Пристрої входять до складу ЕОМ

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати

ЗМІСТ
1. Мікропроцесор
2. Основна (материнська) плата і шина
3. Пам'ять
4. Накопичувачі на рухомому магнітному носії
5. Накопичувачі на гнучких магнітних дисках
6. Оптичні диски
7. Блоки розширення
Список літератури

1. Мікропроцесор

Центром обчислювальної системи є її процесор. Це основна ланка, або "мозок" комп'ютера. Саме процесор має здатність виконувати команди, складові комп'ютерну програму. Персональні комп'ютери будуються на базі мікропроцесорів, які виконуються в даний час на одному кристалі (чіпа).
Внутрішній устрій процесорів безперервно удосконалюється, і кожен наступний витрачає на одну й ту ж роботу вдвічі менше тактів, ніж попередній. У 8088 одна команда займала 5-15 тактів, в Pentium - 0,5-1 (внутрішнє дублювання схем дозволяє йому виконувати кілька команд одночасно). Тому з точки зору продуктивності мікропроцесора, тобто скільки він виконує мільйонів операцій в секунду (MIPS - Million Instruction Per Second), кожне його наступне покоління навіть при одній і тій же тактовій частоті працює швидше.
При переході від одного покоління мікропроцесорів до іншого розробники прагнули зберегти набір основних команд, щоб забезпечити спадкоємність і сумісність. При цьому у формуванні набору команд мікропроцесора намітилося два напрямки. З одного боку, програмісту дуже зручна машина, що виконує однією командою яку-небудь складну операцію, наприклад, команду добування квадратного кореня. Але чим складніше команди, тим складніше схеми і дорожче процесор. Тому програмісти вже давно визначили, якого мінімального набору команд достатньо, щоб програми з них було легко і зручно будувати. А інженери розробили схеми швидкого виконання саме таких зручних команд. Програма, складена з подібних простих команд, - довше. Проте вона виконується настільки швидко, що в цілому, все одно, її виконання займає менше часу. Крім того, легше врахувати взаємовплив простих команд. Значить, простіше оптимізувати програму, а потім цю оптимізацію автоматизувати.
З початку 1998 року Intel обрав нову політику - дробити ринок на частини і для кожної робити свій продукт. Так поряд з продуктивними і дорогими Pentium II (з початку 1999 р. Pentium III) з'явилося сімейство Celeron (рис.1-1), націлене на нижчу цінову категорію для конкуренції з мікропроцесорами фірми AMD.
В останні роки Intel розвиває серію Pentium 4: 2000р .- Intel Pentium 4 ( Willamette , Socket 423). Принципово новий процесор з гіперконвейерізаціей (hyperpipelining) - з конвеєром, що складається з 20 сходинок. Згідно із заявами Intel, процесори, засновані на даній технології, дозволяють домогтися збільшення частоти приблизно на 40 відсотків щодо сімейства P6 при однаковому технологічному процесі. Застосована 400 МГц системна шина (Quad-pumped), що забезпечує пропускну здатність у 3,2 Гбайт в секунду проти 133 МГц шини з пропускною здатністю 1,06 ГБайт у Pentium III. Кодове ім'я: Willamette. Технічні характеристики: технологія виробництва - 0,18 мкм; тактова частота - 1.3-2 ГГц; кеш першого рівня - 8 Кб; кеш другого рівня - 256 Кб (полноскоростной); процесор 64-розрядний; шина даних 64-розрядна (400 МГц) ; роз'єм Socket 423.

2. Основна (материнська) плата і шина

Для того щоб мікропроцесор міг працювати, необхідні деякі допоміжні компоненти. Коли дані передаються всередині комп'ютерної системи, вони проходять по загальному каналу, до якого мають доступ усі компоненти системи. Цей шлях отримав назву шини даних. Необхідно відзначити, що поняття «шина даних» має загальне значення, конкретно ж і мікропроцесор має свою шину даних і оперативна пам'ять. Коли немає спеціального уточнення, то мова йде, як правило, про загальну шині, або інакше шині вводу-виводу.
Ця шина формується на складній багатошарової друкованої плати - основний, або інакше, материнської (motherboard рис. 1-2).
Системна шина являє собою сукупність сигнальних ліній, об'єднаних за їх призначенням (дані, адреси, управління). Основною функцією системної шини є передача інформації між базовим мікропроцесором і іншими електронними компонентами комп'ютера. По цій шині так само здійснюється не тільки передача інформації, а й адресація пристроїв, а також обмін спеціальними службовими сигналами.
Концепція шини представляє собою один з найбільш досконалих методів уніфікації при розробці комп'ютерів. Замість того щоб намагатися з'єднувати всі елементи комп'ютерної системи між собою спеціальними з'єднаннями, розробники комп'ютерів обмежили пересилання даних однієї загальною шиною.
Ця ідея надзвичайно спростила конструкцію комп'ютерів і істотно збільшила її гнучкість. Щоб додати новий компонент, що не потрібно виконувати безліч різних сполук, досить приєднати його до шини через спеціальний роз'єм (Slot). Щоб упорядкувати передачу інформації по шині використовується контролер шини.

3. Пам'ять

Одним з основних елементів комп'ютера, що дозволяє йому нормально функціонувати, є пам'ять. Внутрішня пам'ять комп'ютера (оперативна пам'ять і кеш-пам'ять) - це місце зберігання інформації, з якою він працює. Вона є тимчасовим робочим простором. Інформація у внутрішній пам'яті не зберігається при вимиканні харчування, на диску ж або дискеті може зберігатися роками без споживання харчування. У постійній пам'яті (ROM) персонального комп'ютера записаний набір програм базової системи введення-виведення (BIOS). Ця пам'ять енергонезалежна і BIOS завжди готова до читання при включенні живлення комп'ютера.
Основна (оперативна) пам'ять (RAM - Random Access Memory - пам'ять з довільним доступом) комп'ютера відрізняється від інших пристроїв пам'яті, перш за все тим, що до будь-якого її місця можна звернутися однаково швидко, навіть якщо робити це у випадковому (довільному) порядку (random access).
Більшість старих програм, що працюють під управлінням DOS, укладаються в сотні кілобайт - адже DOS адресує тільки 640 Кбайт. Сучасні операційні системи багатозадачні. Вони дозволяють декількох програмах діяти одночасно, а головне, взаємодіяти між собою. Тому для їх роботи потрібно значний обсяг оперативної пам'яті, наприклад, для операційної системи Windows ME - 64 Мбайт, для Windows XP - 128 Мбайт. Причому ці вимоги мінімальні. Для прийнятною швидкості роботи з найбільш часто використовуваними комбінаціями програм ці цифри треба хоча б подвоїти або краще почетверити.
Фізично оперативна пам'ять встановлюється у вигляді модулів SIMM (Single In-line Memory Modules) або DIMM (Double In-line Memory Modules) у спеціальні гнізда на материнській платі (рис. 1-3).
На системної (материнської) плати модулі пам'яті організовуються в банки пам'яті. У комп'ютерах останніх років роз'єми для модулів SIMM повністю виключені, тому що використовуються тільки DIMM модулі об'ємом 64 МВ і вище. Оперативна пам'ять схильна багатьом перешкод. Тому зазвичай до кожного байту додають дев'ятий біт - для контролю на парність. Існують також способи автоматичного відновлення інформації при збоях. Проте вони вимагають більшої надмірності пам'яті і відповідно підвищують її ціну. Тому пам'ять з розширеним коригуючих кодом (ЕСС - Extended Correction Code) використовують, перш за все, у потужних машинах, вирішальних серйозні завдання.

4. Накопичувачі на рухомому магнітному носії

Для перших персональних комп'ютерів розробили вінчестери діаметром 5,25 ", потім для портативних комп'ютерів - 3,5", а в ноутбуки вже ставлять накопичувачі діаметром 2,5 "і навіть 1,8". Вінчестери розміром 5,25 "тепер не використовуються навіть в настільних комп'ютерах, частіше встановлюються 3.5" (рис. 1-4). Пристрої управління вінчестерами - контролери - раніше розміщувалися на окремих друкованих платах. Тепер майже всі потрібні схеми вбудовують в корпус вінчестера - Integrated Drive Eiectronic (IDE), а небагаті компоненти зазвичай включені в motherboard (або на платі розширення, званої MultiCard) і підключаються через плоский спеціальний багатожильний кабель.

У 2003 році з'явилися перші екземпляри контролерів Serial ATA на популярних материнських платах. Перш за все, кабель у нового інтерфейсу принципово відрізняється від колишнього плоского і широкого (40 - або 80-жильного), у нього кількість сигнальних проводів скорочено до чотирьох (є додаткова «земля»), і до метра збільшена допустима довжина. Це сприяє більш компактній упаковці і кращих умов охолодження всередині корпусу комп'ютера, здешевлює конструкцію. Тут компактні семиконтактні роз'єми з'єднуються вузькою сплощеним кабелем шириною приблизно 8 мм і товщиною близько 2 мм. Всередині кабелю Serial ATA є дві пари сигнальних проводів (одна пара на прийом, інша - на передачу), відокремлених трьома жилами загального проводу («землі»). На роз'ємі, розташованому на дисках і материнських платах, три «земляних» контакту виступають трохи далі сигнальних контактів, щоб полегшити «гаряче» підключення (рис. 1-5).

5. Накопичувачі на гнучких магнітних дисках

Гнучкий (floppy) диск (дискета) - коло лавсановій плівки з магнітним покриттям, поміщений у захисний конверт ще недавно був єдиним змінним носієм інформації в комп'ютері, адже перші PC (до РС ХТ) інших дисків не мали. Перші дискети для РС були розміру 5,25 ", портативні РС зажадали формату 3,5", проте пізніше вони стали застосовуватися на всіх комп'ютерах, і витіснили дискети 5,25 ".
Інформація на дискету записується з двох сторін, з кожною з яких розташовується 80 доріжок. Головки на верхній і нижній сторонах дискети зміщені один щодо одного, щоб вони не заважали підтягувати (для зменшення зазору) поверхня дискети до голівок за рахунок аеродинамічних ефектів при обертанні носія. Також в залежності від формату кожна сторона розбивається на певну кількість секторів.
У дисководах (рис. 1-6) для гнучких дисків (дискет) головки запису / читання при його роботі безпосередньо торкаються поверхні дискети, тому швидкість обертання значно нижче (300 або 360 оборотів в хвилину) і дискети швидше виходять з ладу. Для зменшення тертя дискети покривають захисним шаром тефлону (фр. тефаль) - матеріалу з дуже низьким коефіцієнтом тертя. Вони дорожчі рази в півтора, але зате служать набагато довше.

6. Оптичні диски

У цю групу об'єднані носії, які для зчитування інформації використовується суто оптичний принцип, коли 1 або 0 розпізнаються за різною фазі відбитого лазерного променя від поверхні з різним станом, створеним при записі даних.
WORM - накопичувачі (Write Once Read Many - один запис багато зчитувань) представляють собою диск, поміщений зазвичай в міцний картридж 5,25 ", за конструкцією подібний дискеті 3,5". Запис інформації зводиться до того, що на світлій поверхні диска там, де це потрібно, випалюються лазерним променем мікроскопічні темні цятки. Ємність накопичувача становить від 650 Мбайт до 1,3 Гбайт.
Для запису поверхню магнитооптического диска прогрівають лазерним променем до температури легкого перемагнічування (точки Кюрі). Зазвичай спочатку при постійному нагріванні намагничивают записуваний ділянку в одному напрямку, а потім імпульсним нагріванням перемагнічуватися потрібні точки. Це довго, потрібно два оберти диска. Новітні пристрої здатні створювати швидкозмінних магнітне поле потрібної сили і записують за один оборот. Так що і по швидкості запису магнітооптика наздоганяє вінчестер. При цьому, як і вінчестер дозволяють багаторазово перезаписувати інформацію і подібно дискеті замінювати носій. Таке поєднання властивостей пояснює велику популярність МО у світі.
В кінці 70-х років компанія Philips випустила перші компакт-диски (CD - Compact-Disk). Спочатку вони призначалися для 14-розрядної звукового запису тривалістю звучання 60 хвилин. Діаметр тих дисків був трохи менше діаметра сучасних компакт-дисків, який дорівнює 12 см (4,75 дюйма). Незабаром Philips обмінялася патентами з Sony, в результаті чого було видано спільний стандарт. Стандарт визначав характеристики аудіодисків (CD-DA - Compact-Disk Digital Audio - компакт-диск для цифрового аудіозапису). Запис звуку стала 16-розрядною, а тривалість звучання не менше 72 хвилин (кажуть, що тривалість визначалася можливістю запису на один диск Дев'ятої симфонії Бетховена). При безперервному читанні і відтворенні музики для цього виявилося достатньо швидкості читання 150 Кбайт / с. Тепер приводи CD-ROM працюють з істотно більшою кратністю читання до 56Х (рис. 1-7).
Згодом були випущені стандарти для інших типів компакт-дисків. Компанії Philips і Sony в грудні 1994 року оголосили, що розроблено проект стандарту, названого MMCD (MultiMedia Compact Disk). Диск з одношарової записом міг мати ємність 3,7 Гбайт. За допомогою компанії ЗМ була розроблена технологія 2-cлoйной запису для проекту MMCD. У цьому випадку місткість диска подвоювалася. Такі параметри вже могли забезпечити програвання цифрового відео у форматі MPEG-2 (Motion Picture Experts Group) протягом 135 і 270 хвилин відповідно.

7. Блоки розширення

Блоки (плати) розширення або карти (Card), як їх іноді називають, можуть використовуватися для обслуговування пристроїв, що підключаються до IBM PC. Вони можуть використовуватися для підключення додаткових пристроїв (адаптерів дисплея, контролера дисків і т.п.). Якщо обладнання вміщається на одній платі, то його можна розмістити всередині корпусу системного блоку. Якщо ж воно не поміщається в корпус, наприклад, у випадку з монітором, то всередині розміщується тільки плата управління або погодження, що з'єднується з обладнанням за допомогою кабелю, який можна підключити через з'єднувач (Connector), розташований на задній стінці корпусу (точніше, з'єднувач розташовується зазвичай безпосередньо на торці плати). Кожній платі розширення, яка встановлюється в слот (Slot) на материнській платі, відповідає спеціальний отвір в задній стінці корпусу, закрите заглушкою, якщо воно не використовується. При встановленні плати її торець замість заглушки стає елементом задньої стінки комп'ютера.
Першою придбала популярність, достатню для масового випуску, плата Sound Blaster. Сьогодні майже всі звукові плати забезпечують сумісність з нею (рис. 1-8). Сучасні звукові плати можуть не просто відтворити об'ємний звук, але і об'ємний керований в залежності від зображення на екрані.
У персональних комп'ютерах відео плати (VideoCard), перш за все, призначалися для узгодження з монітором (відеоадаптери), потім виведення на екран графіки знадобилися прискорювачі (відео акселератори).
РС починають завантаження з режиму VGA - Video Graphic Array (640x480 пікселів - picture element, pixel). Режим SuperVGA, формат 800 х 600 пікселів потрібен, щоб при оформленні одиночного документа було доступно все багатство шрифтів системи Windows. Для верстки журналів і газет обов'язково, хоча б 1024 х 768, а краще - 1280 х 1024 пікселів. Інакше не розгледиш, як стикуються окремі фрагменти. Малювання йде швидко на екрані з роздільною здатністю 1280 х 1024 - 1600 х 1200, з меншим форматом доведеться постійно перемикатися на великомасштабний перегляд фрагментів і т.д.
Якщо помножити крок (відстань між центрами пікселів) на необхідне число пікселів в рядку, а потім помножити на 1,25 (відношення довжини діагоналі екрана до довжини його рядки), то вийде довжина в міліметрах діагоналі потрібного монітора. (У дюймах - поділіть на 25,4). Так, що для сучасних персональних комп'ютерів потрібно монітор з розміром по діагоналі не менше 15 (краще 17) дюймів (мал. 1-9).

Список літератури

1. Кузнєцов Е. Ю., Осман В. М. Персональні комп'ютери і програмовані мікрокалькулятори: Учеб. посібник для Втузов - М.: Вищ. шк. -1991 Р. 160 с.
2. Борзенко А.В. IBM PC: пристрій, ремонт, модернізація. - М., Комп'ютер Прес, 1996 .- 344 с.
3. Ахметов А. Н., Борзенко О. В. Сучасний персональний комп'ютер. - М.: Комп'ютер Прес, 2003.-317 с.
4. Компьютерра / / М.: ТОВ "Преса" - 2001.
5. Комп'ютер Пресс / / М.: Комп'ютер Прес - 2002.
Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Програмування, комп'ютери, інформатика і кібернетика | Реферат
32.7кб. | скачати


Схожі роботи:
Властивості та роль в біохімічних процесах амінокислот входять до складу білкових молекул
Периферійні пристрої ЕОМ 2
Зовнішні пристрої ЕОМ
Периферійні пристрої ЕОМ
Пристрої ЕОМ КЕШ-пам`ять
Інформатика Пристрої введення і виведення Периферійні пристрої
Властивості та роль в біохімічних процесах амінокислот входять до з
Концепція справ входять у внутрішню юрисдикцію держави
Макроконвеєрної ЕОМ
© Усі права захищені
написати до нас