Системний блок
СОДЕРЖАНИЕ: Реферат на тему: Системний блок Як ми вже казали ранiше, системний блок мiстить всi основнi компоненти електронiки . Розглянемо їх бiльш докладно. Блок живлення.Реферат на тему:
Системний блок
Як ми вже казали ранiше, системний блок мiстить всi основнi компоненти електронiки ПК . Розглянемо їх бiльш докладно.
Блок живлення. Вiн перетворює змiнний електричний струм у постiйний, забезпечуючи чотири стабiлiзованих напруги: + 1 2 В , 1 2 В , + 5 В та 5 В . Потужнiсть блока живлення у IBM PC становила 6 5 Вт , у IBM PC XT 13 0 Вт , у IBM PC AT 20 0 Вт .
Системна (материнська) плата. На нiй розташована бiльшiсть основних елементiв, мiкросхем, що забезпечують роботу ПК . До них входять:
блок центрального процесора (процесор, сопроцесор);
постiйний запамятовуючий пристрiй (ПЗП) Read Only Memory ( ROM память тiльки для читання);
оперативний запамятовуючий пристрiй (ОЗП) Random Access Memory ( RAM память довiльного доступу);
генератор тактової частоти ;
програмуємий внутрiшнiй таймер (Programmable Internal Timer);
шинний контролер (Bus Controller);
контролер переривань (Interrupt Controller);
контролер прямого доступу до памятi (Direct Access Memory Controller);
розєми розширення системи та iншi.
Всi компоненти, про якi йшла мова, зєднуються один з одним за допомогою системи провiдникiв, що зветься шиною (Bus).
Дисководи (Drive) гнучких (Floppy) та жорстких або фiксованих (Hard, Fixed) дискiв.
Печатнi плати контролерiв (адаптерiв) пристроїв: вiдеоконтролер, контролер дисководiв, порти введення/виведення.
Розглянемо характеристики та функцiї, якi виконують вказанi вище компоненти бiльш докладно.
Процесори (сопроцесори)
Як ми вже казали, в IBM -сумiсних ПК використовуються (мiкро)процесори фiрми Intel i86 ( 88 ), i286 , i386 , i486 та Pentium . Найважливiшi характеристики цих процесорiв наводяться у таблицi.
| Тип | Рік | Кількість транзисторів |
Розрядність шини | Адресуєма память |
MIPS | |
| даних | адресів | |||||
| 8086 | 1978 | 29 000 | 16 | 20 | 1 М | 0.33 |
| 8088 | 1979 | 29 000 | 8 | 20 | 1 М | 0.33 |
| 80286 | 1982 | 134 000 | 16 | 24 | 16 М | 1.2 |
| 80386 | 1985 | 275 000 | 32 | 32 | 4 Г | 6 |
| 80486 | 1989 | 1 200 000 | 32 | 32 | 4 Г | 20 |
| Pentium | 1993 | 3 100 000 | 64 | 32 | 4 Г | 112 |
| Pentium Pro | 1995 | 10 000 000 | 64 | 32 | 4 Г | 200 |
Зауважимо, що процесор i88 вiдрiзняється вiд процесора i86 тим, що по шинi даних i88 передається за один такт роботи компютера лише один байт ( 8 бiт ), в той час як по шинi даних i86 два байти ( 1 6 бiт ). Звичайно, процесор i88 у цьому розумiннi працює повiльнiше, але на той час, коли сторювався IBM PC , дешевше було використання саме процесора i88 , оскiльки тодi були вже добре розробленi схеми, якi забезпечували передачу за 1 такт саме одного байта.
Відмітимо також, що розряднiсть адресної шини повнiстю визначає обєм памятi ПК , до якої можна адресуватися (див. таблицю iз степенями двiйки).
Вiдзначимо нарештi, що продуктивнiсть роботи процесора вимiрюється в деяких умовних одиницях MIPS (Million of Instructions Per Second мiльйон iнструкцiй за секунду). Тут пiд iнструкцiєю розумiється деяка елементарна дiя процесора, а такi операцiї як множення, дiлення чисел тощо можуть включати навiть десятки таких iнструкцiй. В одній з останніх моделей Pentium , що працює на частоті 15 0 МГц , зафіксована продуктивність у 25 0 MIPS .
Фірма Intel планує випуск наступного покоління свого процесора під назвою P7 з 2 5 млн транзисторів у своєму складі.
За прогнозом президента компанії Intel Енді Гроува на 2011 рік (40 років з моменту випуску фірмою першого мікропроцесора) процесор буде містити у своєму складі близько 1 млрд транзисторів і працюватиме на частоті 1 0 ГГ ц !
Як уже відзначалось, в IBM -подібних ПК використовуються процесори фірми Intel . Інші фірми випускають не менш відомі процесори Motorola , PowerPC , Alpha та інші.
Якщо на ПК виконується багато арифметичних (математичних) розрахункiв, то вельми бажано, щоб такий компютер мав так званий арифметичний ( математичний ) сопроцесор . Таким сопроцесором обладнуються не всi ПК , але мiсце для його розташування на системнiй платi завжди є, i ви можете встановити його у будь-який час. Сопроцесор дозволяє з високою щвидкістю та точнiстю виконувати математичнi розрахунки (десь у 10 раз швидше). Для процесорiв i86 , i286 , i386 сопроцесорами є вiдповiдно i87 , i287 , i387 . Процесори i486 та Pentium мають вбудованi сопроцесори, щоправда, деякi варiанти i486 (а саме i486SX ) не мають такої властивостi. До речі процесор i386SX відрізняється від процесора i386 тим, що шина даних i386SX має тільки 16 розрядів.
Вiдмiтимо нарештi, що процесор це, як кажуть американцi, дуже поважна персона (VIP Very Important Person), а це означає, що вiн виконує тiльки найголовнiшi дiї, а решту по можливості вiддає для виконання iншим пристроям, зокрема, контролерам.
Синхронiзацiя роботи ПК
За синхронiзацiю роботи всiх компонент компютера вiдповiдають двi мiкросхеми: генератор тактової частоти та програмуємий внутрiшний таймер. Перша з них використовує кварцевий кристал для точного фiксованого вiдлiку часу. Друга може змiнювати темп сигналiв синхронiзацiї у великих межах. Зауважимо, що перша модель процесора фiрми Intel i86 ( 88 ) працювала на частотi 4.7 7 МГц , одна з останніх моделей Pentium на частотi 15 0 МГц ( 1 Гц один такт за секунду, 1 МГц один мiльйон тактiв за секунду).
Контролер шини
Як ми казали, iнформацiя мiж окремими компонентами ПК передається по шинi. Задача контролера шини полягає в тому, щоб забезпечити при цьому надiйну передачу сигналiв.
Контролер прямого доступу до памятi
Цей контролер призначений для обмiну iнфомацiєю мiж окремими пристроями (зокрема, дисководами та памяттю), минуючі процесор. Це значно прискорює роботу ПК .
Контролер переривань
Пiд час роботи ПК багато пристроїв потребують уваги з боку процесора у той час, коли вiн зайнятий iншою роботою. Контролер переривань виконує функцiю секретарки, яка стежить за цим процесом, встановлює вiдповiдну чергу i допускає вiдвiдувачiв, коли це буде можливо.
Відеоконтролер, контролери дисководів
Ці контролери забезпечують необхідний звязок між процесором та відповідним пристроєм. Існує багато типів моніторів та дисководів (на деяких з них ми зупинимось пізніше) і їх контролери повинні узгоджуватися з тими типами, що встановлені у вашому ПК .
Память ПК
Як вже вказувалось, однією із заслуг фірми IBM було те, що обєм адресуємої памяті в її ПК становив 1 М . Це означає, що в компютері була закладена можливість звернутися до кожної з мільйона (точніше, 1048576) комірок памяті з тим, щоб прочитати звідси, або записати туди 1 байт інформації. На той час це був величезний обєм памяті для ПК і забезпечувався він насамперед тим, що адресна шина мала 20 розрядів ( 2 2 0 = 104857 6 = 1 М ).
Розглянемо більш докладно організацію адресуємої памяті у перших ПК фірми IBM . Ця память поділяється на 16 блоків по 6 4 К кожний. Блоки нумеруються цифрами шістнадцятеричної системи числення, а саме: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E, F. Перші десять з них це ОЗП (оперативний запамятовуючий пристрій) або RAM ( Random Access Memory память довільного доступу). За термінологією фірми IBM вона звалась: base ( conventional ) memory . Зрозуміло, що в такому обємі ( 6 4 К 1 0 = 64 0 К ) ця память може бути доступною, якщо на системній платі повністю встановлено відповідну кількість мікросхем памяті, що зараз і робиться, коли ці мікросхеми значно подешевшали.
В ОЗП завантажується насамперед дискова операцiйна система ( ДОС ) та програми користувача (текстовий редактор, система управлiння базою даних, компютерна гра i т.д. i т.п.). Важливо запамятати, що в разi відключення ПК від електромережi всi данi, що знаходяться в ОЗП , втрачаються! В разi потреби всi данi необхідно зберiгати на дисках.
Блоки пiд номерами A, B, C, D, E, F носять назву блокiв верхньої памятi ( UMB Upper Memory Blocks ) i були зарезервованi фiрмою IBM пiд технiчнi потреби. У блоцi F знаходиться так званий ROM-BIOS ( Read Only Memory Basic Input-Output System ) ПЗП-БСВВ ( Постiйний запамятовуючий пристрiй Базова система введення-виведення ). ПЗП БСВВ є невiдємною складовою частиною ДОС , в якому по сутi на апаратному рiвнi записанi основнi програми роботи окремих пристроїв ПК по обмiну iнформацiєю.
Блоки E та D були вiльними. В блоцi C з появою компютера IBM PC XT розташували розширення БСВВ , в якому мiстилися програми роботи з жорстким диском. В блоцi B була розташована вiдеопамять (память дисплея монiтора), яка спочатку займала всього 4 К . В подальшому на цi потреби не вистачило всього блока i тому в блок A було помiщено розширення вiдеопамятi .
Хоча спочатку обєм памятi в 1 М здавався дуже значним, швидко прийшли до висновку, що для багатьох реальних задач це далеко не так. Тому фiрми Lotus, Intel, Microsoft розробили стандарт ( LIM ), за яким була створена так звана Expanded Memory (мабуть, найкращий переклад цього термiну, який вiдповiдає сутi справи, є сторiнкова память ). Цю память дозволяється встановлювати навiть у ПК , що обладнанi процесором i86 ( 88 ), вона може мати обєм у декiлька мегабайт , але до неї неможливо адресуватися безпосередньо. Крiм того, тiльки невелика кiлькiсть програм може користуватися нею. Зокрема одна з так званих електронних таблиць Lotus 1-2-3 фiрми Lotus може використовувати сторiнкову память для збереження даних.
Починаючи з ПК , що обладнанi процесором i286 , зявилась можливiсть адресуватися до памятi з адресами бiльшими за 1 М (див. таблицю з характеристиками процесорiв Intel ). Ця память дiстала назву розширеної ( Extended Memory ). На жаль, до цих пiр одна з найпоширенiших ДОС фiрми Microsoft ( MS - DOS ), про яку ми ще будемо говорити, практично не використовує цю память за призначенням. Зауважимо нарештi, що починаючи з ПК , обладнаних процесором i386 , можна перетворювати розширену память на сторiнкову в разi потреби.
Розєми розширення системи
Цi розєми приєднуються безпосередньо до шини. В деякi з них вже вставленi печатнi плати контролерiв (адаптерiв) дисководiв та монiтора. Декiлька розємiв порожнi. В будь-який iз них ви можете вставити печатну плату контролера додаткового пристрою (наприклад, сканера), а до нього вже пiдключити сам пристрiй (в цьому i полягає принцип вiдкритої архiтектури).
Дисководи, дисковi накопичувачі (диски)
Для довгострокового зберiгання iнформацiї (програм, даних тощо) використовуються рiзнi засоби. Один з найпоширенiших це дисковi магнiтнi накопичувачi , або просто диски . З фiзичної точки зору всi вони мають одну спiльну рису: намагнiченiй дiлянцi диска вiдповiдає 1 , ненамагнiченiй 0 .
Диски бувають рiзних типiв. В першу чергу їх можна подiлити на гнучкi ( floppy ) та жорсткi ( hard ) диски .
В IBM -сумісних ПК застосовуються два типи гнучких дисків ( дискет diskett ), що відрізняються розмірами: 5.25 (символ позначає дюйми) або 133 мм та 3.5 або 89 мм . Запис інформації ведеться на дві сторони ( side ) дискети (був час, коли використовувалась лише одна сторона). Кожна сторона поділяється на доріжки ( track ), а доріжки в свою чергу на сектори ( sector ). В кожний із секторів можна записати 512 байт інформації. Кількість сторін, доріжок, секторів визначає обєм інформації (у кілобайтах або мегабайтах), яку може містити дискета. Для 5.25 -дюймових дискет стандартна ємність ( формат ) може набувати значень: 16 0 К , 18 0 К , 32 0 К , 36 0 К , 1. 2 М . Щоб зрозуміти звідки беруться ці числа, приведемо формулу для обчислення ємності ( C ) дискети в залежності від числа сторін ( s ), доріжек ( t ) на кожній із сторін та секторів ( n ) на кожній доріжці: C = s t n 51 2 ( байт ). Нижче наводяться відповідні розрахунки для вказаних форматів 5.25 -дюймових дискет:
160 К = 1 40 8 512 байт , 180 К = 1 40 9 512 байт ,
320 К = 2 40 8 512 байт , 360 К = 2 40 9 512 байт ,
1.2 М = 2 80 15 512 байт .
3.5 -дюймові дискети мають такі стандартні формати: 72 0 К , 1.4 4 М , 2.8 8 М . Ці величини також повязані відповідним чином із числом доріжок та секторів на доріжці.
Суттєво, що нові дискети потребують форматування ( ініціалізації ). Цю операцію проводять за допомогою системної утиліти FORMAT (докладніше про це буде йти мова нижче). Зауважимо, що формат дискети повинен відповідати її паспортним даним: дискету високої щільності ( high density ) можна форматувати, наприклад на 1. 2 М , але дискету звичайної щільності ( single density ) тільки на 36 0 К . При цьому компютер повинен мати відповідний дисковод . Так, наприклад, дисковод для 5.25 -дюймових дискет, який підтримує формат 1. 2 М , дозволяє працювати також із дискетами меншої ємності, але не навпаки; на IBM PC XT , який обладнаний дисководом тільки для 360 -кілобайтних дискет, не можна використовувати дискети на 1. 2 М .
Жорсткi ( hard ), фіксовані ( fixed ) диски або вінчестери ( winchester ) фізично мало чим відрізняються від гнучких дисків. Ви завжди можете вставити в дисковод та вийняти з нього гнучкий диск. В той же час жорсткий диск вмонтований в дисковод і знімають його в разі невідкладної потреби: при ремонті, заміні тощо. Існує принаймні дві версії походження назви вінчестер для жорсткого диска. За однією з них цей диск уперше було зроблено в англійському місті з однойменною назвою, за другою в специфікації жорсткого диска були присутні цифри 3 0 30 такі ж самі, як у славнозвісної рушниці.
З точки зору користувача жорсткий диск набагато зручніший у роботі, ніж гнучкий. По-перше, він дозволяє записувати набагато більше інформації. Це повязано головним чином з тим, що жорсткий диск має більше сторін (пластин), доріжок та секторів, ніж дискета. По-друге, жорсткий диск обертається разів у 10 швидше ніж гнучкий, що становить близько 3 600 обертів за хвилину у вінчестера проти 300 у дискети. Зауважимо, що деякі сучасні типи вінчестерів обертаються зі швидкістю до 1 0 000 обертів за хвилину.
На відміну від дискет існує набагато більше типів вінчестерів. Їх дані наводяться у їхніх паспортах. Ви можете також довідатись про характеристики жорсткого диска за допомогою найрізноманітних програмних засобів. Зауважимо, що вінчестер, встановлений у компютері, як правило, вже форматований.
Сучасний компютер має у стандартній конфігурації два дисководи для гнучких дисків та один жорсткий диск. Прийнято іменувати дисководи для гнучких дисків іменами A: та B : , жорсткий диск іменем C : .
Пізніше при розгляді організації файлів операційної системи ми познайомимось з так званими системними областями дисків .