ЛЕКЦІЯ №2 Будова комп’ютера

План

1.Магістрально-модульний принцип побудови комп’ютера 

2. Конструктивна архітектура

 

  1. Магістрально-модульний принцип побудови комп’ютера 

    Всі окремі пристрої в комп’ютері пов’язані єдиною системною шиною (System Bus) — набором електроних ліній щодо: Передачі даних (Data Bus), Адресації пам’яті (Address Bus),  Сигналів управління (Control Bus).

Комп’ютерна шина (магістраль)  — це комплекс з трьох типів ліній різної розрядності і продуктивності: управління, адреси і даних.

Основною характеристикою усіх шин є смуга пропускання (швидкість передачі інформації) — яка визначається її розрядністю і частотою обміну.

Розрядність — кількість біт, що обробляються (переданих) пристроєм одночасно, наприклад, розрядності шин: 8, 16, 32, 64 біта.
Частота — число операцій введення-виведення (тактів) в одиницю часу, вимірюється в Герцах (Гц), кіло (103) Гц, мега (106) Гц і гіга (109) Гц.

Смуга пропускання (Bandwidths or bit rate) = Розрядність × Частота (Біти / сек, кб / сек, Мб / сек, Гб / сек)
Приклад: USB 2.0: Released in April 2000, Added higher maximum bandwidth of 480 Mbit / s (now called «Hi-Speed»)

Контролер — пристрій (або програма), яка здійснює управління потоками цифрової інформації.

 

2. Конструктивна архітектура

 Комп’ютером ми будемо називати вміст системного блоку, корпусу, в якому зосереджені всі компоненти відповідальні за обчислення, зберігання, обробку та передачу даних.

Все, що знаходиться зовні — пристрої введення / виведення інформації .

Пристрої виведення інформації : монітор , принтер.

Пристрої введення інформації: клавіатура , миша

Це так звані периферійні пристрої.

 

Вузли, з яких складається системний блок комп’ютера.

1 ) Материнська (системна) плата

Системна плата ( MotherBoard , MainBoard )- друкована плата, що містить системну шину і пристрій її управління — системний контролер (мікросхеми з програмою управління шиною).

Плата це «шматок текстоліту», зазвичай прямокутної форми, на якому припаяні деякі електричні компоненти, і є можливість стикувати плату з іншими компонентами комп’ютера.

Один з найважливіших фізичних параметрів системних плат — формфактор, або типорозмір. Формфактор визначає не тільки розміри плати, а й можливості для установки тих чи інших вузлів, ефективність тепловідведення, використання корпусів і блоків живлення певних типів. Системні плати сімейства ATX. СП з формфактором NLX

Компоненти, з яких складається материнська плата, і які компоненти підключаються до неї :

1 Процесор ( CPU, Central Processor Unit , Модуль Центрального Процесора). Процесор це пристрій, який уміє виконувати певний набір команд (інструкцій), а комп’ютерна програма — це і є послідовність цих самих інструкцій. Тобто процесор — як би мозок комп’ютера, процесор виконує практично всі обчислення в комп’ютері.

2 Оперативна пам’ять ( RAM , Random Access Memory , пам’ять з довільним доступом) . RAM — енергозалежна пристрій , її вміст при виключенні живлення стирається.

3 Набір мікросхем або chipset , на базі якого будується материнська плата . Чіпсет забезпечує зв’язок між основними вузлами , розташованими на материнській платі , в першу чергу між процесором і пам’яттю. Крім того , сучасний чіпсет містить цілий ряд основних, базових контролерів різних пристроїв , що підключаються до материнської плати .

Які ж контролери інтегрують ? Контролер дисковода (його називають FDC — Floppy Disk Controller , а сам дисковод FDD — Floppy Disk Drive ) , до нього можна підключити 2 дисковода ; Контролер жорсткого диска (контролер прийнято називати IDE Controller , а жорсткий диск — HDD — Hard Disk Drive ) , причому вбудований в чіпсет контролер підтримує 2 порти для підключення жорстких дисків , а до кожного порту можна підключити по 2 диски , тобто до стандартної материнської плати можна підключити до 4 жорстких дісков.Контроллер порту принтера ( ще його називають паралельний порт або LPT port ). Як зрозуміло з назви до цього порту підключають принтер , так само нерідко в цей порт підключають сканер. Комунікаційні порти (2 шт.) , говорять так само про послідовні порти, COM — порти. До цих портів може підключатися миша, модем. Контролер клавіатури і контролер спеціального порту миші. ( PS/2 ). Контролер Універсальної Послідовної Шини (USB , Universal Serial Bus ), дозволяє до одного порту підключити послідовно 127 пристроїв, відео та аудіо контролери .

Зазвичай чіпсет складається з декількох мікросхем , найчастіше з двох . Ці мікросхеми прийнято називати мостами ( bridge ) . Одна мікросхема забезпечує зв’язок компонентів системної плати , її зазвичай називають Північним мостом (North bridge ), інша мікросхема називається Південним мостом ( South bridge ) , вона відповідальна в першу чергу за інтегровані в чіпсет контролери .

 

4 BIOS

BIOS ( Basic Input Output -System , базова система введення-виведення ). Це мікросхема постійної пам’яті . У цій мікросхемі записана програма, яка забезпечує початковий старт комп’ютера. У момент старту комп’ютера в першу чергу починає виконуватися вміст мікросхеми постійної пам’яті, власне програма BIOS. Ця програма забезпечує процедуру старту машини , перевірки , ініціалізації і налаштування всіх її вузлів , а потім передає керування операційній системі .

Набір роз’ємів, розташованих на материнській платі. Ці роз’єми призначені для установки так званих плат розширення. Це плати, що є контролерами яких або необхідних нам пристроїв , які не інтегровані в материнську плату. Наприклад , в ці роз’єми можна встановити відео плату ( що відповідає за виведення інформації на монітор) , аудіо плату ( що відповідає за звукові можливості комп’ютера) , TV або FM приймач і т.д.

Набагато важливіше шина (тобто магістраль обміну даними), що закінчується роз’ємом , який ми і спостерігаємо на платі.

 

2 ) Накопичувачі: накопичувачі на жорстких магнітних дисках (НЖМД), накопичувачі оптичної пам’яті.

 

3 ) Блок живлення

Блок живлення призначений для перетворення електричної енергії, що надходить з мережі змінного струму, в енергію постійного струму , придатну для живлення вузлів комп’ютера. Блок живлення містить елементи, що дозволяють згладити сплески і провали напруги , а також захистити стабілізатор від перенапруги в мережі.

Як правило, логічні електронні компоненти і ІМС ПК використовують постійні напруги +3,3 і +5 В, у той час як двигуни дисководів і вентиляторів працюють з напругою +12 В.

Існує сім стандартних формфакторів блоків живлення . П’ять з них створені на основі конструкцій IBM , два — на основі розробок Intel. У найбільш сучасних системах використовуються тільки три різновиди формфакторів , всі інші вважаються застарілими. ( Формфактори PC \ XT , ATX , LPX ) .

 

Призначення  та склад корпусу ПК.

Корпус ПК виконує наступні функції:

— забезпечує механічне кріплення і захист усіх елементів;

— екранує ПК від електромагнітних випромінювань;

— містить органи управління ПК ( включення, виключення , перезапуск ) ;

— підтримує режим охолодження.

 


Додаткові матеріали:

  1. Мультимедійна презентація «Магістрально-модульний принцип побудови комп’ютера»  ПЕРЕГЛЯНУТИ
  2. 3 Відео «Магістрально-модульний принцип побудови комп’ютера«


Контрольні питання:

1 Що таке комп’ютерна шина ?
2 Що таке розрядність ?
3. Що таке частота ?
4. Що таке смуга пропускання ?
5 Що таке контролер ?
6 Які є пристрої введення\виведення інформації?
7 Назвіть вузли, з яких складається системний блок комп’ютера.
8 Що собою представляє системна плата ?
9 Які компоненти розміщюються на  системній платі?
10 Що собою представляє чіпсет ?
11 Що собою представляє процесор ?
12 Що собою представляє BIOS?
13 Яке призначення блоку живлення ?
14 Які функції виконує корпус ПК ?