Классификация по уровню специализации

Классификация по уровню специализации на универсальные и специализированные, предназначенные для решения конкретного круга задач.

• На базе универсальных компьютеров можно собирать вычислительные системы произвольного состава: один и тот же ПК можно использовать для работы с текстами, музыкой, графикой, фото- и видеоматериалами.

• Специализированные компьютеры предназначены для решения конкретного круга задач, например, бортовые компьютеры автомобилей, самолетов, судов, космических аппаратов.

Другие классификации

Классификация по типоразмерам: настольные (desktop), портативные (notebook), карманные (записные книжки) (Palmtop).

Классификация по совместимости: различают по аппаратной

платформе, например: IBM PC и Apple Macintosh. Существуют другие виды совместимости: совместимость по уровню операционной системы, программная совместимость, совместимость на уровне данных.

Классификация по типу используемого процессора. Тип используемого процессора в значительной степени характеризует технические свойства компьютера.

Базовая аппаратная конфигурация компьютера или состав компьютера

Состав вычислительной системы называется конфигурацией.

Системный блок

• Устройства, находящиеся внутри системного блока называются внутренними, а подключаемые к нему снаружи - внешними.

• По внешнему виду различаются формой корпуса: горизонтальные (desktop) и вертикальные (полноразмерный big tower), midi tower, mini tower. Среди корпусов, имеющих горизонтальное исполнение, выделяют плоские и особо плоские (slim).

Материнская (системная) плата

Материнская плата – самая большая печатная плата, на которой находятся разъем центрального процессора, разъемы оперативной памяти, слоты, чипсет и т.д. Это основная плата персонального компьютера.

На материнской плате размещаются:

• Процессор – основная микросхема, выполняющая большинство математических и логических операций;

• Микропроцессорный комплект (чипсет) – набор микросхем, управляющих работой внутренних устройств компьютера и определяющих основные функциональные возможности материнской платы;

• Шины - наборы проводников, по которым происходит обмен сигналами между внутренними устройствами компьютера;

• Оперативная память (ОЗУ) предназначена для временного хранения данных, когда включен компьютер;

• Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) – микросхема для длительного хранения данных, в том числе, когда компьютер выключен;

• Разъемы для подключения дополнительных устройств (слоты);

• Радиаторы, специальные вентиляторы (кулеры) и теплопроводная паста применяются для отвода тепла.

Чипсет

Чипсет - это микросхема, имеющая обычно вид прямоугольника с выводами по бокам. Это набор чипов, включающий мосты (устройства соединения шин), контроллеры, тактовый генератор, делители и т.д. Так как чипсет определяет согласованность устройств компьютера, иногда его называют системной логикой. Всего в наборе может содержаться от одного до четырех чипов.

Основные возможности платы, определяемые чипсетом:

• поддерживаемые центральные процессоры;

• логику коммутации устройств между собой (процессора, памяти и т.п.);

• частоту спстемной шины:

• поддержку нескольких процессоров;

• типы и размер основной памяти;

• количество слотов различных типов;

• дисковый интерфейс и его скоростные режимы;

• интегрированные устройства;

• мониторинг ПК.

Процессор

Это основная микросхема компьютеров, в которой производятся все вычисления. Конструктивно состоит из ячеек, в которых данные могут не толь храниться, но и изменяться. Внутренние ячейки процессора называются регистрами. С остальными устройствами связан шинами: шины данных, командная шина и адресная шина.

Центральный процессор

Центральный процессор (ЦП; CPU — англ. central processing unit, дословно — центральное вычислительное устройство) - процессор машинных инструкций, часть аппаратного обеспечения компьютера или программируемого логического контроллера, отвечающая за выполнение арифметических операций, заданных программами операционной системы, и координирующий работу всех устройств компьютера.

Современные ЦП, выполняемые в виде отдельных микросхем (чипов), реализующих все особенности, присущие данного рода устройствам, называют микропроцессорами.

Архитектура процессора

• RISC (Reduced Instruction Set Computing) – процессоры с сокращенной системой команд, используются в специализированных компьютерах.

• CISC – процессоры с расширенной системой команд, отличаются большим количеством поддерживаемых команд. Для CISC процессоров характерно: сравнительно небольшое число регистров общего назначения, большое количество машинных команд, большое количество методов адресации, большое количество форматов команд различной разрядности и т.д. CISC-процессоры используют в универсальных вычислительных системах.

• MISC (Minimum Instruction Set Computing) – вычисления с минимальным набором команд. Дальнейшее развитие идей команды Чака Мура, который полагает, что принцип простоты, изначальный для RISC-процессоров, слишком быстро отошёл на задний план. В борьбе за максимальное быстродействие, RISC догнал и перегнал многие CISC процессоры по сложности. Архитектура MISC строится на стековой вычислительной модели с ограниченным числом команд.

Многоядерные процессоры

Содержат несколько процессорных ядер в одном корпусе (на одном или нескольких кристаллах). Процессоры, предназначенные для работы одной копии операционной системы на нескольких ядрах, представляют собой высокоинтегрированную реализацию системы « Мультипроцессор».

На данный момент массово доступны процессоры с двумя ядрами, в частности Intel Core 2 Duo на ядре Conroe и Athlon64X2 на базе микроархитектуры К8. В ноябре 2006 года вышел первый четырёхъядерный процессор Intel Core 2 Quad на ядре Kentsfield, представляющий собой сборку из двух кристаллов Conroe в одном корпусе.

10 сентября 2007 года были выпущены в продажу нативные (в виде одного кристалла) четырёхъядерные процессоры для серверов AMD Quad-Core Opteron, имевшие в процессе разработки кодовое название AMD Opteron Barcelona.

19 ноября 2007 вышел в продажу четырёхъядерный процессор для домашних компьютеров AMD Quad-Core Phenom. Эти процесоры реализуют новую микроархитектуру К8L (К10).

27 сентября 2006 года Intel продемонстрировала прототип 80-ядерного процессора. Предполагается, что массовое производство подобных процессоров станет возможно не раньше перехода на 32-нанометровый техпроцесс, а это в свою очередь ожидается к 2010 году.

Основные параметры процессора

• Рабочее напряжение, которое обеспечивает материнская плата;

• Разрядность процессора показывает, сколько бит данных он может принять и обработать за один раз (такт);

• Рабочая тактовая частота. Чем выше частота тактов, поступающих на процессор, тем больше команд он может исполнить в единицу времени, тем выше его производительность;

• Коэффициент внутреннего умножения тактовой частоты;

• Размер кэш-памяти.

Система команд процессора

Система команд – это список всех командных слов языка, ассемблер для данного типа процессора.

• В процессе работы процессор обслуживает данные, находящиеся в его регистрах, в поле оперативной памяти, а также данные, находящиеся во внешних портах процессора.

• Часть данных он интерпретирует как данные, часть данных – как адресные данных, а часть – как команды. Совокупность всех возможных команд, которые может выполнять процессор над данными, образует так называемую систему команд процессора.