- •1. Этапы развития вычислительной техники
- •1.1.История появления первых компьютеров
- •1.2.Поколения эвм
- •1.3.Основные типы эвм
- •2. Принципы работы компьютера
- •2.1.Общее устройство компьютера
- •2.2.Производительность компьютера
- •2.3.Архитектура персонального компьютера
- •2.4. Стандарт (конструктив) системного блока персонального компьютера
- •3. Микропроцессор
- •3.1.Общее устройство микропроцессора
- •3.2.Тактовая частота микропроцессора
- •3.3. Разрядность микропроцессора
- •3.4.Архитектура микропроцессора
- •Понятие о кэш-памяти и основные принципы её работы
- •Иерархия кэш-памяти
- •Ассоциативность кэш-памяти
- •Запись информации из процессора в основную память через кэш
- •3.5. Risc-процессоры
- •3.6.Современные микропроцессоры семейства х86
- •Микропроцессоры компании Intel
- •Второе поколение процессоров Core (Penryn)
- •Технологические новшества, применяемые в микропроцессорах Penryn
- •Микропроцессоры компании amd
- •Основные усовершенствования архитектуры в процессорах Phenom:
- •Шина Hyper Transport 3.0
- •Контроллер памяти
- •4. Оперативная память
- •4.1. Понятие об оперативной памяти и её основные характеристики
- •4.2. Требуемый объём памяти
- •4.3. Основные способы реализации оперативной памяти
- •4.4. Разновидности интерфейса динамической памяти
- •4.5. Характеристики оперативной памяти
- •Необходимый объём памяти на современном компьютере
- •4.6. Двухканальные контроллеры памяти
- •4.7. Память ddr2
- •4.8. Память ddr3
- •4.9. Скорость работы памяти
- •Латентность памяти
- •Микросхема spd
- •Пакетный режим передачи данных (Burst Mode)
- •Логические банки памяти
- •1. Активизация строки
- •2. Чтение/запись данных
- •3. Подзарядка строки
- •Соотношения между таймингами
- •5. Шины
- •5.1. Общие сведения о шине
- •5.2. Процессорная шина
- •5.3. Шина Hyper Transport
- •Шина Hyper Transport 3.0
- •5.4. Шина памяти
- •5.5. Шина pci
- •5.6. Шина agp
- •5.7. Последовательная шина pci-Express
- •5.8. Последовательная шина usb
- •5.9. Последовательная шина FireWire
- •5.10. Внешняя шина eSata (External Serial ata)
- •6. Жёсткие диски
- •6.1. Устройство жёсткого диска
- •6.2. Характеристики жёстких дисков
- •6.2.1. Габариты жёстких дисков (Form Factor)
- •6.2.2. Ёмкость жёсткого диска
- •6.2.3. Скорость вращения пластин
- •6.2.4. Система адресации на жёстких дисках
- •6.2.5. Быстродействие жёстких дисков
- •6.2.6. Объём буферной памяти (кэша)
- •6.2.8. Надежность
- •6.3. Интерфейсы жёстких дисков
- •6.4. Raid- массивы
- •6.5. Физическая и логическая структура жёстких дисков
- •6.6. Файловые системы
- •7. Видеоподсистема
- •7.1. Разновидности дисплеев
- •7.2. Основные принципы работы дисплеев на базе электронно-лучевой трубки
- •7.3. Жидкокристаллические дисплеи
- •Основные характеристики lcd-дисплеев
- •7.4. Другие виды дисплеев Плазменные дисплеи
- •Oled- мониторы
- •7.5. Видеоадаптеры
- •8. Микросхемы системной логики
2.3.Архитектура персонального компьютера
Рассматривая персональный компьютер в общем виде, его внутреннюю организацию можно представить так, как это показано на Рис. 2.2.
Рис. 2.2. Блок-схема основных устройств компьютера
Оперативная память- набор из нескольких микросхем, в которых хранятся команды программы и данные, которые эта программа обрабатывает. С точки зрения организации вычислительного процесса, оперативная память представляет собой множество восьмиразрядных ячеек для хранения информации, за каждой ячейкой закреплён индивидуальный адрес.
Шина в упрощённом виде представляет собой группу проводников, которая является магистралью передачи данных между внешними устройствами и ядром компьютера- процессором и памятью.
Постоянная память (ROM- Read Only Memory) – это устанавливаемая на материнской плате микросхема памяти, отличающаяся тем, что сохраняет своё содержимое при выключении питания компьютера. Информация в ROM записывается изготовителем и не должна меняться без необходимости. На современных системных платах содержимое ROM можно обновлять с помощью специальных программ. Это требует от пользователя определённой квалификации и ясного понимания причин и последствий такой операции. Микросхема ROM содержит несколько основных модулей:
Базовую систему ввода/вывода (Basic Input/Output System - BIOS). Она представляет собой набор программ и обработчиков прерываний, используемых для управления основными устройствами компьютера. BIOS участвует в выводе на экране компьютера символов и графики, записи и чтении данных с магнитных дисков, печати принтера, передаче файлов через модем и в выполнении многих других важных задач;
Программу первоначального тестирования компьютера (Power-On Self Test - POST). Эта программа начинает работать сразу после включения питания компьютера или нажатия кнопки Reset, перезагружающей операционную систему. POST проверяет все подсистемы компьютера. В случае обнаружения неисправности, не позволяющей продолжить работу, процедура POST выдаёт через динамик компьютера серию звуковых сигналов и отображает на экране соответствующее сообщение. По количеству прозвучавших звуковых сигналов можно определить причину ошибки. Звуковое сопровождение для сообщений выдается на случай, если не работает видеоадаптер или к компьютеру не подключен монитор.
Программу первоначальной загрузки компьютера. Программа первоначальной загрузки получает управление после успешного завершения тестов POST и делает первый шаг для загрузки операционной системы. Она считывает с жесткого или гибкого диска программу начальной загрузки операционной системы, записанную в загрузочном секторе диска, и передает ей управление;
Программу Setup. Эта программа может быть запущена по желанию пользователя в момент загрузки компьютера и предназначается для просмотра и настройки конфигурации компьютера. Программа Setup является частью ROM, но информация о настройках хранится отдельно в микросхеме CMOS-памяти, также установленной на системной плате компьютера. Чтобы содержимое CMOS-памяти, подобно ROM, не пропадало при выключении компьютера, она питается от маленькой батарейки. CMOS- это название технологии изготовления микросхем с малым энергопотреблением. В данном случае это необходимо, чтобы батарейка подпитки долго не истощалась. Так случилось, что название технологии изготовления микросхем перешло и на содержимое микросхемы, хранящей настройки компьютера;
В микросхему ROM также могут быть записаны различные вспомогательные программы. Например, программа для автоматического определения конфигурации жестких магнитных дисков, программа термоконтроля микросхем процессора и чипсета и пр.
При работе под Windows 9х BIOS управляет основными устройствами, при работе под Windows NT/2000/XP BIOS практически не используется, выполняя лишь начальную проверку и настройку. Контроллеры (управляющие схемы) некоторых высокопроизводительных внешних устройств (дисков и портов, сетевых карт и т.п.) имеют собственные BIOS в отдельных микросхемах ROM. Например, собственные BIOS имеют контроллеры жёстких дисков интерфейса SCSI.
Часы реального времени и таймер-счетчик — это устройства для внутреннего контроля времени и даты, а также для программной выдержки временных интервалов, программного задания частоты и т.д.
Системные устройства ввода/вывода — это те устройства, которые необходимы для работы компьютера и взаимодействия со стандартными внешними устройствами. Они могут быть выполнены на материнской плате, а могут располагаться на платах расширения.
Платы расширения устанавливаются в слоты (разъемы) системной платы и могут содержать оперативную память и устройства ввода/вывода.
Для упрощения соединения устройств персонального компьютера, они изготавливаются в виде отдельных модулей- печатных плат. На основной плате компьютера- материнской (системной) плате обычно располагаются микропроцессор, тактовый генератор (генератор тактовых импульсов), микросхема ROM, набор микросхем системной логики (чипсет). Часть схем, управляющих внешними устройствами компьютера (контроллеры и адаптеры), а также микросхемы оперативной памяти находятся на отдельных печатных платах, которые вставляются в унифицированные разъёмы (слоты) на материнской плате. Через эти разъёмы дополнительные модули подключаются непосредственно к шине. Если на материнской плате есть свободные разъёмы, то существует возможность подключить к компьютеру дополнительные устройства. Система построения компьютера в виде набора печатных плат- электронных модулей позволяет удобно наращивать мощность компьютера и менять конфигурацию внешних устройств.