Четверг, 24.08.2017, 11:49
Приветствую Вас Гость | RSS
Компьютер: жизнь внутри
Поиск
Форма входа

Новое...
Реальный замер скорости интернета
Смартфоны будут заряжаться от нашего тела
Intel и Micron разрабатывают 32-слойный чип памяти 3D NAND
OCZ планирует начать продажи своих новейших SSD-дисков серии Saber 1000
Универсальный аксессуар 8-в-1 XiStera для смартфонов Apple iPhone
Corsair дополнила свою линейку компьютерных корпусов Carbide новой моделью 330R Titanium Edition
От партнеров:
Друзья сайта
Статистика
Херсонский ТОП
Онлайн всего: 2
Гостей: 2
Пользователей: 0
Главная » Доска объявлений » Общая информация о компьютерах

Архитектура компьютера
03.01.2013, 18:02

Архитектура компьютера

Компьютерное «железо» — сложная электронная схема, состоящая из транзисторов, конденсаторов и резисторов. Один только процессор Pentium 4 содержит 42 млн транзисторов, а модуль памяти может насчитывать 4 млрд транзисторов и 8 млрд конденсаторов. Все, что происходит в этой схеме, сводится к обычным электрическим и электромагнитным процессам, известным нам из школьного курса физики. Конечно, описать работу аппаратной части компьютера на уровне отдельных транзисторов и конденсаторов, как устройство радиоприемника, — задача заведомо невыполнимая.
К счастью, в компьютере применяется принцип блочной конструкции. Каждый
блок, называемый устройством, является вполне завершенной и самостоятельной единицей, а все соединения между блоками соответствуют определенным стандартам.
Устройства состоят из микросхем и других электронных компонентов. В результате для описания работы компьютера не нужно каждый раз вдаваться в такие подробности, как работа отдельных транзисторов и микросхем, а достаточно представлять, как должны взаимодействовать блоки в целом.
Прежде чем рассматривать устройство, или архитектуру, компьютера, уточним
некоторые распространенные термины.
- Шина — группа проводников, связывающая различные устройства. Внешние
шины, например PCI или USB, представляют собой проводники печатной платы,
к которым припаяны разъемы. Внутренние шины соединяют устройства в пределах одной платы или даже внутри микроЬхемы.
- Порт — разъем, предназначенный для подсоединения какого-либо устройства.
- Процессор — устройство, выполненное в виде микросхемы, обрабатывающее
цифровые сигналы. Двоичные цифровые сигналы воспринимаются процессором
как команды. То, как именно процессор преобразует поступающие в него данные, зависит от получаемых им команд.
- Контроллер — устройство, управляющее другим устройством.
- Интерфейс — универсальное понятие, обозначающее способ взаимодействия
чего-либо с чем-либо. Под аппаратным интерфейсом понимают назначение соединяющих устройства проводников или контактов и характеристику передающихся по этим проводам сигналов. Программный интерфейс — это стандарт, описывающий, как различные программы обмениваются информацией. Наконец, пользовательский интерфейс — те элементы, посредством которых человек общается с программой. которой находится ряд устройств. Она является «скелетом» компьютера, к которому подсоединяются все остальные компоненты. Материнская плата построена на основе набора микросхем, или чипсета ( Chip Set). Одну из микросхем называют северным мостом (North Bridge), или МСН — Memory Controller Hub. Она обеспечивает передачу информации между центральным процессором, оперативной памятью, видеокартой и второй микросхемой чипсета — южным мостом {South Bridge), или ICH — I/O Controller Hub. Вторая микросхема содержит контроллеры ввода-вывода {I/O, Input-Output). К южному мосту подключаются все платы расширения, дисковод, приводы компакт-дисков и порты для внешних устройств.
Шина PCI связывает большинство периферийных устройств. К ее внешним разъемам подключаются звуковые карты, сетевые адаптеры, модемы, ТВ-тюнеры, контроллеры портов USB и FireWire. На материнской плате могут находиться встроенный звуковой контроллер и сетевая карта Фактически эти устройства подключены к той же шине PCI.
Контроллеры шин IDE и SATА, к которым подсоединяются винчестеры и приводы компакт-дисков, также подключены к шине PCI, хотя находятся внутри южного моста.
Обязательным компонентом материнской платы является микросхема BIOS, необходимая для загрузки компьютера и служащая для хранения и запуска специальной микропрограммы (Firmware). BIOS представляет собой flash-память. Другой обязательный компонент материнской платы — часы реального времени и полупостоянное запоминающее устройство (CMOS). Для питания этих описанных выше устройств используется литиевый аккумулятор в форме таблетки, который также расположен на материнской плате. Благодаря аккумулятору часы идут даже тогда, когда компьютер выключен.
CMOS сохраняет некоторые настройки, необходимые для работы BIOS. Кроме
микросхем, на материнской плате находятся цепи питания процессора и других
устройств, а также разъемы для процессора, оперативной памяти, видеокарты
и плат расширения.
Названия «северный мост» и «южный мост» введены в обиход только потому,
что на блок-схемах первый обычно изображается вверху, там, где на карте север, а второй — ниже. Северный мост работает на более высокой частоте и всегда горячий. Поэтому на микросхему МСН обычно устанавливают радиатор охлаждения, а иногда и небольшой вентилятор.
Центральный процессор ( Central Processor Unit, CPU) — «мозг» компьютера. В этой мощной микросхеме обрабатываются команды и данные. Вся информация обязательно проходит через процессор. По названию процессора (Intel Pentium или AMD) часто идентифицируют весь компьютер. Процессор рассеивает мощность несколько десятков ватт и снабжен системой охлаждения.
Оперативная память (Random Access Memory, RAM) предназначена для временного хранения данных в процессе работы компьютера. Вся информация накапливается в оперативной памяти и уже оттуда поступает в процессор и другие устройства.
Данные в оперативной памяти присутствуют только до тех пор, пока на нее подается напряжение питания и работает тактовый генератор.
Видеоадаптер, или видеокарта, служит для вывода информации, получаемой от
центрального процессора, на монитор. Видеокарта подключается к шине AGP, или PCI-Е х16. Современный видеоадаптер устроен как «компьютер в компьютере» и обладает собственным процессором и оперативной памятью. Для диагностики неисправностей компьютера существенно, что при выводе текстовой, двухмерной или трехмерной информации используются разные наборы функций видеокарты.
В результате некоторые неполадки видеоадаптера могут проявляться лишь при
воспроизведении трехмерной графики, то есть преимущественно в играх.
Встроенные видеокарты входят в состав микросхемы северного моста. В наиболее дешевых «бюджетных» материнских платах с встроенным видеоадаптером разъем для видеокарты (AGP, или PCI Express х16) отсутствует, в других моделях разъем для установки отдельной видеокарты есть. Причем если к нему подключена видеокарта, то используется она, а встроенный видеоадаптер автоматически отключается.
Звуковая карта превращает цифровой образ звука в электрические колебания, которые затем выводятся на колонки или наушники. Процессор звуковой карты может выполнять и обратную операцию — оцифровку звуковых колебаний, то есть преобразование аналогового сигнала в цифровой код. Чаще всего звуковая карта выполнена в виде отдельной микросхемы на материнской плате, хотя выпускаются и высококачественные звуковые PCI-карты.
Приводы и дисководы предназначены для записи, хранения и воспроизведения
информации. В основе их работы лежит запись информации в виде дорожек на
вращающиеся диски. Информация, записанная на эти носители, сохраняется
после выключения компьютера. Винчестеры и дисководы используют принцип
магнитной записи, а в приводах компакт-дисков и DVD применяется оптическая
запись.
Блок питания преобразует переменное напряжение электросети в постоянные напряжения,
требующиеся для питания всех компонентов компьютера. Это устройство
выполняет чисто электрические функции и в обработке информации не участвует.

Читайте также Принципы измерения нелинейных искажений
Добавил: Master_Loki |
Просмотров: 1336 | Рейтинг: 0.0/0



Помощь On-Line
t>