Структура персонального компьютера (ПК)
Рассмотрим состав и назначение основных блоков ПК.
Примечание. Здесь и далее организация ПК рассматривается применительно к самым распространенным в настоящее время IBM PC совместимым компьютерам (ПК=РС – personal computer).
ПК состоит из системного блока и периферийного оборудования.
Его конфигурация (состав оборудования) можно гибко изменять по мере необходимости. Тем не менее, существует понятие базовой конфигурации, которую считают типовой. В таком комплекте компьютер обычно поставляется. Понятие базовой конфигурации может меняться[2][3].
В настоящее время в базовой конфигурации рассматривают четыре устройства:
· системный блок;
· монитор;
· клавиатура;
· мышь.
Ниже приведена структурная схема персонального компьютера типа IBM PC
Системный блок – корпус, в котором размещены основные электронные компоненты или модули ПК. Корпуса бывают двух основных разновидностей: 
- вертикального расположения (tower – башня), разновидности: baby-tower, mini-tower, midi-tower, big-tower.
- горизонтальное расположение (desktop), разновидности: small-footprint, slimline, (ultra) superslimline.
В состав системного блока входят
- системная (или материнская) плата (motherboard) с расположенными на ней электронными компонентами, платами и разъемами;
- накопители или приводы для сменных накопителей;
Блок питания смонтирован вместе с корпусом системного блока. Мощность блока питания варьируется в зависимости от типа корпуса – от 100-150 Вт (slim) до 300-450 Вт (big tower). На корпусе блока питания расположены охлаждающий вентилятор, общий сетевой разъем, тумблер, иногда сетевой разъем для подключения монитора. Электронные компоненты компьютера требуют различные напряжения питания . Тип блока питания на рисунке: FSP ATX-400PNF, 24+4 pin, 20+4 pin. Напряжения питания и мощность: +3,3 V – 30A, +5V – 28A, +12V1 – 18A, +12V2 – 18A, +5VSB – 2.0A, -12V – 0.5A; Комбинированная нагрузка: +3,3 VDC & +5VDC – 150 Вт +12V1&+12V2 – 348 Вт [2][3].
|
|
|
Системная (материнская плата)
Материнская плата предназначена для размещения или подключений всех остальных внутренних устройств компьютера – служит своеобразной платформой, на базе которой строится конфигурация всей системы.
Тип и характеристика различных элементов и устройств материнской платы, как правило, определяется типом и архитектурой центрального процессора. Как правило, именно центральный процессор или процессоры, их семейство, тип, архитектура и исполнение определяют тот или иной вариант архитектурного исполнения материнской платы.
По числу процессоров, составляющих центральный процессор, различают однопроцессорные и многопроцессорные (мультипроцессорные) материнские платы. Большинство персональных компьютеров являются однопроцессорными системами и комплектуются однопроцессорными материнскими платами.
|
|
|
Настройка материнской платы на конкретные электронные компоненты осуществляется с помощью перемычек (jumpers). В частности, этими перемычками устанавливается настройка на конкретную модель процессора - регулируются тактовая частота и напряжение питания. Материнская плата крепится к шасси корпуса системного блока, как правило, несколькими винтами с изолирующими пластмассовыми креплениями.
На материнской плате располагаются :
1. Наборы больших, однокристальных электронных микросхем – чипов (центральный процессор, чипсет, интегрированные контроллеры устройства и их интерфейсы).
2. Микросхемы памяти и разъемы их плат.
3. Микросхемы электронной логики.
4. Разъемы системной шины (стандартов ISA, EISA, VESA, PCI, AGP, PCI-Express и др.)
5. Простые радиоэлементы (транзисторы, конденсаторы, сопротивления и др.).
6. Слоты для подключения плат расширений (видеокарт или видеоадаптеров, звуковых карт, сетевых карт, интерфейсов периферийных устройств IDE, EIDE, SCSI …).
7. Разъемы портов ввода\вывода (COM, LPT, USB, PS\2 и др.).
На сегодняшний день существует четыре преобладающих типоразмера (форм – фактора) материнских плат – AT (12”), ATX (12”x9,6”), LPX (9”x13”) и NLX. Кроме того, есть уменьшенные варианты формата AT (Baby-AT) (8.5”x13”), ATX (Mini- ATX) (11.2”x8.2”), micro ATX) и NLX (micro NLX). Более того, недавно выпущено расширение к спецификации microATX, добавляющее к этому списку новый форм-фактор – FlexATX.
|
|
|
Спецификация ATX была предложена корпорацией Intel в 1995 году, и в настоящее время принята всеми ведущими изготовителями компьютеров. Задача ATX – предоставить стандартную спецификацию конструктива PC, на базе которой независимые разработчики компьютеров смогли бы строить взаимно-унифицированные системы. ATX предусматривает следующие основные предпосылки:
· Интеграцию на системной плате набора стандартных периферийных узлов: контроллеров HDD и FDD, портов COM и LPT, а также (по мере необходимости) видеоконтроллеров, звуковых портов, модемов и интерфейсов локальных сетей. Все это требует большего пространства для размещения разъемов.
· Переход электронной промышленности на повсеместное применение элементной базы, рассчитанной на понижение напряжения питания 3,3 или 3,0 В.
· Снижение потребляемой мощности компьютерными системами и снижения затрат на системы охлаждения (вентиляторы и т.п.) для компьютеров.
|
|
|
· Снижение затрат на сборку компьютеров на заводах и упрощение их модернизации пользователем.
· Возможность применения новых производительных микропроцессоров.
Конструктив ATX должен сыграть ту же роль в электронной промышленности, что и конструктив AT, появившийся в 1982 году и ставший стандартом de facto . Конструктив использует унифицированное расположение крепежных отверстий, благодаря чему в корпус можно установить платы Baby-AT, полноразмерную плату AT или плату ATX[4][5].
Системная шина
Это основная интерфейсная система компьютера. Интерфейс (interface) – совокупность средств сопряжения и связи устройств компьютера, обеспечивающая их эффективное взаимодействие. Системная шина представляет собой совокупность электрических линий связи (проводов), схем сопряжения с компонентами компьютера, протоколов (алгоритмов) передачи и преобразования сигналов.
В качестве системной шины в ПК используются:
· шины расширений – шины общего назначения, позволяющие подключать большое число самых разнообразных устройств,
· локальные шины, специализирующиеся на обслуживании небольшого количества устройств определенного класса.
Конструктивно выполняются в виде щелевых разъемов (слотов) на материнской плате для установки плат адаптеров.
Типы шин и их характеристики
| Тип\характеристика | Разрядность Данных\разрядность адреса, бит | Пропускная способность, Мбайт\с | Тактовая частота, МГц |
| ISA Промышленный стандарт до появления 32 разрядных ПК | 
| 4-16 | 8 |
| EISA Расширенная ISA | 
| 33 | 8-33 |
| PCI Локальная шина, выполняющая часть функций шины расширения, фактический стандарт | 
| 132,264 | 33,66,100,133 |
| AGP Локальная шина для подключения видеоадаптеров |
| 264,528,1056 | 66 |
Чипсет – набор управляющих интегральных схем, при подключении которых друг к другу формируется функциональный блок вычислительной системы, отвечающих за взаимодействие всех компонентов системного блока, связующее звено между всеми компонентами системной платы (i810. I815 - для P III, Celeron; i845, i850 – P4). В классическом варианте чипсет состоит их двух микросхем, называемых «северный мост» (North bridge) и «южный мост) – (South bridge). Определения «северный» и «южный» микросхемы получили из-за своего местоположения на системной плате – первый, соответственно, вверху, ближе к процессору и модулям памяти, второй внизу, в районе слотов расширения и разъемов контроллера IDE. Что касается слова «мост» (реже употребляют еще слово «магистраль») – то набор из этих двух микросхем представляет собой как бы систему мостов, объединяющих все контроллеры и периферийные устройства.
Архитектура чипсета (на примере процессора Pentium 4) показана на рис.
К шине подключаются адаптеры или контроллеры, служащие для согласования работы устройства с остальными блоками ПК.
Адаптер – блок для соединения устройств, использующих различные интерфейсы.
Контроллер – то же, что и адаптер, только с некоторыми самостоятельными функциями, способен выполнять собственные программы управления[2][3].
На данный момент наиболее популярной операционной системой, по праву считается семейство ОС Windows – это группа коммерческих операционных систем корпорации Microsoft, ориентированных на применение графического интерфейса при управлении. Изначально она была всего лишь графической надстройкой – программой для MS-DOS, сейчас же под управлением OS WINDOWS порядка 89% персональных компьютеров всего мира. Она работает на платформах х86, х86-64, IA-64, ARM [5].
Дата добавления: 2019-02-22; просмотров: 590; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!