Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Слоты для установки плат расширения



Разъем для подключения питания.

Разъемы подключения дисководов и внешних устройств.

Вспомогательные микросхемы и устройства.

Самым крупным производителем системных плат является фирма Intel. Большинство технологических и технических новшеств для системных плат было введено именно этой фирмой. На массовом рынке производством системных плат занимаются фирмы, Asus, Gigabyte, Supermicro, Biostar и другие.

В последние годы производители стараются обеспечить экологичность системных плат, реализовывая экономичные режимы энергопотребления, учитывая запрет на использование вредных веществ в соответствии с принятой в 2006 году директивой Европейского союза[2].

Блок питания (БП) ПК обеспечивает электропитание всех устройств системного блока. Чем больше устройств предполагается разместить в ПК, тем более мощным должен быть БП. В современных IBM-совместимых ПК мощность блока питания достигает 300 ватт и более. В переносных полнофункциональных ПК, помимо БП от электросети используются аккумуляторы, которые обеспечивают автономную работу течении нескольких часов.

В процессе работы электронные компоненты ПК могут сильно нагреваться. Для их охлаждения используются вентиляторы. Отдельные вентиляторы всегда устанавливаются в блоке питания и для охлаждения процессора. Нередко дополнительные вентиляторы устанавливаются для охлаждения видеоадаптера и жестких дисков. В некоторые корпуса можно встроить специальные термодатчики.

Процессоры ЭВМ

Процессор ЭВМ правильнее называть центральным процессором, так как в компьютере может быть несколько специализированных процессоров, управляющих работой отдельных устройств. Центральный процессор является главным устройством, которое управляет всем процессом обработки информации в компьютере.

Он представляет собой сверхбольшую интегральную схему – кремниевый кристалл, выращенный по специальной технологии и содержащий огромное количество определенным образом связанных между собой элементов.

Важной характеристикой процессора является его производительность. Производительность определяется скоростью выполнения команд программы и в значительной степени определяется его тактовой частотой – количеством циклов работы устройства в единицу времени. Чем выше тактовая частота работы устройства, тем обычно выше производительность процессора.

Тактовая частота современных процессоров измеряется в ГГц (гигагерцах – 109 тактов в секунду). В 1965 году один из основателей компании Intel Гордон Мур сформулировал так называемый «закон Мура», согласно которому производительность процессора увеличивается не менее, чем в два раза каждые полтора года. Несмотря на то, что нет точного подтверждения этой зависимости, закон известен и принимается большинством людей, имеющих отношение к компьютерной технике, так как наглядно иллюстрирует небывалые темпы роста этой области индустрии.

В то же время на производительность оказывают влияние много других факторов. Производительность процессоров прямо зависит от размера кристалла, который в свою очередь определяется плотностью расположения элементов на нем. Чем меньше пути прохождения электронов, тем быстрее работает процессор. При уменьшении размеров процессоры потребляют меньше энергии, быстрее работают и становятся дешевле.

Одним из основных путей уменьшения размеров кристаллов и, соответственно, увеличения плотности расположения элементов является снижение норм толщины проводников. В настоящее время большинство производителей изготавливают процессоры по 45-ти и даже 32-нанометровой технологии. Планируется переход на производство 22-нанометровых элементов, что может существенно увеличить производительность современных ПК.

Для увеличения производительности в современных процессорах реализуется конвейерность или параллельное выполнение нескольких команд. Каждая команда делится на отдельные микрооперации, после выполнения первой микрооперации одной команды процессор приступает к выполнению начала следующей команды и т.д. Таким образом, может одновременно обрабатываться несколько команд программы. В некоторых ЭВМ в процессоре имеется несколько конвейеров, тогда его называют суперскалярным.

Еще одна характеристика процессора – разрядность – это число двоичных разрядов, обрабатываемых одновременно при выполнении одной команды. Большее число современных процессоров являются 32-х и 64-разрядными.

К характеристикам процессора относится наличие и параметры кэш-памяти – массива сверхбыстрой оперативной памяти, являющейся промежуточной между оперативным запоминающим устройством и процессором. Кэш-память позволяет увеличить производительность процессора, так как в нее помещаются из более медленной оперативной памяти блоки данных, которые обрабатываются процессором в текущий момент. Кэш-память разделяется на несколько уровней (см. «Внутренние запоминающие устройства ЭВМ»).

Важной является также архитектура микропроцессора, которая определяет, какие данные он может обрабатывать, какие машинные инструкции входят в набор выполняемых им команд. По архитектуре процессоры отличаются системой команд – полный перечень команд, которые способна выполнять данная ЭВМ. Часто различают CISC-процессоры (Common Instruction Set Computer) – процессоры с полным набором команд и RISC-процессоры (Reduced Instruction Set Computer) – процессоры с сокращенным набором команд.

Традиционно, в мэйнфреймах использовались CISC-процессоры, а в мини-ЭВМ – RISC-процессоры. С середины 90х гг. грань между CISC и RISC-процессорами стирается и на сегодняшний момент в CISC-процессорах используется много конструктивных решений, ранее характерных только для RISC-процессоров.

С введением суперскалярной архитектуры и повышением тактовой частоты компьютеры с RISC-архитектурой стали достигать большей производительности, чем CISC-процессоры. Кроме того, за счет уменьшения числа элементов в кристалле процессора может быть снижено его энергопотребление. Большая часть современных процессоров основаны на суперскалярной RISC-архитектуре.

Существует множество видов процессоров. Наиболее распространенными являются так называемые Intel-совместимые процессоры, которые используются в IBM-совместимых ПК. Самыми производительными из них на текущий момент являются процессоры линейки Intel Core i7 и процессоры семейства AMD Phenom II.

Внутренние запоминающие устройства ЭВМ

Внутренние запоминающие устройства (ЗУ) непосредственно взаимодействуют с процессором. К ним относятся:

- оперативная память (ОП) или оперативное запоминающее устройство (ОЗУ);

- кэш-память;

- регистровая память процессора.

Основные операции, выполняемые запоминающими устройствами - это запись и считывание информации, которые в совокупности называются обращением к памяти.

Наиболее важные характеристики памяти - это ее емкость (объем хранимой информации) и время доступа. Все внутренние ЗУ являются электронными устройствами и имеют высокое быстродействие и относительно небольшую емкость.

Оперативная память (ОП) называется памятью с прямым доступом (RAM – Random Access Memory), т.е. при обработке информации процессором может произойти обращение к любой ячейке оперативной памяти независимо от порядка расположения ячеек.

Назначение оперативной памяти – временное хранение и передача данных и команд, необходимых для выполнения операций процессором в данный момент. ОП является энергозависимой памятью, информация в ней сохраняется только при включенном компьютере. Поэтому перед выключением компьютера всю нужную информацию необходимо сохранить на каком-либо устройстве внешней памяти, иначе они будут потеряны.

Физически ОП в ПК представлена набором микросхем или модулей памяти, вставляемых в разъемы системной платы. Обычно используется память динамического типа (DRAM), которая, являясь недорогой, позволяет размещать в небольшом пространстве достаточно большое по емкости ЗУ. На сегодняшний день в качестве модулей памяти предлагается использовать оперативную память типа DDR SDRAM (Double Data Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory — синхронная динамическая память с произвольным доступом и удвоенной скоростью передачи данных). Она выпускается в виде 184-контактных модулей, емкость достигает 8 Гбайт, а частота – 2400 МГц и больше. Ведущими производителями являются фирмы Transcend, Kingston, Western Digital, A-DATA и другие.

Скорость обработки данных в компьютере существенно зависит от времени доступа к ОП. Чем больше время задержки сигнала (тайминг или латентность) при передаче данных из ОП в процессор, тем ниже производительность компьютера. Так как цикл работы динамической памяти больше цикла работы процессора, обращение к ОП может существенно замедлить обработку данных. Поэтому в современных компьютерах используется промежуточный буфер между процессором и ОП – кэш-память, которая выполнена на базе более быстрых статических модулях памяти.

В общем случае под кэш-памятью понимается быстродействующая память, предназначенная для ускорения доступа к данным, размещенным в памяти, обладающей меньшим быстродействием. Принцип ее работы состоит в том, что по мере работы устройства кэш-память заполняется блоками данных из памяти, обладающей меньшим быстродействием, и при последующих обращениях к медленной памяти сначала проверяется наличие этих данных в кэш-памяти. Если нужные данные уже размещены в ней, то их загрузка осуществляется существенно быстрее. Если нужных данных в кэш-памяти нет, то происходит обращение к медленно действующей памяти, и считанные из нее блоки данных загружаются в кэш-память вместо неиспользуемого в данный момент фрагмента данных кэш-памяти. Разработаны различные механизмы, позволяющие так спланировать загрузку-выгрузку данных из кэш-памяти, чтобы обеспечить оптимизацию времени доступа к данным медленно действующей памяти.

В современных компьютерах кэш-память разделена на несколько уровней. Кэш-память первого уровня (L1)является самой быстрой, расположена внутри процессора на том же кристалле и функционирует со скоростью процессора. Во многих случаях L1 разделена на две части: кэш команд и кэш данных. Емкость L1 обычно небольшая (от 64 до 384 Кбайт).

Второй уровень кэш-памяти (L2) обычно существенно больше по емкости (от сотен Кбайт до 12 Мбайт) и может располагаться также внутри процессора на кристалле (в более старых процессорах – отдельно в виде микросхем на системной плате). Емкость L2 имеет большое значение для процессора, оказывая существенное влияние на его производительность.

Кэш-память третьего уровня (L3) больше по емкости (может превышать 24 Мбайт), еще медленнее, чем кэш второго уровня, но значительно быстрее, чем ОП.

В некоторых высокопроизводительных ЭВМ имеется кэш-память четвертого уровня, которая выполняется в виде отдельной микросхемы.

Помимо процессора, собственную кэш-память имеют различные внешние устройства (например, накопители на дисках). Она не относится к внутренним ЗУ и является специализированной памятью конкретного устройства. Кроме того, в современных операционных системах всегда используется кэширование дисков. Для этого выделяется область оперативной памяти, через которую происходит обмен данными с накопителем.

Регистровая память процессора ‑ внутренняя память процессора, в которой собственно и происходит преобразование данных, получаемых из ОП или кэш-памяти. Это самая быстродействующая память, но и самая малая по емкости (несколько регистров по 32 бита и по 64 бита).

К внутренним ЗУ относится также постоянная память (ПЗУ), которая предназначена для хранения неизменяющейся информации: содержащихся в базовой системе ввода-вывода – BIOS – программ, необходимых для запуска работы компьютера. Она обеспечивает хранение информации и выполняет только операцию считывания, поэтому называется постоянной (ROM – Read Only Memory). Постоянная память является энергонезависимой и сохраняет информацию после отключения электропитания. Информация записывается в микросхему ПЗУ при ее изготовлении и остается неизменной, но при необходимости содержимое BIOS можно перезаписать с целью обновления.

 




Поиск по сайту:

©2015-2020 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.