού του καλωδίου.

Έτσι, ανακαλύψαμε ότι υπάρχει ΕΜΒΟΛΟ, στο οποίο φορτώνονται δεδομένα όπως απαιτείται όταν ο υπολογιστής εκτελείται από οδηγώόπου είναι μόνιμα αποθηκευμένο. Όταν όμως ανάβει ο υπολογιστής χρειάζεται εντολές, γιατί η RAM του είναι άδεια! Φανταστείτε ότι ξυπνάτε και το κεφάλι σας είναι άδειο! Για να γίνει αυτό, ο υπολογιστής έχει Μνήμη μόνο για ανάγνωση (ROM). Περιέχει βασικά προγράμματα που ελέγχουν την κατάσταση του συστήματος και την ετοιμότητά του για λειτουργία και καθιστούν δυνατή την αλληλεπίδραση με την οθόνη, σκληρός δίσκος, πληκτρολόγιο, μονάδα δίσκου. Όλα αυτά τα προγράμματα σχηματίζονται βασικό σύστημα εισόδου-εξόδου (BIOS - Basic Input Output System). Όταν ανοίγετε τον υπολογιστή, βλέπετε αμέσως τη λειτουργία αυτού του πιο βασικού συστήματος: αυτά είναι εκείνα τα λευκά γράμματα και οι αριθμοί σε μαύρο φόντο.

Εάν δώσατε προσοχή, τότε ακόμα κι αν ο υπολογιστής είναι απενεργοποιημένος για μεγάλο χρονικό διάστημα, η ημερομηνία και η ώρα παραμένουν σωστές. Αυτό οφείλεται σε ένα άλλο μικροτσίπ CMOS, στο οποίο αποθηκεύονται αυτά τα δεδομένα και τα δεδομένα σχετικά με το υλικό του υπολογιστή, το μικροκύκλωμα μεταφέρει πρόθυμα αυτά τα δεδομένα στο BIOS, μετά από το οποίο εκκινείται ο υπολογιστής. Η μητρική έχει μπαταρία, χάρη στο οποίο δεν χάνονται δεδομένα στο CMOS. Διαρκεί για μερικά χρόνια, μερικές φορές πρέπει να αλλάξεις.

Σε αυτήν την εικόνα, μπορείτε απλώς να δείτε 2 μπλοκ μνήμης RAM και μια δωρεάν υποδοχή για άλλη μία. Η μπάρα απλά εισάγεται εκεί και σφίγγεται στα πλάγια με θήκες. Μπορείτε να τα δείτε στην εικόνα, είναι λευκά, και στη γενική φωτογραφία είναι αριθμημένα (3). Αριστερά, κάτω από την κάτω μπάρα της μνήμης RAM, υπάρχει απλώς μια ψύκτρα επεξεργαστή και από πάνω φαίνεται μέρος του ψυγείου.

Ας δούμε περαιτέρω, τι είναι ενδιαφέρον μέσα μονάδα συστήματος ενός προσωπικού υπολογιστή. Εδώ στην επόμενη φωτογραφία μπορείτε να δείτε αυτή την μπαταρία, χάρη στην οποία ο χρόνος περνάει στον υπολογιστή ακόμα κι αν είναι απενεργοποιημένος. Η φωτογραφία δείχνει τις υποδοχές στις οποίες μπορείτε να εισάγετε άλλες χρήσιμες συσκευές.

Για παράδειγμα, στο επάνω μέρος αυτής της φωτογραφίας βλέπετε μια πλακέτα δικτύου. Στη γενική φωτογραφία είναι με αριθμό (5). Χρειάζεται για να μπορείτε να συνδέσετε πολλούς υπολογιστές μεταξύ τους, ώστε να μπορούν να ανταλλάσσουν πληροφορίες μεταξύ τους.

Παρακάτω βλέπετε κάρτα γραφικών (προσαρμογέας βίντεο), είναι το νούμερο (4) στη γενική φωτογραφία. Απαιτείται για να σχηματιστεί και να εμφανιστεί μια εικόνα στην οθόνη.

Φυσικά, μπορεί να μην υπάρχει τέτοιος βραχίονας, η κάρτα βίντεο μπορεί να ενσωματωθεί στη μητρική πλακέτα, αλλά αν χρειάζεστε πολύ καλύτερη εικόνα, εάν πρέπει να μπορείτε να παίξετε σύγχρονα παιχνίδια, τότε φυσικά οι δυνατότητες του ενσωματωμένου στην κάρτα γραφικών δεν αρκούν. Η κάρτα γραφικών έχει τη δική της μνήμη, όπως η RAM. Επίσης, οι ισχυρές κάρτες γραφικών έχουν τη δική τους ψύκτρα και ψυγείο, επειδή αυτοί οι σκληροί εργάτες θερμαίνονται εξαιρετικά.

Σε μία από αυτές τις δωρεάν κουλοχέρηδες θα μπορούσε να εγκατασταθεί και κάρτα ήχουΩστόσο, το έχω ενσωματωμένο στη μητρική πλακέτα. Οι μηχανικοί ήχου και οι λάτρεις της μουσικής και όλοι όσοι αγαπούν τον ήχο υψηλής ποιότητας, φυσικά, παίρνουν μια τέτοια κάρτα.

Μην το αγνοήσετε αυτό σημαντική συσκευήΠως μονάδα ισχύος. Ο αριθμός (6) στο γενικό σχέδιο και ακριβώς μπροστά σας στην επόμενη φωτογραφία.

Αυτός ο τεράστιος σύντροφος ασχολείται με τη διανομή ενέργειας μεταξύ όλων των συσκευών. Η ισχύς, φυσικά, πρέπει να είναι σταθερή και η μονάδα πρέπει να είναι ισχυρή. Έχω 300 watt, αλλά ο υπολογιστής είναι αρκετά παλιός. Τώρα υπάρχει περισσότερη δύναμη, γιατί υπάρχουν και ανάγκες. Η μονάδα συστήματος έχει ακόμη και το δικό της ψυγείο. Θα το δούμε στο επόμενο άρθρο, όπου θα δούμε την «εμφάνιση» της μονάδας συστήματος.

Και τέλος, έχουμε ακόμα αρκετές συσκευές που σας επιτρέπουν επίσης να αποθηκεύετε πληροφορίες σε μονάδες δίσκου.

Μονάδα CD/DVD. Ο αριθμός 9 στη γενική φωτογραφία και σε κοντινό πλάνο ακριβώς πάνω από αυτό το κείμενο. Σας επιτρέπει να γράφετε και να διαβάζετε πληροφορίες χρησιμοποιώντας λέιζερ σε δίσκους. Θα συζητηθούν λεπτομερέστερα στο άρθρο σχετικά με την αποθήκευση πληροφοριών. Έρχεται επίσης με ένα καλώδιο τροφοδοσίας και ένα καλώδιο μέσω του οποίου μεταδίδονται πληροφορίες. Το κύριο χαρακτηριστικό είναι η ταχύτητα ανάγνωσης δεδομένων.

Σε ορισμένα σημεία των υπολογιστών υπήρχαν ακόμη επιμήκεις υποδοχές μπροστά από τη μονάδα συστήματος. Αυτή είναι μια μονάδα δισκέτας (FDD). Οι δισκέτες δεν χρησιμοποιούνται πλέον σχεδόν πουθενά λόγω της χαμηλής τους χωρητικότητας (δηλαδή περιέχουν λίγες πληροφορίες).

Λοιπόν, μια επιθεώρηση blitz των εσωτερικών χώρων μονάδα συστήματος υπολογιστήπεπερασμένος. Κλείνουμε το καπάκι του, βιδώνουμε τις βίδες, ήρθε η ώρα να τα συνδέσουμε όλα πίσω και να πιάσουμε δουλειά!

Έτσι, από αυτό το άρθρο μάθατε:

Πως το μπλοκ συστήματος είναι διατεταγμένοτι υπάρχει μέσα του

• πώς μοιάζουν και σε τι χρησιμεύουν εξαρτήματα μονάδας συστήματος

Ινστιτούτο τεχνολογίας

Ομοσπονδιακό Κρατικό Αυτόνομο Εκπαιδευτικό Ίδρυμα

ανώτερη επαγγελματική εκπαίδευση

"Southern Federal University" στο Taganrog

Σχολή Διοίκησης Οικονομικών και Κοινωνικών Συστημάτων

Υπουργείο Πολιτείας και Δημοτικού Δικαίου και Διοίκησης

Εκθεση ΙΔΕΩΝ

"Εσωτερικές συσκευές της μονάδας συστήματος υπολογιστή"

Εκτελείται από μαθητή MZ-70 Rudenko E.I.

τετραγωνισμένος Tyushnyakov V.N.

Taganrog 2011

Στόχος.

Ο σκοπός της συγγραφής αυτής της έκθεσης είναι να μελετήσει τα εσωτερικά της μονάδας συστήματος υπολογιστή και τις κύριες ιδιότητες και χαρακτηριστικά τους. Αποκτήστε επίσης βασικές γνώσεις σχετικά με τη λειτουργία ορισμένων στοιχείων.

Γενικές πληροφορίες.

Η μονάδα συστήματος είναι ο κύριος κόμβος μέσα στον οποίο είναι εγκατεστημένα τα πιο σημαντικά στοιχεία. Οι συσκευές που βρίσκονται μέσα στη μονάδα συστήματος ονομάζονται εσωτερικές και οι συσκευές που συνδέονται με αυτήν από έξω ονομάζονται εξωτερικές. Οι εξωτερικές πρόσθετες συσκευές που έχουν σχεδιαστεί για είσοδο, έξοδο και μακροπρόθεσμη αποθήκευση δεδομένων ονομάζονται επίσης περιφερειακές.

Με εμφάνισηΤα μπλοκ συστήματος διαφέρουν ως προς το σχήμα της θήκης. Οι θήκες προσωπικών υπολογιστών παράγονται σε οριζόντια (επιτραπέζια) και κάθετη (πύργος) εκδόσεις. Οι θήκες με κατακόρυφο σχεδιασμό διακρίνονται από διαστάσεις: πλήρους μεγέθους (μεγάλος πύργος), μεσαίου μεγέθους (midi tower) και μικρού μεγέθους (mini tower). Ανάμεσα στις θήκες που έχουν οριζόντια σχεδίαση, υπάρχουν οι flat και extra flat (slim).

Εκτός από το σχήμα, μια παράμετρος που ονομάζεται παράγοντας μορφής είναι σημαντική για την περίπτωση. Οι απαιτήσεις για τις φιλοξενούμενες συσκευές εξαρτώνται από αυτό. Πρώην στεγαστικό πρότυπο προσωπικούς υπολογιστέςήταν ο παράγοντας μορφής L G, επί του παρόντος χρησιμοποιούνται κυρίως περιπτώσεις παράγοντα μορφής ATX. Ο παράγοντας μορφής της θήκης πρέπει απαραίτητα να είναι συνεπής με τον παράγοντα μορφής της κύριας πλακέτας (συστήματος) του υπολογιστή, της λεγόμενης μητρικής πλακέτας (βλ. παρακάτω).

Οι θήκες προσωπικών υπολογιστών παρέχονται με τροφοδοτικό, και έτσι η ισχύς του τροφοδοτικού είναι επίσης μία από τις παραμέτρους της θήκης. Για μαζικά μοντέλα, η παροχή ρεύματος 250-300 W είναι επαρκής.

Εσωτερικές συσκευές της μονάδας συστήματος

Μητρική πλακέτα

Η μητρική πλακέτα είναι η κύρια πλακέτα ενός προσωπικού υπολογιστή. Περιέχει:

• επεξεργαστής - το κύριο τσιπ που εκτελεί το μεγαλύτερο μέρος των μαθηματικών
  και λογικές πράξεις.
• σετ μικροεπεξεργαστή (chipset) - ένα σύνολο τσιπ που ελέγχουν τη λειτουργία των εσωτερικών συσκευών ενός υπολογιστή και καθορίζουν την κύρια λειτουργικότητα της μητρικής πλακέτας.
• ελαστικά - σετ αγωγών μέσω των οποίων ανταλλάσσονται σήματα μεταξύ τους
  εσωτερικές συσκευές του υπολογιστή·
• μνήμη τυχαίας πρόσβασης (μνήμη τυχαίας πρόσβασης, RAM) - σετ
  τσιπ σχεδιασμένα για προσωρινή αποθήκευση δεδομένων όταν ο υπολογιστής είναι ενεργοποιημένος.
• Το ROM (Read Only Memory) είναι ένα μικροτσίπ σχεδιασμένο να
  για μακροπρόθεσμη αποθήκευση δεδομένων, ακόμη και όταν ο υπολογιστής είναι απενεργοποιημένος·
• υποδοχές για τη σύνδεση πρόσθετων συσκευών (υποδοχές).

Οι συσκευές που περιλαμβάνονται στη μητρική πλακέτα θα εξεταστούν ξεχωριστά.

HDD

HDD - η κύρια συσκευή για μακροχρόνια αποθήκευση μεγάλων ποσοτήτων δεδομένων και προγραμμάτων. Στην πραγματικότητα, δεν πρόκειται για έναν δίσκο, αλλά για μια ομάδα προκατασκευασμένων δίσκων που έχουν μαγνητική επίστρωση και περιστρέφονται με μεγάλη ταχύτητα. Έτσι, αυτός ο «δίσκος» δεν έχει δύο επιφάνειες.

Πάνω από κάθε επιφάνεια υπάρχει μια κεφαλή για ανάγνωση και εγγραφή δεδομένων. Σε υψηλές ταχύτητες περιστροφής δίσκου (90-250 σ.α.λ.), σχηματίζεται ένα αεροδυναμικό μαξιλάρι στο κενό μεταξύ της κεφαλής και της επιφάνειας και η κεφαλή αιωρείται πάνω από τη μαγνητική επιφάνεια σε ύψος αρκετών χιλιοστών του χιλιοστού. Όταν αλλάζει η ισχύς του ρεύματος που διαρρέει την κεφαλή, αλλάζει η ισχύς του δυναμικού μαγνητικού πεδίου στο διάκενο, γεγονός που προκαλεί αλλαγές στο σταθερό μαγνητικό πεδίο των σιδηρομαγνητικών σωματιδίων που σχηματίζουν την επίστρωση του δίσκου. Έτσι γράφονται τα δεδομένα στον μαγνητικό δίσκο.

Η λειτουργία ανάγνωσης γίνεται με αντίστροφη σειρά. Τα μαγνητισμένα σωματίδια επίστρωσης που κινούνται με υψηλή ταχύτητα κοντά στην κεφαλή προκαλούν EMF αυτοεπαγωγής σε αυτήν. Τα ηλεκτρομαγνητικά σήματα που προκύπτουν σε αυτή την περίπτωση ενισχύονται και μεταδίδονται για επεξεργασία.

Διαχείριση εργασιών σκληρός δίσκοςεκτελεί μια ειδική λογική συσκευή υλικού - ελεγκτής σκληρού δίσκου.Στο παρελθόν, ήταν ένα ξεχωριστό θυγατρική σανίδα,που ήταν συνδεδεμένο σε μία από τις ελεύθερες υποδοχές της μητρικής πλακέτας. Προς το παρόν, οι λειτουργίες των ελεγκτών δίσκων είναι εν μέρει ενσωματωμένες στο HDD, και εκτελούνται εν μέρει από μικροκυκλώματα που περιλαμβάνονται στο κιτ μικροεπεξεργαστή (chipset).

μονάδα δισκέτας

Οι πληροφορίες σε έναν σκληρό δίσκο μπορούν να αποθηκευτούν για χρόνια, αλλά μερικές φορές χρειάζεται να μεταφερθούν από τον έναν υπολογιστή στον άλλο. Παρά το όνομά του, ένας σκληρός δίσκος είναι μια πολύ εύθραυστη συσκευή που είναι ευαίσθητη σε υπερφορτώσεις, κραδασμούς και κραδασμούς. Θεωρητικά, είναι δυνατή η μεταφορά πληροφοριών από τον ένα χώρο εργασίας στον άλλο με τη μεταφορά ενός σκληρού δίσκου, και σε ορισμένες περιπτώσεις συμβαίνει, αλλά και πάλι αυτή η τεχνική θεωρείται χαμηλής τεχνολογίας, καθώς απαιτεί ιδιαίτερη προσοχή και ορισμένα προσόντα.

Για γρήγορη μεταφορά μικρούς όγκουςπληροφορίες χρησιμοποιούνται από το λεγόμενο δισκέτες(δισκέτες), οι οποίες εισάγονται σε ειδική μονάδα δίσκου - οδηγώ.Η είσοδος της μονάδας βρίσκεται στον μπροστινό πίνακα της μονάδας συστήματος. Η σωστή κατεύθυνση τροφοδοσίας της δισκέτας σημειώνεται με ένα βέλος στο πλαστικό κάλυμμά της.

Οι κύριες παράμετροι των δισκέτας είναι: τεχνολογικό μέγεθος (μετρούμενο σε ίντσες), πυκνότητα εγγραφής (μετρούμενη σε πολλαπλάσια) και πλήρης χωρητικότητα.

Πρώτος υπολογιστής IBM Η/Υ(ο πρόγονος της πλατφόρμας) κυκλοφόρησε το 1981. Ήταν δυνατή η σύνδεση μιας εξωτερικής μονάδας χρησιμοποιώντας δισκέτες μονής όψης με διάμετρο 5,25 ιντσών σε αυτήν. Η χωρητικότητα του δίσκου ήταν 160 KB. Την επόμενη χρονιά εμφανίστηκαν παρόμοιοι δίσκοι διπλής όψης χωρητικότητας 320 KB. Ξεκινώντας το 1984, κατασκευάστηκαν δισκέτες 5,25 ιντσών (1,2 MB) υψηλής πυκνότητας. Αυτές τις μέρες δεν χρησιμοποιούνται δίσκοι 5,25 ιντσών, επομένως η παραγωγή και η χρήση των αντίστοιχων δίσκων έχει πρακτικά σταματήσει από τα μέσα της δεκαετίας του '90.

Οι δισκέτες 3,5" παράγονται από το 1980. Δίσκος μονής όψης κανονική πυκνότηταείχε χωρητικότητα 180 KB, διπλής όψης - 360 KB, και διακόσια διπλής πυκνότητας ronny - 720 KB. Οι τροχοί 3,5" είναι πλέον στάνταρ. υψηλής πυκνότητας.Έχουν χωρητικότητα 1440 KB (1,4 MB) και επισημαίνονται με τα γράμματα HD ( υψηλός πυκνότητα - υψηλής πυκνότητας).

Μονάδα CD CD - ROM

Κατά την περίοδο 1994-1995, οι μονάδες δισκέτας 5,25 ιντσών δεν περιλαμβάνονταν πλέον στη βασική διαμόρφωση των προσωπικών υπολογιστών, αλλά αντίθετα η εγκατάσταση μιας μονάδας δίσκου θεωρούνταν τυπική. CD - ROM , έχουν τις ίδιες εξωτερικές διαστάσεις.

Συντομογραφία CD - ROM ( Συμπαγής Δίσκος ανάγνωση - Μόνο Μνήμη ) μεταφράστηκε στα ρωσικά ως posto καθαρή συσκευή αποθήκευσης βασισμένο σε CD.Η αρχή λειτουργίας αυτής της συσκευής είναι η ανάγνωση αριθμητικών δεδομένων χρησιμοποιώντας μια δέσμη λέιζερ που ανακλάται από την επιφάνεια του δίσκου. Η ψηφιακή εγγραφή σε ένα CD διαφέρει από την εγγραφή σε μαγνητικούς δίσκους σε πολύ υψηλή πυκνότητα και ένα τυπικό CD μπορεί να αποθηκεύσει περίπου 650 MB δεδομένων.

Οι μεγάλες ποσότητες δεδομένων είναι τυπικές για πληροφορίες πολυμέσων(γραφικά, μουσική, βίντεο), άρα οι δίσκοι CD - ROMαναφέρεται ως υλικό πολυμέσων. Τα προϊόντα λογισμικού που διανέμονται σε CD ονομάζονται εκδόσεις πολυμέσων.Σήμερα, οι εκδόσεις πολυμέσων κερδίζουν ολοένα και ισχυρότερη θέση μεταξύ άλλων μέσων. παραδοσιακά είδηδημοσιεύσεις. Έτσι, για παράδειγμα, υπάρχουν βιβλία, άλμπουμ, εγκυκλοπαίδειες, ακόμη και περιοδικά (ηλεκτρονικά περιοδικά) που εκδίδονται από επί CD - ROM .

Το κύριο μειονέκτημα των τυπικών μονάδων δίσκου CD - ROMείναι η αδυναμία εγγραφής δεδομένων, αλλά παράλληλα με αυτά σήμερα υπάρχουν και CD burners - drive drives CD - RW . Για την εγγραφή, χρησιμοποιούνται ειδικά κενά. Ορισμένα από αυτά επιτρέπουν μόνο μία φορά εγγραφή (μετά την εγγραφή, ο δίσκος μετατρέπεται σε κανονικό CD CD - ROM , μόνο για ανάγνωση), άλλα σας επιτρέπουν να διαγράψετε προηγουμένως εγγεγραμμένες πληροφορίες και να εγγράψετε ξανά.

Η κύρια παράμετρος των μονάδων δίσκου CD - ROMείναι η ταχύτητα ανάγνωσης δεδομένων. Μετριέται σε πολλαπλάσια. Η μονάδα μέτρησης είναι η ταχύτητα ανάγνωσης μουσικών CD, η οποία, όσον αφορά τα δεδομένα, είναι 150 Kb / s.

Κάρτα βίντεο (προσαρμογέας βίντεο)

Μαζί με οθόνη κάρτα βίντεομορφές υποσύστημα βίντεοπροσωπικός υπολογιστής. Η κάρτα γραφικών δεν ήταν πάντα στοιχείο υπολογιστή. Στην αυγή της ανάπτυξης των προσωπικών υπολογιστών, στη γενική περιοχή της RAM, υπήρχε ένα μικρό ειδικό μνήμη οθόνης,στο οποίο ο επεξεργαστής εισήγαγε τα δεδομένα εικόνας. Ειδικός ελεγκτής οθόνηςανάγνωση δεδομένων σχετικά με τη φωτεινότητα μεμονωμένων σημείων της οθόνης απόκύτταρα μνήμης αυτής της περιοχής και, σύμφωνα με αυτά, έλεγχε τη σάρωση της οριζόντιας δέσμης του ηλεκτρονίου του όπλου της οθόνης.

Με τη μετάβαση από τις ασπρόμαυρες οθόνες στις έγχρωμες και με την αύξηση άδειες οθόνη(ο αριθμός των κουκκίδων κάθετα και οριζόντια) η περιοχή της μνήμης βίντεο έγινε ανεπαρκής για την αποθήκευση δεδομένων γραφικών και ο επεξεργαστής δεν μπορούσε πλέον να αντιμετωπίσει την κατασκευή και την ενημέρωση της εικόνας. Στη συνέχεια, υπήρχε μια επιλογή όλων των λειτουργιών που σχετίζονται με τη διαχείριση οθόνης, σε ένα ξεχωριστό μπλοκ, που ονομάζεται προσαρμογέας βίντεο.Φυσικά, ο προσαρμογέας βίντεο είναι κατασκευασμένος με τη μορφή ξεχωριστού θυγατρική αμοιβές,που εισάγεται σε μια από τις υποδοχές της μητρικής πλακέτας και καλείται βίντεο κάρτα.Ο προσαρμογέας βίντεο έχει αναλάβει ελεγκτής βίντεο, επεξεργαστής βίντεοΚαι μνήμη βίντεο.

Κατά τη διάρκεια της ύπαρξης προσωπικών υπολογιστών, πολλά πρότυπα προσαρμογέα βίντεο έχουν αλλάξει: MDA (μονόχρωμος)] CGA (4 χρωματιστά)", ΕΓΑ (16 χρωματιστά); VGA (256 χρωματιστά).Προσαρμογείς βίντεο που χρησιμοποιούνται αυτήν τη στιγμή SVGA , Παρέχοντας δυνατότητα επιλογής αναπαραγωγής έως και 16,7 εκατομμυρίων χρωμάτων με δυνατότητα τυχαίας επιλογής ανάλυσης οθόνης από ένα τυπικό εύρος τιμών​​(640x480, 800x600, 1024x768, 1152x864; 1280x1024 pixel και πέρα).

Ανάλυση της οθόνηςείναι ένα από τις πιο σημαντικές παραμέτρουςυποσυστήματα βίντεο. Όσο υψηλότερο είναι, τόσο περισσότερες πληροφορίες μπορούν να εμφανιστούν στην οθόνη, αλλά το μικρότερο μέγεθοςκάθε μεμονωμένο σημείο και, κατά συνέπεια, όσο μικρότερο είναι το ορατό μέγεθος των στοιχείων της εικόνας.

Κάρτα ήχου

Η κάρτα ήχου ήταν μια από τις πιο πρόσφατες βελτιώσεις στον προσωπικό υπολογιστή. Είναι εγκατεστημένο σε μία από τις υποδοχές της μητρικής πλακέτας ως θυγατρική κάρτα. Καιεκτελεί υπολογιστικές πράξεις που σχετίζονται με την επεξεργασία ήχου, ομιλίας, μουσικής. Ο ήχος αναπαράγεται μέσω εξωτερικών ηχείων που είναι συνδεδεμένα στην έξοδο της κάρτας ήχου. Μια ειδική υποδοχή σάς επιτρέπει να στέλνετε ένα σήμα ήχου σε έναν εξωτερικό ενισχυτή. Υπάρχει επίσης μια υποδοχή μικροφώνου που σας επιτρέπει να ηχογραφείτε ομιλία ή μουσική και να την αποθηκεύετε στον σκληρό σας δίσκο για μεταγενέστερη επεξεργασία και χρήση.

Η κύρια παράμετρος της κάρτας ήχου είναι το βάθος του κομματιού,που καθορίζει τον αριθμό των bit που χρησιμοποιούνται κατά τη μετατροπή σημάτων από αναλογική σε ψηφιακή μορφή και αντίστροφα. Όσο μεγαλύτερο είναι το βάθος bit, όσο χαμηλότερο είναι το σφάλμα που σχετίζεται με την ψηφιοποίηση, τόσο υψηλότερη είναι η ποιότητα του ήχου. Ελάχιστη απαίτησησήμερα είναι 16 bit και οι πιο συνηθισμένες είναι οι συσκευές 32 bit και 64 bit.

Στον τομέα της αναπαραγωγής ήχου, η τυποποίηση είναι η πιο δύσκολη. Ελλείψει ενιαίων κεντρικών προτύπων, οι συσκευές που είναι συμβατές με τη συσκευή έχουν γίνει το de facto πρότυπο. εκτοξευτήρα ήχου , εμπορικό σήμα που ανήκει στην εταιρεία Δημιουργικός Εργαστήρια .

Πρόσφατα, η επεξεργασία ήχου θεωρείται ως μια σχετικά απλή λειτουργία, η οποία, λόγω της αυξημένης ισχύος του επεξεργαστή, μπορεί να ανατεθεί και σε αυτήν. Ελλείψει αυξημένων απαιτήσεων για ποιότητα ήχου, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ολοκληρωμένα συστήματα ήχουστις οποίες οι λειτουργίες επεξεργασίας ήχου εκτελούνται από τον κεντρικό επεξεργαστή και τα τσιπ της μητρικής πλακέτας. Σε αυτήν την περίπτωση, τα ηχεία ή άλλη συσκευή αναπαραγωγής ήχου είναι συνδεδεμένα στις υποδοχές που είναι εγκατεστημένες απευθείας στη μητρική πλακέτα.

Συστήματα που βρίσκονται στη μητρική πλακέτα

ΕΜΒΟΛΟ

RAM ( ΕΜΒΟΛΟ - Τυχαίος Πρόσβαση Μνήμη ) - είναι μια σειρά από κρυσταλλικά κύτταρα ικανά να αποθηκεύουν δεδομένα. Υπάρχουν πολλοί διαφορετικοί τύποι RAM, αλλά όσον αφορά τη φυσική αρχή λειτουργίας, διακρίνονται δυναμική μνήμη ( ΔΡΑΜΙ ) Και στατική μνήμη ( SRAM ).

Δυναμικά κύτταρα μνήμης ( ΔΡΑΜΙ ) μπορούν να αναπαρασταθούν ως μικροπυκνωτές ικανοί να συσσωρεύουν φορτίο στις πλάκες τους. Αυτός είναι ο πιο κοινός και οικονομικά διαθέσιμος τύπος μνήμης. Τα μειονεκτήματα αυτού του τύπου συνδέονται, πρώτον, με το γεγονός ότι οι μεταβατικές διεργασίες είναι αναπόφευκτες τόσο κατά τη φόρτιση όσο και κατά την εκφόρτιση των πυκνωτών, δηλαδή η εγγραφή δεδομένων είναι σχετικά αργή. Το δεύτερο σημαντικό μειονέκτημα σχετίζεται με το γεγονός ότι τα φορτία των κυττάρων τείνουν να διαχέονται στο χώρο και μάλιστα πολύ γρήγορα. Εάν η μνήμη RAM δεν "επαναφορτίζεται", η απώλεια δεδομένων συμβαίνει μετά από μερικά εκατοστά του δευτερολέπτου. Για την καταπολέμηση αυτού του φαινομένου, μια σταθερή αναγέννηση (ανανέωση, επαναφόρτιση)κύτταρα μνήμης. Η αναγέννηση πραγματοποιείται αρκετές δεκάδες φορές το δευτερόλεπτο και προκαλεί σπατάλη πόρων του υπολογιστικού συστήματος.

Κύτταρα στατικής μνήμης ( SRAM ) μπορεί να αναπαρασταθεί ως ηλεκτρονικά ιχνοστοιχεία - εναύσματα,που αποτελείται από πολλά τρανζίστορ. Η σκανδάλη δεν αποθηκεύει το φορτίο, αλλά την κατάσταση (on/off),Επομένως, αυτός ο τύπος μνήμης παρέχει υψηλότερη απόδοση, αν και είναι τεχνολογικά πιο περίπλοκος και, κατά συνέπεια, πιο ακριβός.

Τα δυναμικά τσιπ μνήμης χρησιμοποιούνται ως κύρια μνήμη RAM ενός υπολογιστή. Τα τσιπ στατικής μνήμης χρησιμοποιούνται ως βοηθητική μνήμη (τα λεγόμενα προσωρινή μνήμη)σχεδιασμένο για τη βελτιστοποίηση της απόδοσης του επεξεργαστή.

Κάθε κελί μνήμης έχει τη δική του διεύθυνση, η οποία εκφράζεται ως αριθμός. Στους περισσότερους σύγχρονους επεξεργαστές, το όριο διευθύνσεων είναι συνήθως 32 bit, πράγμα που σημαίνει ότι μπορεί να υπάρχουν συνολικά 2 32 ανεξάρτητες διευθύνσεις. Ένα διευθυνσιοδοτούμενο κελί περιέχει οκτώ δυαδικά κελιά στα οποία μπορούν να αποθηκευτούν 8 bit, δηλαδή ένα byte δεδομένων.

Έτσι, σε σύγχρονους υπολογιστέςδυνατόν απευθείας διευθυνσιοδότησησε ένα πεδίο μνήμης μεγέθους 2 32 byte = 4 GB. Ωστόσο, αυτό δεν σημαίνει καθόλου ότι αυτή είναι η ποσότητα μνήμης RAM που πρέπει να υπάρχει στον υπολογιστή. Το μέγιστο μέγεθος του πεδίου RAM που είναι εγκατεστημένο στον υπολογιστή καθορίζεται από το κιτ μικροεπεξεργαστή (τσιπσετ)μητρική πλακέτα και συνήθως δεν μπορεί να ξεπεράσει μερικά GB. Η ελάχιστη ποσότητα μνήμης καθορίζεται από τις απαιτήσεις του λειτουργικού συστήματος και για σύγχρονους υπολογιστές είναι 128 MB.

Μια ιδέα για το πόση μνήμη RAM πρέπει να είναισε έναν τυπικό υπολογιστή, αλλάζει συνεχώς. Στα μέσα της δεκαετίας του '80, ένα πεδίο μνήμης 1 MB φαινόταν τεράστιο, στις αρχές της δεκαετίας του '90 τα 4 MB θεωρούνταν επαρκή, στα μέσα της δεκαετίας του '90 αυξήθηκε στα 8 MB και στη συνέχεια στα 16 MB. Σήμερα, τα 256 MB μνήμης RAM θεωρούνται τυπικά, αλλά η ανοδική τάση συνεχίζεται.

Η μνήμη RAM σε έναν υπολογιστή βρίσκεται σε τυπικές υποδοχές που ονομάζονται ενότητες.Οι μονάδες RAM εισάγονται στις κατάλληλες υποδοχές στη μητρική πλακέτα. Εάν υπάρχει εύκολη πρόσβαση στους συνδέσμους, τότε η λειτουργία μπορεί να πραγματοποιηθεί με το χέρι. Εάν δεν υπάρχει βολική πρόσβαση, ενδέχεται να απαιτείται ατελής αποσυναρμολόγηση των κόμβων της μονάδας συστήματος και σε τέτοιες περιπτώσεις, η λειτουργία ανατίθεται σε ειδικούς.

Τα κύρια χαρακτηριστικά των μονάδων RAM είναι η ποσότητα της μνήμης και ο ρυθμός μεταφοράς δεδομένων. Σήμερα, οι ενότητες με όγκο 128-512 MB είναι πιο συνηθισμένες. Ο ρυθμός baud καθορίζει το μέγιστο εύρος ζώνης μνήμης (σε MB/s ή GB/s) στη βέλτιστη λειτουργία πρόσβασης. Αυτό λαμβάνει υπόψη τον χρόνο πρόσβασης στη μνήμη, το πλάτος του διαύλου και πρόσθετες λειτουργίες, όπως η μεταφορά πολλαπλών σημάτων ανά κύκλο. Οι μονάδες του ίδιου όγκου μπορεί να έχουν διαφορετικά χαρακτηριστικά ταχύτητας.

Μερικές φορές χρησιμοποιείται ως καθοριστικό χαρακτηριστικό της μνήμης χρόνος πρόσβασης.Μετριέται σε δισεκατομμυριοστά του δευτερολέπτου. (νανοδευτερόλεπτα, όχι).Για τις σύγχρονες μονάδες μνήμης, αυτή η τιμή μπορεί να είναι 5 ns και για ιδιαίτερα γρήγορη μνήμη, που χρησιμοποιείται κυρίως σε κάρτες βίντεο, μπορεί να πέσει στα 2-3 ns.

ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΤΗΣ

Ο επεξεργαστής είναι το κύριο μικροκύκλωμα του υπολογιστή, στο οποίο εκτελούνται όλοι οι υπολογισμοί. Δομικά, ο επεξεργαστής αποτελείται από κελιά παρόμοια με τα κελιά RAM, αλλά σε αυτά τα κελιά τα δεδομένα όχι μόνο μπορούν να αποθηκευτούν, αλλά και να αλλάξουν. Τα εσωτερικά κελιά του επεξεργαστή ονομάζονται μητρώα.Είναι επίσης σημαντικό να σημειωθεί ότι τα δεδομένα σε ορισμένα μητρώα θεωρούνται όχι ως δεδομένα, αλλά ως εντολές που ελέγχουν την επεξεργασία δεδομένων σε άλλα μητρώα. Μεταξύ των καταχωρητών επεξεργαστή υπάρχουν εκείνοι που, ανάλογα με το περιεχόμενό τους, μπορούν να τροποποιήσουν την εκτέλεση των εντολών. Έτσι, ελέγχοντας την αποστολή δεδομένων σε διαφορετικά μητρώα του επεξεργαστή, είναι δυνατός ο έλεγχος της επεξεργασίας των δεδομένων. Σε αυτό βασίζονται τα προγράμματα.

Με άλλες συσκευές υπολογιστών, και κυρίως με ΕΜΒΟΛΟ, ο επεξεργαστής συνδέεται με διάφορες ομάδες αγωγών, που ονομάζονται ελαστικά.Υπάρχουν τρία κύρια ελαστικά: δίαυλος δεδομένων, δίαυλος διευθύνσεωνΚαι λεωφορείο εντολών.

λεωφορείο διεύθυνσης. Για επεξεργαστές της οικογένειας Pentium(δηλαδή, είναι πιο συνηθισμένοι σε προσωπικούς υπολογιστές) ο δίαυλος διευθύνσεων είναι 32-bit, δηλαδή αποτελείται από 32 παράλληλους αγωγούς. Ανάλογα με το αν υπάρχει τάση σε μια από τις γραμμές ή όχι, λένε ότι σε αυτή τη γραμμή έχει ρυθμιστεί ένα ή μηδέν. Ο συνδυασμός 32 μηδενικών και μονάδων σχηματίζει μια διεύθυνση 32-bit που δείχνει σε ένα από τα κελιά RAM. Ο επεξεργαστής συνδέεται με αυτόν για να αντιγράψει δεδομένα από το κελί σε έναν από τους καταχωρητές του.

Δίαυλος δεδομένων. Αυτός ο δίαυλος χρησιμοποιείται για την αντιγραφή δεδομένων από τη μνήμη RAM σε καταχωρητές επεξεργαστή και αντίστροφα. Στους σύγχρονους προσωπικούς υπολογιστές, ο δίαυλος δεδομένων, κατά κανόνα, είναι 64-bit, δηλαδή αποτελείται από 64 γραμμές, κατά μήκος των οποίων λαμβάνονται 8 byte ταυτόχρονα για επεξεργασία.

Λεωφορείο εντολών. Για να επεξεργαστεί δεδομένα ο επεξεργαστής χρειάζεται οδηγίες. Πρέπει να ξέρει τι να κάνει με αυτά τα byte που είναι αποθηκευμένα στους καταχωρητές του. Αυτές οι εντολές έρχονται στον επεξεργαστή και από τη μνήμη RAM, αλλά όχι από εκείνες τις περιοχές όπου αποθηκεύονται πίνακες δεδομένων, αλλά από όπου αποθηκεύονται τα προγράμματα. Οι εντολές αντιπροσωπεύονται επίσης ως byte. Οι πιο απλές εντολές χωρούν σε ένα byte, αλλά υπάρχουν και εκείνες που απαιτούν δύο, τρία ή περισσότερα byte. Οι περισσότεροι σύγχρονοι επεξεργαστές διαθέτουν δίαυλο εντολών 32 bit, αν και υπάρχουν επεξεργαστές 64 bit και ακόμη και 128 bit.

Σετ εντολών επεξεργαστή. Κατά τη λειτουργία, ο επεξεργαστής εξυπηρετεί τα δεδομένα στους καταχωρητές του στο πεδίο RAM, καθώς και τα δεδομένα στο εξωτερικές θύρεςεπεξεργαστή. Ερμηνεύει μέρος των δεδομένων απευθείας ως δεδομένα, μέρος των δεδομένων ως δεδομένα διεύθυνσης και μέρος ως εντολές. Το σύνολο όλων των πιθανών εντολών που μπορεί να εκτελέσει ο επεξεργαστής σε δεδομένα σχηματίζει το λεγόμενο σετ οδηγιών επεξεργαστή.Οι επεξεργαστές που ανήκουν στην ίδια οικογένεια έχουν τα ίδια ή παρόμοια συστήματα εντολών. Οι επεξεργαστές που ανήκουν σε διαφορετικές οικογένειες διαφέρουν ως προς το σύστημα εντολών και δεν είναι εναλλάξιμοι.

Επεξεργαστές με εκτεταμένα και μειωμένα σετ εντολών. Όσο ευρύτερο είναι το σύνολο των εντολών του συστήματος του επεξεργαστή, τόσο πιο περίπλοκη είναι η αρχιτεκτονική του, όσο μεγαλύτερη είναι η επίσημη εγγραφή εντολών (σε byte), τόσο μεγαλύτερη μέση διάρκειαεκτέλεση μιας μεμονωμένης εντολής, μετρούμενη σε κύκλους επεξεργαστή. Έτσι, για παράδειγμα, το σύστημα εντολών των επεξεργαστών της οικογένειας Pentiumαυτή τη στιγμή έχει πάνω από χίλιες διαφορετικές ομάδες. Τέτοιοι επεξεργαστές ονομάζονται εκτεταμένους επεξεργαστές συστήματος οι εντολές μου - CISC - επεξεργαστές ( CISC - Συγκρότημα οδηγίες σειρά Χρήση υπολογιστή ).

Σε αντίθεση με τους επεξεργαστές C / SC, οι επεξεργαστές της αρχιτεκτονικής εμφανίστηκαν στα μέσα της δεκαετίας του '80 RISCμε συντομευμένο σύστημα εντολών ( RISC - Μειωμένος οδηγίες σειρά Χρήση υπολογιστή ). Με αυτήν την αρχιτεκτονική, ο αριθμός των εντολών στο σύστημα είναι πολύ μικρότερος και κάθε μία από αυτές εκτελείται πολύ πιο γρήγορα. Έτσι, τα προγράμματα που αποτελούνται από τις πιο απλές εντολές εκτελούνται από αυτούς τους επεξεργαστές πολύ πιο γρήγορα. Το μειονέκτημα του συντετμημένου συνόλου εντολών είναι ότι οι πολύπλοκες λειτουργίες πρέπει να εξομοιωθούν με μια πολύ πιο αποτελεσματική ακολουθία των απλούστερων συντομευμένων εντολών.

Ως αποτέλεσμα του ανταγωνισμού μεταξύ των δύο προσεγγίσεων στην αρχιτεκτονική επεξεργαστών, έχει αναπτυχθεί η ακόλουθη κατανομή των περιοχών εφαρμογής τους:

Οι επεξεργαστές CISC χρησιμοποιούνται σε υπολογιστικά συστήματα mainframe.

Οι επεξεργαστές RISC χρησιμοποιούνται σε εξειδικευμένα υπολογιστικά συστήματα
ή συσκευές που επικεντρώνονται στην εκτέλεση ομοιόμορφων λειτουργιών.

Προσωπικοί υπολογιστές πλατφόρμας IBM Η/Υεπικεντρώθηκε στη χρήση επεξεργαστών CISC.

Συμβατότητα επεξεργαστή. Εάν δύο επεξεργαστές έχουν το ίδιο σύνολο εντολών, τότε είναι πλήρως συμβατοί σε επίπεδο λογισμικού. Αυτό σημαίνει ότι ένα πρόγραμμα γραμμένο για έναν επεξεργαστή μπορεί να εκτελεστεί από έναν άλλο επεξεργαστή. Επεξεργαστές με διαφορετικά συστήματαΟι εντολές είναι γενικά ασυμβίβαστες ή μόνο εν μέρει συμβατές σε επίπεδο λογισμικού.

Οι ομάδες επεξεργαστών που έχουν περιορισμένη συμβατότητα θεωρούνται ως οικογένειες επεξεργαστών.Για παράδειγμα, όλοι οι επεξεργαστές Intel Pentiumανήκουν στη λεγόμενη οικογένεια x86.Ο πρόγονος αυτής της οικογένειας ήταν ένας επεξεργαστής 16-bit Intel 8086, βάσει του οποίου συναρμολογήθηκε το πρώτο μοντέλο του Η/Υ της IBM. Εκδόθηκε στη συνέχεια Επεξεργαστές Intel 80286, Intel 80386, Intel 80486, αρκετά μοντέλα Intel Pentium] αρκετά μοντέλα Intel Pentium MMX, μοντέλα Intel Pentium Pro, Intel Pentium II, Intel Celeron, IntelXeon, Intel Pentium III, Intel Pentium 4 και άλλα. Όλα αυτά τα μοντέλα, και όχι μόνο αυτά, καθώς και πολλά μοντέλα επεξεργαστών της AMD και ορισμένων άλλων κατασκευαστών ανήκουν στην οικογένεια x86 και έχουν συμβατότητα από πάνω προς τα κάτω.

Η αρχή της συμβατότητας «από πάνω προς τα κάτω» είναι ένα παράδειγμα ατελούς συμβατότητας όταν κάθε νέος επεξεργαστής «καταλαβαίνει» όλες τις εντολές των προκατόχων του, αλλά όχι το αντίστροφο. Αυτό είναι φυσικό, αφού πριν από είκοσι χρόνια, οι σχεδιαστές επεξεργαστών δεν μπορούσαν να παρέχουν το σύνολο οδηγιών που απαιτούνται για σύγχρονα προγράμματα. Χάρη σε αυτήν τη συμβατότητα, σε έναν σύγχρονο υπολογιστή, μπορείτε να εκτελέσετε οποιαδήποτε προγράμματα που δημιουργήθηκαν τις τελευταίες δεκαετίες για οποιονδήποτε και προηγούμενους υπολογιστές που ανήκουν στην ίδια πλατφόρμα υλικού.

Βασικές παράμετροι επεξεργαστών. Οι κύριες παράμετροι των επεξεργαστών είναι: η τάση λειτουργίας, το βάθος bit, η συχνότητα ρολογιού λειτουργίας, ο εσωτερικός πολλαπλασιαστής ρολογιού και το μέγεθος της κρυφής μνήμης.

Ο επεξεργαστής βασίζεται στην ίδια αρχή ρολογιού όπως στα συμβατικά ρολόγια. Η εκτέλεση κάθε εντολής απαιτεί συγκεκριμένο αριθμό κύκλων. Σε ένα ρολόι τοίχου, το εκκρεμές ρυθμίζει τους κύκλους ταλάντωσης. στα χειροκίνητα μηχανικά ρολόγια, ρυθμίζονται από ένα εκκρεμές ελατηρίου. σε ένα ηλεκτρονικό ρολόι, για αυτό υπάρχει ένα ταλαντευόμενο κύκλωμα που ορίζει τους κύκλους μιας αυστηρά καθορισμένης συχνότητας. Σε έναν προσωπικό υπολογιστή, οι παλμοί ρολογιού ρυθμίζονται από ένα από τα μικροκυκλώματα που περιλαμβάνονται στο κιτ μικροεπεξεργαστή (chipset) που βρίσκεται στη μητρική πλακέτα. Όσο μεγαλύτερη είναι η συχνότητα των ρολογιών που λαμβάνει ο επεξεργαστής, όσο περισσότερες εντολές μπορεί να εκτελέσει ανά μονάδα χρόνου, τόσο μεγαλύτερη είναι η απόδοσή του. Πρώτοι επεξεργαστές x86θα μπορούσε

εργάζονται με συχνότητα όχι μεγαλύτερη από 4,77 MHz, και σήμερα συχνότητες λειτουργίαςορισμένοι επεξεργαστές ξεπερνούν ήδη τα 3 δισεκατομμύρια κύκλους ανά δευτερόλεπτο (3 GHz).

Τσιπ και σύστημα ROM BIOS

Τη στιγμή που ο υπολογιστής είναι ενεργοποιημένος, δεν υπάρχει τίποτα στη μνήμη RAM του - δεν υπάρχουν δεδομένα, κανένα πρόγραμμα, καθώς η RAM δεν μπορεί να αποθηκεύσει τίποτα χωρίς επαναφόρτιση κυψελών για περισσότερα από εκατοστά του δευτερολέπτου, αλλά ο επεξεργαστής χρειάζεται εντολές, συμπεριλαμβανομένης της πρώτης στιγμής μετά ανάβοντας. Επομένως, αμέσως μετά την ενεργοποίηση, η διεύθυνση έναρξης ορίζεται στο δίαυλο διευθύνσεων του επεξεργαστή. Αυτό συμβαίνει σε hardware, χωρίς τη συμμετοχή προγραμμάτων (πάντα το ίδιο). Ο επεξεργαστής στρέφεται στην εκτεθειμένη διεύθυνση για την πρώτη του εντολή και στη συνέχεια αρχίζει να εργάζεται σε προγράμματα.

Αυτή η διεύθυνση πηγής δεν μπορεί να υποδείξει τη μνήμη RAM, η οποία δεν έχει τίποτα ακόμα. Δείχνει έναν άλλο τύπο μνήμης - μόνιμη μνήμη του στόματος Roystvo (ROM).Το τσιπ ROM είναι ικανό να αποθηκεύει πληροφορίες για μεγάλο χρονικό διάστημα, ακόμη και όταν ο υπολογιστής είναι απενεργοποιημένος. Τα προγράμματα στη ROM ονομάζονται "hardwired" - γράφονται εκεί στο στάδιο της κατασκευής του μικροκυκλώματος.

Διεπαφές διαύλου της μητρικής πλακέτας

Η επικοινωνία μεταξύ όλων των εγγενών και συνδεδεμένων συσκευών της μητρικής πλακέτας πραγματοποιείται από τους διαύλους και τις λογικές συσκευές της που βρίσκονται σε μικροκυκλώματα σετ μικροεπεξεργαστή(τσιπσετ). Η απόδοση του υπολογιστή εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από την αρχιτεκτονική αυτών των στοιχείων.

ΕΙΝΑΙ ΕΝΑ. Ιστορικό επίτευγμα υπολογιστών πλατφόρμας IBM Η/Υήταν η εισαγωγή πριν από σχεδόν είκοσι χρόνια μιας αρχιτεκτονικής που έλαβε το καθεστώς βιομηχανικός πρότυπο ΕΙΝΑΙ ΕΝΑ ( Βιομηχανία πρότυπο αρχιτεκτονική ). Όχι μόνο επέτρεψε τη σύνδεση όλων των συσκευών της μονάδας συστήματος μεταξύ τους, αλλά παρείχε επίσης μια απλή σύνδεση νέων συσκευών μέσω τυπικών υποδοχών (slots). Το εύρος ζώνης ενός διαύλου που κατασκευάζεται σύμφωνα με αυτήν την αρχιτεκτονική είναι έως και 5,5 MB / s, αλλά, παρά το χαμηλό εύρος ζώνης, αυτός ο δίαυλος μπορεί ακόμα να χρησιμοποιηθεί σε ορισμένους υπολογιστές για σύνδεση σχετικά "αργή" εξωτερικές συσκευέςόπως κάρτες ήχου και μόντεμ.

EISA. Τυπική επέκταση ΕΙΝΑΙ ΕΝΑέγινε το πρότυπο EISA ( Επεκτάθηκε ΕΙΝΑΙ ΕΝΑ ), χαρακτηρίζεται από αυξημένο σύνδεσμο και αυξημένη απόδοση (έως 32 MB / s). Αρέσει ΕΙΝΑΙ ΕΝΑ , αυτό το πρότυπο θεωρείται πλέον ξεπερασμένο. Μετά την κυκλοφορία του 2000 μητρικές πλακέτεςμε συνδετήρες ΕΙΝΑΙ ΕΝΑ / EISAκαι οι συσκευές που συνδέονται με αυτές, πρακτικά διακόπτεται.

VLB. Το όνομα της διεπαφής μεταφράζεται ως πρότυπο τοπικού λεωφορείου VESA ( VESA Τοπικός Λεωφορείο ). Η εννοια του " τοπικό λεωφορείοπρωτοεμφανίστηκε στα τέλη της δεκαετίας του '80. Οφείλεται στο γεγονός ότι με την εισαγωγή επεξεργαστών τρίτης και τέταρτης γενιάς ( Intel 80386 Και Intel 80486) συχνότητα του κύριου διαύλου (το λεωφορείο χρησιμοποιήθηκε ως κύριο ΕΙΝΑΙ ΕΝΑ / EISA ) δεν ήταν αρκετό για την ανταλλαγή μεταξύ του επεξεργαστή και της μνήμης RAM. Ο τοπικός δίαυλος, ο οποίος έχει αυξημένη συχνότητα, διασύνδεσε τον επεξεργαστή και τη μνήμη, παρακάμπτοντας τον κύριο δίαυλο. Στη συνέχεια, μια διεπαφή για τη σύνδεση ενός προσαρμογέα βίντεο, η οποία απαιτεί επίσης αυξημένο εύρος ζώνης, "ενσωματώθηκε" σε αυτό το δίαυλο - έτσι εμφανίστηκε το πρότυπο VLB , που κατέστησε δυνατή την αύξηση της ταχύτητας ρολογιού του τοπικού διαύλου στα 50 MHz και την παροχή μέγιστης απόδοσης έως και 130 MB / s.

Το κύριο μειονέκτημα της διεπαφής VLBέγινε ότι η περιοριστική συχνότητα του τοπικού διαύλου και, κατά συνέπεια, το εύρος ζώνης του εξαρτώνται από τον αριθμό των συσκευών που είναι συνδεδεμένες στο δίαυλο. Έτσι, για παράδειγμα, σε συχνότητα 50 MHz, μόνο μία συσκευή (κάρτα βίντεο) μπορεί να συνδεθεί στο δίαυλο. Για σύγκριση, ας πούμε ότι σε συχνότητα 40 MHz, είναι δυνατή η σύνδεση δύο και σε συχνότητα 33 MHz - τρεις συσκευές. Ενεργή χρήση ελαστικών VLBδεν κράτησε πολύ, σύντομα αναγκάστηκε να βγει από το ελαστικό PCL

PCI. Διεπαφή PCI ( Περιφερειακός Συστατικό Αλληλοσυνδέω - Πρότυπο σύνδεσης εξωτερικά εξαρτήματα)εισήχθη σε προσωπικούς υπολογιστές την εποχή του επεξεργαστή 80486 και των πρώτων εκδόσεων Pentium . Στον πυρήνα του, αυτή είναι επίσης μια διεπαφή τοπικού διαύλου που συνδέει τον επεξεργαστή με τη μνήμη RAM, στην οποία είναι ενσωματωμένες οι υποδοχές σύνδεσης εξωτερικών συσκευών. Για επικοινωνία με τον κεντρικό δίαυλο υπολογιστή ( ΕΙΝΑΙ ΕΝΑ / EISA ) χρησιμοποιούνται ειδικοί μετατροπείς διεπαφής - γέφυρες PCI ( PCI Γέφυρα ). Λειτουργίες γέφυρας σε σύγχρονους υπολογιστές PCIεκτελούν τσιπ ενός σετ μικροεπεξεργαστή (τσιπσετ).

Αυτή η διεπαφή υποστηρίζει συχνότητα διαύλου 33 MHz και παρέχει απόδοση 132 MB/s. Οι πιο πρόσφατες εκδόσεις της διεπαφής υποστηρίζουν συχνότητες έως και 66 MHz και παρέχουν 264 MB/s για δεδομένα 32 bit και 528 MB/s για δεδομένα 64 bit.

Μια σημαντική καινοτομία που εφαρμόστηκε από αυτό το πρότυπο ήταν η υποστήριξη για το λεγόμενο mode βύσμα - και - παίζω , αργότερα εξελίχθηκε σε βιομηχανικό πρότυπο για αυτοεγκαθιστώμενες συσκευές.Η ουσία του είναι ότι μετά τη φυσική σύνδεση μιας εξωτερικής συσκευής στον σύνδεσμο του διαύλου PCIυπάρχει ανταλλαγή δεδομένων μεταξύ της συσκευής και της μητρικής πλακέτας, ως αποτέλεσμα της οποίας η συσκευή λαμβάνει αυτόματα τον αριθμό της διακοπής που χρησιμοποιήθηκε, τη διεύθυνση της θύρας σύνδεσης και τον αριθμό του καναλιού άμεσης πρόσβασης στη μνήμη.

Οι διενέξεις μεταξύ συσκευών για κατοχή των ίδιων πόρων (αριθμοί διακοπών, διευθύνσεις θυρών και κανάλια άμεσης πρόσβασης στη μνήμη) προκαλούν πολλά προβλήματα στους χρήστες κατά την εγκατάσταση συσκευών συνδεδεμένων στο δίαυλο ΕΙΝΑΙ ΕΝΑ . Με την εμφάνιση της διεπαφής PCIκαι με το σχεδιασμό του προτύπου βύσμα - και - παίζωκατέστη δυνατή η εγκατάσταση νέων συσκευών χρησιμοποιώντας την αυτόματη εργαλεία λογισμικού- αυτές οι λειτουργίες ανατέθηκαν σε μεγάλο βαθμό στο λειτουργικό σύστημα.

FSB. Ο υπολογιστής/διαύλου εισήχθη σε υπολογιστές που βασίζονται σε επεξεργαστή Intel Pentiumκαθώς ένας τοπικός δίαυλος, σχεδιασμένος για τη σύνδεση του επεξεργαστή με τη μνήμη RAM, δεν παρέμεινε σε αυτή τη χωρητικότητα για πολύ. Σήμερα χρησιμοποιείται μόνο ως δίαυλος για τη σύνδεση εξωτερικών συσκευών και για τη σύνδεση του επεξεργαστή και της μνήμης, ξεκινώντας από τον επεξεργαστή Intel Pentium Pro , χρησιμοποιείται ένα ειδικό ελαστικό, που ονομάζεται Εμπρός πλευρά Λεωφορείο ( FSB ). Αυτός ο δίαυλος λειτουργεί σε συχνότητα 100-200 MHz. Συχνότητα λεωφορείου FSBείναι μια από τις κύριες παραμέτρους του καταναλωτή - είναι αυτός που υποδεικνύεται στις προδιαγραφές της μητρικής πλακέτας. Σύγχρονοι τύποιμνήμη ( DDR SDRAM , RDRAM ) ικανό να μεταδίδει πολλαπλά σήματα ανά κύκλο διαύλου FSB , που αυξάνει την ταχύτητα ανταλλαγής δεδομένων με τη μνήμη RAM.

AGP. Ο προσαρμογέας βίντεο είναι μια συσκευή που απαιτεί ιδιαίτερα υψηλό ρυθμό μεταφοράς δεδομένων. Όπως και με την εφαρμογή τοπικών λεωφορείων VLB , και κατά την υλοποίηση τοπικού λεωφορείου PCIο προσαρμογέας βίντεο ήταν πάντα η πρώτη συσκευή που «κόπηκε» στο νέο λεωφορείο. Όταν οι παράμετροι ελαστικών PCIέπαψε να πληροί τις απαιτήσεις των προσαρμογέων βίντεο, αναπτύχθηκε ένα ξεχωριστό λεωφορείο για αυτούς, που ονομάζεται ΕΝΑ GP ( Προχωρημένος Γραφικός Λιμάνι - βελτιωμένη θύρα γραφικών).Η συχνότητα αυτού του διαύλου είναι ίδια με του διαύλου υπολογιστή/διαύλου (33 MHz ή 66 MHz), αλλά έχει πολύ μεγαλύτερο εύρος ζώνης λόγω της μετάδοσης πολλών σημάτων ανά κύκλο ρολογιού. Ο αριθμός των σημάτων που μεταδίδονται σε έναν κύκλο υποδεικνύεται ως πολλαπλασιαστής, για παράδειγμα ΕΝΑ GP4x (σε αυτήν τη λειτουργία, ο ρυθμός μεταφοράς φτάνει τα 1066 MB / s). τελευταία έκδοσηελαστικά ΕΝΑ GPέχει πολλαπλότητα 8x.

PCMCIA ( Προσωπικός υπολογιστή Μνήμη κάρτα Διεθνές Σχέση - πρότυπο της International Association of Manufacturers of Memory Boards for Personal Computers). Αυτό το πρότυπο ορίζει τη διεπαφή για τη σύνδεση μικρών επίπεδων καρτών μνήμης και χρησιμοποιείται σε φορητούς προσωπικούς υπολογιστές.

USB ( Παγκόσμιος Κατα συρροη Λεωφορείο - γενικό σειριακό λεωφορείο).Αυτή είναι μια από τις τελευταίες καινοτομίες στις αρχιτεκτονικές μητρικών πλακών. Αυτό το πρότυπο ορίζει τον τρόπο με τον οποίο ένας υπολογιστής αλληλεπιδρά με τον περιφερειακό εξοπλισμό. Σας επιτρέπει να συνδέσετε έως και 256 διαφορετικές συσκευές με σειριακή διεπαφή. Οι συσκευές μπορούν να ενεργοποιηθούν με αλυσίδες (κάθε επόμενη συσκευή συνδέεται με την προηγούμενη). Απόδοση ελαστικών USBσχετικά μικρό, αλλά αρκετά επαρκές για συσκευές όπως πληκτρολόγιο, ποντίκι, μόντεμ, joystick, εκτυπωτής κ.λπ. Η ευκολία του διαύλου είναι ότι ουσιαστικά εξαλείφει τις συγκρούσεις μεταξύ διαφόρων εξοπλισμών, σας επιτρέπει να συνδέετε και να αποσυνδέετε συσκευές σε "hot mode" " (χωρίς να απενεργοποιήσετε τον υπολογιστή) και σας επιτρέπει να συνδυάσετε πολλούς υπολογιστές σε έναν απλό τοπικό δίκτυοχωρίς τη χρήση ειδικού εξοπλισμού και λογισμικού.

PCI-E ( Περιφερειακός Συστατικό Αλληλοσυνδέω - Εξπρές - Πρότυπο σύνδεσης εξωτερικά εξαρτήματα) - εμφανίστηκε πολύ πρόσφατα, ο κύριος ρόλος του είναι να αντικαταστήσει το AGP καθώς δεν μπορεί πλέον να αντιμετωπίσει τη ροή δεδομένων βίντεο. ο ρυθμός μεταφοράς υπερβαίνει τα 2100 MB/s

συμπέρασμα

Με βάση τα αποτελέσματα της συγγραφής του δοκιμίου, μπορούν να εξαχθούν τα ακόλουθα συμπεράσματα: η μονάδα συστήματος είναι μια πολύ περίπλοκη συσκευή, η οποία είναι το κύριο στοιχείο στην αρχιτεκτονική του υπολογιστή. Που αποτελείται από ένας μεγάλος αριθμόςξεχωριστά και συχνά αναπόσπαστα στοιχεία. Όλες οι υπολογιστικές διαδικασίες λαμβάνουν χώρα στη μονάδα συστήματος. Και απολύτως όλα τα περιφερειακά του υπολογιστή είναι συνδεδεμένα σε αυτό.

Μεταχειρισμένα βιβλία

1. Εγκυκλοπαίδεια για παιδιά. Τ. 14. Τεχνική / Κεφ. εκδ. M. D. Aksyonova. - Μ.: Avanta +, 1999 - 688 σελ.: ill.

2. Εγκυκλοπαίδεια για παιδιά. Τόμος 22. Πληροφορική / Κεφ. εκδ. E. A. Khlebalina, Ved. επιστημονικός εκδ. A.G.Leonov.- M.: Avanta+ 2003.-624p.: ill.

3. www.ixbit.com

4. Πληροφορική. Βασικό μάθημα. Για πανεπιστήμια 2η έκδοση / Εκδ. S. V. Simonovich. SPb.: Piter, 2007. -640s.: ill.