Базовая аппаратная конфигурация персонального компьютера

ускорения), но могут поставляться в виде  отдельной  платы,  устанавливаемой

на материнской  плате и подключаемой к видеоадаптеру.

Различают два типа видеоускорителей — ускорители плоской (2D)  и трехмерной

(3D)  графики.  Первые  наиболее  эффективны  для   работы   с   прикладными

программами (обычно офисного применения) и оптимизированы  для  операционной

системы  Windows,  а   вторые   ориентированы   на   работу   мультимедийных

развлекательных   программ,   в   первую   очередь   компьютерных   игр    и

профессиональных  программ  обработки  трехмерной  графики.  Обычно  в  этих

случаях используют разные математические принципы автоматизации графических

операций, но существуют ускорители, обладающие  функциями  и  двумерного,  и

трехмерного ускорения. 

Звуковая  карта 

Звуковая  карта  явилась  одним  из  наиболее   поздних   усовершенствований

персонального компьютера. Она подключается к одному  из  слотов  материнской

платы в  виде дочерней карты и выполняет  вычислительные  операции,  связанные

с  обработкой  звука,  речи,  музыки.  Звук  воспроизводится  через  внешние

звуковые  колонки, подключаемые к выходу звуковой карты.  Специальный  разъем

позволяет отправить звуковой сигнал  на  внешний  усилитель.  Имеется  также

разъем  для подключения микрофона, что  позволяет записывать речь  или  музыку

и сохранять  их на жестком диске для последующей  обработки и использования.

Основным  параметром  звуковой  карты  является  разрядность,   определяющая

количество  битов, используемых при преобразовании сигналов из  аналоговой  в

цифровую  форму и наоборот. Чем выше  разрядность,  тем  меньше  погрешность,

связанная с оцифровкой, тем выше качество звучания. Минимальным требованием

сегодняшнего  дня являются 16 разрядов, а  наибольшее  распространение  имеют

32-разрядные  и 64-разрядные устройства.

В  области  воспроизведения  звука   наиболее   сложно   обстоит   дело   со

стандартизацией. Отсутствие единых  централизованных  стандартов  привело  к

тому, что  ряд фирм, занимающихся выпуском звукового  оборудования,  де-факто

ввели  в  широкое  использование  свои   внутрифирменные   стандарты.   Так,

например, во многих случаях стандартными считают устройства,  совместимые с

устройством Sound Blaster, торговая марка на  которое принадлежит компании

Creative Labs. 

                 СИСТЕМЫ, РАСПОЛОЖЕННЫЕ НА МАТЕРИНСКОЙ  ПЛАТЕ 
 

Оперативная память 

Оперативная  память  (RAM   —   Random   Access   Memory)   —   это   массив

кристаллических ячеек, способных хранить данные. Существует много  различных

типов оперативной  памяти, но с точки зрения  физического  принципа  действия

различают динамическую память (DRAM) и статическую  память (SRAM).

Ячейки   динамической   памяти   (DRAM)    можно    представить    в    виде

микроконденсаторов, способных накапливать заряд на  своих обкладках.  Это

наиболее  распространенный и экономически доступный  тип  памяти.  Недостатки

этого типа связаны, во-первых, с тем, что как при заряде, так и при разряде

конденсаторов  неизбежны  переходные  процессы,  то   есть   запись   данных

происходит  сравнительно медленно. Второй важный  недостаток  связан  с  тем,

что заряды ячеек имеют свойство рассеиваться в пространстве,  причем  весьма

быстро. Если оперативную память постоянно не  «подзаряжать»,  утрата  данных

происходит  через несколько сотых долей  секунды. Для борьбы с  этим  явлением

в  компьютере  происходит  постоянная  регенерация  (освежение,  подзарядка)

ячеек оперативной  памяти. Регенерация осуществляется несколько десятков  раз

в секунду  и  вызывает  непроизводительный  расход  ресурсов  вычислительной

системы.

Ячейки  статической  памяти  (SRAM)  можно   представить   как   электронные

микроэлементы — триггеры, состоящие из нескольких транзисторов.  В  триггере

хранится  не заряд, а состояние (включен/выключен), поэтому этот  тип памяти

обеспечивает  более высокое быстродействие, хотя  технологически  он  сложнее

и, соответственно, дороже.

Микросхемы  динамической памяти используют в  качестве  основной  оперативной

памяти  компьютера.  Микросхемы  статической  памяти  используют  в  качестве

вспомогательной памяти  (так  называемой  кэш-памяти),  предназначенной  для

оптимизации работы процессора.

Каждая  ячейка  памяти  имеет  свой  адрес,  который  выражается  числом.  В

настоящее время в процессорах Intel Pentium и некоторых других  принята  32-

разрядная адресация, а это означает, что  всего  независимых  адресов  может

быть   232.   Таким   образом,   в    современных    компьютерах    возможна

непосредственная  адресация к полю памяти размером 232 = 4  294  967  296байт

(4,3Гбайт). Однако это отнюдь не означает, что  именно  столько  оперативной

памяти  непременно  должно  быть  в  компьютере.  Предельный   размер   поля

оперативной    памяти,    установленной    в    компьютере,     определяется

микропроцессорным  комплектом  (чипсетом)   материнской   платы   и   обычно

составляет  несколько сот Мбайт.

Одна адресуемая ячейка содержит  восемь  двоичных  ячеек,  в  которых  можно

сохранить 8 бит, то есть  один  байт  данных.  Таким  образом,  адрес  любой

ячейки  памяти можно выразить четырьмя байтами.

Представление о том,  сколько  оперативной  памяти  должно  быть  в  типовом

компьютере, непрерывно меняется. В середине 80-х годов поле памяти  размером

1Мбайт  казалось огромным, в начале 90-х   годов  достаточным  считался  объем

4Мбайт,  к середине 90-х  годов  он  увеличился  до  8Мбайт,  а   затем  и  до

16Мбайт.  Сегодня типичным считается размер  оперативной  памяти  32-64Мбайт,

но очень  скоро эта величина будет превышена  в  2-4  раза  даже  для  моделей

массового потребления.

Оперативная  память  в  компьютере  размещается  на  стандартных  панельках,

называемых модулями. Модули оперативной памяти вставляют в  соответствующие

разъемы на материнской плате.  Если  к  разъемам  есть  удобный  доступ,  то

операцию  можно выполнять своими руками. Если  удобного  доступа  нет,  может

потребоваться неполная разборка узлов, системного блока, и в  таких  случаях

операцию  поручают специалистам.

Конструктивно модули памяти имеют два исполнения — однорядные  (SIMM-модули)

и  двухрядные  (DIMM-модули).  На   компьютерах   с   процессорами   Pentium

однорядные  модули можно применять только парами (количество разъемов для  их

установки  на  материнской  плате  всегда  четное),  а   DIMM-модули   можно

устанавливать по одному. Многие модели материнских  плат  имеют  разъемы  как

того, так  и другого типа, но комбинировать  на  одной  плате  модули  разных

типов нельзя.

Основными характеристиками модулей оперативной  памяти являются объем  памяти

и время  доступа. SIMM-модули поставляются объемами  4,  8,  16,  32Мбайт,  а

DIMM-модули  — 16, 32,  64,  128Мбайт  и   более.  Время  доступа  показывает,

сколько времени необходимо для обращения  к ячейкам памяти — чем оно  меньше,

тем  лучше.  Время  доступа   измеряется   в   миллиардных   долях   секунды

(наносекундах, нс). Типичное время доступа к оперативной памяти  для SIММ-

модулей — 50-70нc. Для современных DIMM-модулей оно составляет 7-10нc. 

Процессор 

Процессор — основная микросхема компьютера, в  которой  и  производятся  все

вычисления. Конструктивно процессор состоит  из  ячеек,  похожих  на  ячейки

оперативной памяти, но в этих ячейках данные могут не только  храниться,  но

и изменяться. Внутренние ячейки процессора называют регистрами. Важно  также

отметить, что данные, попавшие в некоторые  регистры, рассматриваются не  как

данные, а  как команды, управляющие обработкой  данных  в  других  регистрах.

Среди регистров  процессора есть и такие, которые  в  зависимости  от  своего

содержания  способны  модифицировать  исполнение  команд.   Таким   образом,

управляя  засылкой данных  в  разные  регистры  процессора,  можно  управлять

обработкой  данных. На этом и основано исполнение программ.

С остальными устройствами компьютера,  и  в  первую  очередь  с  оперативной

памятью,  процессор  связан  несколькими  группами  проводников,  называемых

шинами. Основных шин три: шина данных, адресная шина и командная шина. 

Адресная  шина 

У  процессоров  Intel  Pentium  (а именно  они наиболее  распространены  в

персональных  компьютерах) адресная шина 32-разрядная, то есть состоит из  32

параллельных  линий. В зависимости от того, есть напряжение  на  какой-то  из

линий или  нет, говорят, что на  этой  линии  выставлена  единица  или  ноль.

Комбинация  из 32 нулей и единиц образует 32-разрядный  адрес, указывающий  на

одну из ячеек  оперативной  памяти.  К  ней  и  подключается  процессор  для

копирования данных из ячейки в один из своих  регистров. 

Шина данных 

По этой шине происходит копирование данных из оперативной памяти в  регистры

процессора  и обратно. В компьютерах, собранных  на  базе  процессоров  Intel

Pentium, шина данных 64-разрядная, то есть состоит из 64 линий,  по  которым

за один раз на обработку поступают сразу 8 байтов. 

Шина команд