Функциональная схема компьютера (основные устройства, их функции и взаимосвязь). Характеристики современных персональных компьютеров

Наконец, поскольку пользователю часто требуется вводить в  компьютерную систему новую информацию, необходимы еще и устройства ввода. Простейшим устройством ввода является клавиатура. Широкое распространение  программ с графическим интерфейсом  способствовало популярности другого  устройства ввода — манипулятора мышь. Наконец, очень эффективным  современным устройством для  автоматического ввода информации в компьютер является сканер, позволяющий  не просто преобразовать картинку с  листа бумаги в графический компьютерный файл, но и с помощью специального программного обеспечения распознать в прочитанном изображении текст  и сохранить его в виде, пригодном  для редактирования в обычном  текстовом редакторе.

Быстродействие различных  компонентов компьютера (процессора, оперативной памяти и контролеров  периферийных устройств) может существенно  различаться. Для согласования быстродействия на системной плате устанавливаются  специальные микросхемы (чипсеты), включающие в себя контролер оперативной  памяти (так называемый северный мост) и контролер периферийных устройств (южный мост).

Теперь, когда мы знаем  основные устройства компьютера и их функции, осталось выяснить, как они  взаимодействуют между собой.

Взаимосвязь основных устройств. Напомним, что для связи основных устройств компьютера между собой  используется специальная информационная магистраль, обычно называемая инженерами шиной (FSB: Front Side Bus), параллельная, 64 бита. Шина состоит из трех частей:

• шина адреса, на которой устанавливается адрес требуемой ячейки памяти или устройства, с которым будет происходить обмен информацией;
• шина данных, по которой собственно и будет передана необходимая информация;
• шина управления, регулирующая этот процесс (например, один из сигналов на этой шине позволяет компьютеру различать между собой адреса памяти и устройств ввода/вывода).

Частота FSB в настоящее  время достигает 900 МГц, пропускная способность достигает величины 64 бита×200 МГц×4(QDR)/8=6400 Мбайт/с.

Рассмотрим в качестве примера, как процессор читает содержимое ячейки памяти. Убедившись, что шина в данный момент свободна, процессор  помещает на шину адреса требуемый  адрес и устанавливает необходимую  служебную информацию (операция – чтение, устройство – ОЗУ и т.п.) на шину управления. Теперь ему остается только ожидать ответа от ОЗУ. Последнее, "увидев" на шине обращенный к нему запрос на чтение информации, извлекает содержимое необходимой ячейки и помещает его на шину данных. Разумеется, реальный процесс значительно подробнее, но нас сейчас не интересуют технические детали. Особо отметим, что обмен по шине при определенных условиях и при наличии определенного вспомогательного оборудования может происходить и без непосредственного участия процессора, например, между устройством ввода и внутренней памятью.

Подчеркнем также, что  описанная нами функциональная схема  на практике может быть значительно  сложнее. Современный компьютер  может содержать несколько согласованно работающих процессоров, прямые информационные каналы между отдельными устройствами, несколько взаимодействующих магистралей  и т.д. Тем не менее, если понимать наиболее общую схему, то разобраться  в конкретной компьютерной системе  будет уже легче.

Магистральная структура  позволяет легко подсоединять к  компьютеру именно те внешние устройства, которые нужны для данного  пользователя. Благодаря ей удается  скомпоновать из стандартных блоков любую индивидуальную конфигурацию компьютера.