Архитектура персонального компьютера

Архитектура персонального  компьютера

СОДЕРЖАНИЕ

|                                               |стр.                     |

|Вступление                                     |3                        |

|Внутренние устройства  ПК                       |4                        |

|Внешние устройства  ПК                          |7                        |

|Краткая история  компьютерной техники            |9                        |

|Заключение                                     |12                       |

|Список использованной  литературы               |13                       |

                                 ВСТУПЛЕНИЕ.

   Слово  «компьютер» означает  «вычислитель». Потребность  в автоматизации

обработки данных, в том числе  вычислений, возникла очень давно.

   В настоящее  время индустрия  производства компьютеров   и  программного

обеспечения является одной из наиболее важных сфер экономики  развитых  и

развивающихся стран. Причины стремительного роста индустрии  персональных

компьютеров:

V невысокая стоимость;

V сравнительная  выгодность для  многих деловых  применений;

V простота использования;

V  возможность   индивидуального    взаимодействия   с   компьютеров    без

   посредников  и ограничений;

V высокие возможности  по переработке,  хранению и выдаче  информации;

V высокая надежность, простота ремонта  и эксплуатации;

V  возможность   расширения  и   адаптации   к   особенностям   применения

   компьютеров;

V наличие программного  обеспечения, охватывающего  практически все   сферы

   человеческой  деятельности, а также  мощных систем  для разработки  нового

   программного  обеспечения.

   Мощность  компьютеров постоянно  увеличивается, а  область их применения

  постоянно   расширяется.  Компьютеры  могут   объединяться  в  сети,  что

позволяет миллионам  людей легко обмениваться информацией с  компьютерами,

находящимися  в любой точке  земного шара.

   Так   что  же   представляет   собой   это    уникальное   человеческое

изобретение?  Первый  признак,  по  которому  разделяют   компьютеры,   -

платформа. Можно  выделить две основные платформы ПК:

1. Платформа IBM – совместимых   компьютеров   включает  в   себя  громадный

   спектр  самых различных  компьютеров, от  простеньких домашних  персоналок

   до сложных  серверов. Именно  с этим типом  платформ обычно  сталкивается

   пользователь. Кстати, совершенно  не  обязательно,  что  лучшие  IBM  –

   совместимые   компьютеры  изготовлены   фирмой  IBM  –  породивший  этот

   стандарт  «голубой гигант»  сегодня  лишь  один  из  великого  множества

   производителей  ПК.

2.  Платформа  Apple  представлена   довольно   популярными    на   Западе

   компьютерами  Macintosh.  Они   используют  своё,  особое  программное

   обеспечение,  да и «начинка»  их существенно  отличается  от  IBM.  Но  в

   России  большого распространения  они не получили.

    Обычно IBM-совместимые  ПК состоят из  трех частей (блоков):

- системного  блока;

- монитора (дисплея);

- клавиатуры (устройства, позволяющего вводить  символы в компьютер);

   Компьютеры  выпускаются и  в  портативном   варианте  –   в  «наколенном»

(лэптоп 4-12кг), или   «блокнотном»  (ноутбук  2-6кг),  исполнении.  Здесь

системный блок, монитор и клавиатура заключены в один корпус:

   Если снять  корпус системного  блока  и   посмотреть  внутрь,  то  можно

увидеть детали, соответствующее  следующей схеме  архитектуры ПК:

                                    [pic]

   Данная  схема  является  примером  внутренней  «начинки»  компьютера,

естественно, что  при наличии или  отсутствии тех или  иных устройств  схема

изменится. Однако есть устройства, которые  в любом случае установлены  на

современном  персональном  компьютере.  О  них-то  и  пойдёт   дальнейший

разговор.

                          ВНУТРЕННИЕ УСТРОЙСТВА  ПК.

   Самым   главным  элементом   в  компьютере,   его   «мозгом»   является

микропроцессор  –  электронная  схема,  выполняющая  все   вычисления   и

обработку  информации.  Скорость  его   работы   во   многом   определяет

быстродействие  компьютера. А началось всё с появлением скромной по  своим

возможностям  микросхемы Intel 4004 –  первого микропроцессора,  созданного

в 1971г. командой во главе с талантливым  изобретателем,  доктором  Тедом

Хоффом. Изначально эта микросхема предназначалась  для  микрокалькуляторов

и была изготовлена  по заказу японской фирмы.  К  счастью  для  всех  нас,

фирма эта обанкротилась. С этого момента  и  началась  эпоха  персональных

компьютеров.     Прошло    несколько    десятилетий.    Ученые    выявили

закономерность,   назвав   её   «законом   Мура»:    ЕЖЕГОДНО    МОЩНОСТЬ

МИКРОПРОЦЕССОРОВ  УДВАИВАЕТСЯ!

   На  первый  взгляд  процессор   –  просто  выращенный  по  специальной

технологии  кристалл  кремния.   Однако  камешек  этот  содержит  в  себе

множество отдельных  элементов – транзисторов, которые  в  совокупности  и

наделяют компьютер  способностью «думать». Процессор состоит  из нескольких

важных деталей: собственно процессора – «вычислителя»  и  сопроцессора  –

специального  блока для  операций  с  «плавающей  точкой»  (или  запятой).

Применяется сопроцессор  для особо точных и сложных расчётов, а также  для

работы с рядом  графических программ.

   Кэш - память  первого уровня  – небольшая (несколько  десятков килобайт)

сверхбыстрая   память,   предназначена   для    хранения    промежуточных

результатов.

   Кэш-память  второго уровня  – память чуть  помедленнее, зато  больше – от

128 до 512Кб. Она  может быть интегрирована  на самом кристалле  процессора,

а может –  отдельно, в виде дополнительного  кристалла (как на  процессорах

Pentium II).

      В  настоящее   время   в    компьютерах    используются   процессоры,

разработанные фирмами Intel, AMD, Cyrix и IBM. Процессоры отличаются друг

от друга двумя  характеристиками: типом (моделью) и тактовой частотой. Чем

выше тактовая частота, тем выше  производительность  и  цена  процессора.

Тактовая  частота  указывает,  сколько  элементарных  операций   (тактов)

выполняется за одну секунду. Тактовая  частота  измеряется  в  мегагерцах

(МГц). Современные  процессоры фирмы  Intel достигают   тактовой  частоты   в

1900 МГц (Pentium 4). Фирма, составляющая  наибольшую конкуренцию  им  AMD,

выпускает процессоры до 1400 МГц (AMD  Thunderbird).  В  соответствие  со

стандартом  PC2000  –  на  домашние  компьютеры   рекомендуется   ставить

процессор с тактовой частотой не ниже  500  МГц.  Следует  заметить,  что

разные поколения  процессоров выполняют  одни и те же  операции  (например,

деление или  умножение)  за  разное  число  тактов.  Чем  выше  поколение

процессора, тем, как правило,  меньше  тактов  требуется  для  выполнения

одних и тех  же операций. Например, процессор Intel  Pentium  II  работает

раза в два  быстрее, чем процессор  Intel  CELERON  с  такой  же  тактовой

частотой.  За  20-ю  историю  массового  развития   компьютерного   рынка

сменилось семь поколений процессоров  фирмы Intel: 8088,  286,  386,  486,

Pentium, Pentium II,  Pentium  III,  Pentium  4.  Кроме  того,  в  каждом

поколении существует  ещё  и  целая  серия  отличающихся  друг  от  друга

моделей. Например, в поколении Pentium II их три: «обычный»  Pentium  II,

«облегчённый  вариант» Celeron и  сверхмощный  Xeon,  предназначенный  для

больших промышленных компьютеров. Однако  процессоры  фирмы  Intel  очень

дороги, здесь  и  всплывает  конкурент.  При  гораздо  меньшей  цене  AMD

предлагают   микропроцессоры    в    некоторых    параметрах    обходящие

микропроцессоры Intel.  Например,  AMD  K7  Thunderbird  1000  МГц  стоит

2947руб, а процессор  Intel Pentium III 1000 МГц  стоит 6318руб.!

   Оперативная  память  (RAM,  ОЗУ)  обеспечивает  работу  с  программным

обеспечением. Из неё  процессор  и  сопроцессор  (устройство,  помогающее

выполнять процессору сложные математические вычисления) берут  программы и

исходные данные для обработки. Характеристика оперативной памяти – объём,

измеряемый в  мегабайтах  (Мб).  Оперативная  память  выпускается  в  виде

микросхем, собранных  в специальные  модули: SIMM, DIMM или  новейший модуль

RIMM. Каждый модуль  может вмешать  от 1 до 512 Мб. Лучшие  модули  памяти,

поступающие на наш рынок, украшены лейблом  Kingstone,  Micron,  Samsung.

Конечно, «безымянные» модули собираются из таких  же  микросхем  и  стоят

намного дешевле, но переплата нескольких десятков долларов за фирму  себя

окупает.

   Чтобы  компьютер работал,  необходимо, чтобы  в его  оперативной   памяти

находились программа  и данные. А попадают они туда из различных  устройств

компьютера. Таким  образом, для  компьютера  необходим  обмен  информацией

между оперативной  памятью и внешними устройствами. Такой  обмен называется

вводом-выводом. Но этот обмен  не происходит непосредственно: между любым

внешним устройством  и  оперативной  памятью  в  компьютере  имеются  два

промежуточных звена:

    1) Для  каждого внешнего  устройства в компьютере  имеется  электронная

схема  (контроллер  или  адаптер),  которая   им   управляет.   Некоторые

контроллеры  (например,  контроллер   дисков)   могут   управлять   сразу

несколькими устройствами.

    2) Все   контроллеры   и  адаптеры  взаимодействуют   с  процессором   и

оперативной  памятью  через   системную   магистраль   передачи   данных,

называемой шиной.  Шина  –  системная  плата,  обеспечивающая  ввод-вывод

информации. Характеристикой  шины является скорость обмена. Основные  типы

шин (расположены  в порядке улучшения  характеристик):  ISA,  EISA,  VESA,

PCI, AGP.  Разъёмы-«слоты»  стандарта PCI. Родился  он около 10 лет  назад и

сегодня   является   основным   стандартом   слотов    для    подключения

дополнительных  устройств. Разъёмы PCI –  обычно  самые  короткие,  белого

цвета, разделенные  свое