Основні компоненти персонального комп’ютера: процесор і материнська плата.

Лекційне заняття № 4.

Змістовий модуль 1. Теоретичні основи використання

Сучасних інформаційних технологій.

Тема 4. Будова і принцип роботи персонального комп’ютера.

План.

1. Основні компоненти персонального комп’ютера: процесор і материнська плата.

2. Запам’ятовуючі пристрої персонального комп’ютера для зберігання інформації.

3. Периферійні пристрої персонального комп’ютера.

Ключові поняття теми: процесор, материнська плата, системна шина, оперативна пам'ять, жорсткий диск, монітор, клавіатура, принтер, миша, сканер, плотер, модем.

Базова література до теми: № 1, 3, 4, 8.

Допоміжна література до теми: № 5, 8, 9, 10, 12, 14.

Зміст лекції:

Основні компоненти персонального комп’ютера: процесор і материнська плата.

Персональні комп'ютери, робота яких ґрунтується на принципі програмного управління, мають схожу структуру. Вони включають такі апаратні засоби: центральний мікропроцесор, внутрішню і зовнішню пам'ять, системну шину, пристрої введення-виведення інформації.

Апаратне забезпечення комп'ютерів архітектури IBM PC. Центральний мікропроцесор, внутрішня пам'ять і системна шина даних конструктивно розташовані в окремому блоці, який називають системним. Пристрої зовнішньої пам'яті звичайно також розміщують у системному блоці, хоч інколи розміщують в окремих блоках.

Усі пристрої введення-виведення, а також пристрої внутрішньої пам'яті вмикають до системної шини через відповідні спеціальні плати, які називають адаптерами та контролерами. Центральний мікропроцесор, внутрішню пам'ять, системну шину, адаптери та контролери розміщують на одній платі, яку називають материнською. Умовно в персональному комп'ютері можна виділити чотири основні підсистеми: процесор; материнська плата; оперативна пам'ять; жорсткий диск.

Процесор. Основним компонентом, який характеризує персональний комп'ютер, є мікросхема центрального процесора – головний, "думаючий" елемент системи. Основним виробником процесорів для персональних комп'ютерів, який контролює біля 85% ринку, є компанія Intel. Спочатку процесори персональних комп'ютерів мали цифрові позначення: 8086; 80286; 80386; 80486 – кожна наступна модель була більш швидшою і потужнішою від попередньої. Однак, на сьогоднішній день всі вони зняті з виробництва. Процесором другої половини 90-х років XX ст. став Pentium. Проте, виробництво "звичайних" процесорів Pentium також було припинено в 1997 році, зразу ж після появи аналогічної мікросхеми з розширеним набором команд для прискореного виконання мультимедійних додатків, яка отримала назву Pentium ММХ.

Однак, і цю модель замінила більш досконала архітектура Р6, до якої увійшли такі процесори Pentium Pro, Pentium II, Celeron (дешевий аналог архітектури Р6), Хеоn і Pentium III. Окрім того, заслуговують на увагу процесори фірми AMD, особливе місце серед яких займає, серія К7, що з'явилась на ринку в 1999 році, – процесор Athlon, який склав справжню конкуренцію Pentium ІІІ. Нині випускаються процесори з допуском 0,18 мкм, які працюють на частотах 1,4 і 1,5 ГГц. Також завершено розробку технології випуску процесора 0,13 мкм, що дозволить значно збільшити кількість транзисторів в одному процесорі, і довести граничне значення тактової частоти до 5 ГГц. Архітектура, що лежить в основі процесора Pentium 4 називається Net Burst.

Материнська плата. Якщо процесор – "мозок" комп'ютера, то його "фундамент" – материнська або системна плата – велика друкована плата, до якої під'єднуються всі інші компоненти. її конструкція визначає, які моделі процесорів на неї можна встановлювати, які саме периферійні пристрої і в якій кількості можна встановити в комп'ютер. Багато в чому це визначається можливостями набору мікросхем, які лежать в основі материнської плати, так званого чіпсета.

Чіпсет. Внаслідок розвитку технологій виготовлення мікросхем, що входять до складу чіпсетів, їх функціональне призначення розширюється при збереженні або навіть зменшенні їх фізичних розмірів. Це дозволило інтегрувати в сучасну материнську плату систему введення/виведення для дисководів, жорстких дисків та інших дискових нагромаджувачів, які тепер під'єднуються безпосередньо до материнської плати. Для їх під'єднання в попередніх моделях комп'ютерів (до 80486) необхідно було встановлювати на материнську плату додаткову плату з контролером введення/виведення.

Деякі виробники випускають материнські плати, котрі містять в собі всі необхідні для роботи комп'ютера пристрої, інтегруючи в них відеоадаптери, звукові адаптери і навіть модеми, повністю задовольняючи, наприклад, роботі з офісними продуктами або здобуття простих звукових фрагментів для озвучення подій Windows, або забезпечення отримання електронних повідомлень у домашніх умовах, однак такі плати непридатні для професійної роботи. Однак виробники передбачили можливість від'єднання внутрішніх пристроїв і під'єднання до таких плат інших пристроїв через їх слоти розширення.

Системна шина. Однією із найважливіших характеристик материнської плати є тип системної шини. Якщо для процесора 80486 існували моделі материнських плат з шинами ISA, EISA, VL та ін., то для Pentium залишився тільки найбільш високопродуктивний варіант – шина РСІ. Додаткові пристрої, такі як плати звукових адаптерів або внутрішні модеми, під'єднуються до так званих слотів розширення, геометрія яких визначається системною шиною. Чим більше таких слотів, тим більше зовнішніх пристроїв можна під'єднати до персонального комп'ютера.

Генератор. Для забезпечення спільної роботи всіх пристроїв на материнській платі знаходиться генератор, який мільйони разів в секунду надсилає синхронізуючий сигнал. Частоту цього сигналу називають тактовою частотою системної шини. Найбільш поширеними є частоти 50 МГц, 60 МГц і 66 МГц. Природно, що чим більша частота, тим вища продуктивність персонального комп'ютера. Найновіші материнські плати мають тактову частоту 100 і 133 МГц.

Починаючи з комп'ютерів, створених на базі процесора 80486, в них реалізована технологія, яка дозволяє працювати з тактовою частотою, що перевищує тактову частої системної шини в кратну кількість разів. Зазвичай використовують коефіцієнти множення 1,5; 2; 2,5; 3 і вище. Наприклад, процесор Pentium 200 встановлюється на материнську плату з тактовою частотою 66 МГц і коефіцієнтом множення 3, що дає потрібні 200 МГц.

Шини для зовнішніх пристроїв. Окрім внутрішньої системної шини, на материнській платі є (або під'єднується до неї) одна або декілька шин для зовнішніх пристроїв – IDE, SCSI, USB.