Пристрої, що входять до складу ЕОМ
2. Основна (материнська) плата і шина
4. Накопичувачі на рухомому магнітному носії
5. Накопичувачі на гнучких магнітних дисках
- 6. Оптичні диски
- 7. Блоки розширення
- Список літератури
Центром обчислювальної системи є її процесор. Це основна ланка, або "мозок" комп'ютера. Саме процесор має здатність виконувати команди, що становлять комп'ютерну програму. Персональні комп'ютери будуються на базі мікропроцесорів, які виконуються в даний час на одному кристалі (чіпі).
Внутрішній устрій процесорів безперервно удосконалюється, і кожен наступний витрачає на одну і ту ж роботу вдвічі менше тактів, ніж попередній. У 8088 одна команда займала 5-15 тактів, в Pentium - 0,5-1 (внутрішнє дублювання схем дозволяє йому виконувати кілька команд одночасно). Тому з точки зору продуктивності мікропроцесора, т. Е. Скільки він виконує мільйонів операцій в секунду (MIPS - Million Instruction Per Second), кожне його наступне покоління навіть при одній і тій же тактовій частоті працює швидше.
При переході від одного покоління мікропроцесорів до іншого розробники прагнули зберегти набір основних команд, щоб забезпечити спадкоємність і сумісність. При цьому у формуванні набору команд мікропроцесора намітилося два напрямки. З одного боку, програмісту дуже зручна машина, що виконує однією командою якусь складну операцію, наприклад, команду вилучення квадратного кореня. Але чим складніше команди, тим складніше схеми і дорожче процесор. Тому програмісти вже давно визначили, якого мінімального набору команд достатньо, щоб програми з них було легко і зручно будувати. А інженери розробили схеми швидкого виконання саме таких зручних команд. Програма, складена з подібних найпростіших команд, - довше. Однак вона виповнюється настільки швидко, що в цілому, все одно, її виконання займає менше часу. Крім того, легше врахувати взаємовплив простих команд. Значить, простіше оптимізувати програму, а потім цю оптимізацію автоматизувати.
2. Основна (материнська) плата і шина
Для того щоб мікропроцесор міг працювати, необхідні деякі допоміжні компоненти. Коли дані передаються всередині комп'ютерної системи, вони проходять по загальному каналу, до якого мають доступ усі компоненти системи. Цей шлях отримав назву шини даних. Необхідно відзначити, що поняття «шина даних» має загальне значення, конкретно ж і мікропроцесор має свою шину даних і оперативна пам'ять. Коли немає спеціального уточнення, то мова йде, як правило, про загальну шині, або інакше шині вводу-виводу.
Ця шина формується на складній багатошарової друкованої плати - основний, або інакше, материнської (motherboard рис. 1-2).
Концепція шини являє собою один з найбільш досконалих методів уніфікації при розробці комп'ютерів. Замість того щоб намагатися з'єднувати всі елементи комп'ютерної системи між собою спеціальними з'єднаннями, розробники комп'ютерів обмежили пересилання даних однієї загальної шиною.
Ця ідея надзвичайно спростила конструкцію комп'ютерів і істотно збільшила її гнучкість. Щоб додати новий компонент, не потрібно виконувати безліч різних сполук, досить приєднати його до шини через спеціальний роз'єм (Slot). Щоб упорядкувати передачу інформації по шині використовується контролер шини.
Одним з основних елементів комп'ютера, що дозволяє йому нормально функціонувати, є пам'ять. Внутрішня пам'ять комп'ютера (оперативна пам'ять і кеш-пам'ять) - це місце зберігання інформації, з якою він працює. Вона є тимчасовим робочим простором. Інформація у внутрішній пам'яті не зберігається при виключенні живлення, на диску ж або дискеті може зберігатися роками без споживання харчування. В постійній пам'яті (ROM) персонального комп'ютера записаний набір програм базової системи введення-виведення (BIOS). Ця пам'ять енергонезалежна і BIOS завжди готова до читання при включенні живлення комп'ютера.
Основна (оперативна) пам'ять (RAM - Random Access Memory - пам'ять з довільним доступом) комп'ютера відрізняється від інших пристроїв пам'яті, перш за все тим, що до будь-якого її місця можна звернутися однаково швидко, навіть якщо робити це у випадковому (довільному) порядку (random access).
Фізично оперативна пам'ять встановлюється в вигляді модулів SIMM (Single In-line Memory Modules) або DIMM (Double In-line Memory Modules) у спеціальні гнізда на материнській платі (рис. 1-3).
На системної (материнської) плати модулі пам'яті організовуються в банки пам'яті. У комп'ютерах останніх років роз'єми для модулів SIMM повністю виключені, так що використовуються тільки DIMM модулі об'ємом 64 МВ і вище. Оперативна пам'ять схильна до багатьох перешкод. Тому зазвичай до кожного байту додають дев'ятий біт - для контролю на парність. Існують також способи автоматичного відновлення інформації при збоях. Однак вони вимагають більшої надмірності пам'яті і відповідно підвищують її ціну. Тому пам'ять з розширеним коригуючих кодом (ЕСС - Extended Correction Code) використовують, перш за все, в потужних машинах, які вирішують серйозні завдання.
4. Накопичувачі на рухомому магнітному носії
Для перших персональних комп'ютерів розробили вінчестери діаметром 5,25 ", потім для портативних комп'ютерів - 3,5"; а в ноутбуки вже ставлять накопичувачі діаметром 2,5 "і навіть 1,8". Вінчестери розміром 5,25 "тепер не використовуються навіть в настільних комп'ютерах, частіше встановлюються 3.5" (рис. 1-4). Пристрої управління вінчестерами - контролери - раніше розміщувалися на окремих друкованих платах. Тепер майже всі потрібні схеми вбудовують в корпус вінчестера - Integrated Drive Eiectronic (IDE), а небагаті компоненти зазвичай включені в motherboard (або на платі розширення, званої MultiCard) і підключаються через плоский спеціальний багатожильний кабель.
5. Накопичувачі на гнучких магнітних дисках
Гнучкий (floppy) диск (дискета) - коло лавсанової плівки з магнітним покриттям, поміщений в захисний конверт ще недавно був єдиним змінним носієм інформації в комп'ютері, адже перші PC (до РС ХТ) інших дисків не мали. Перші дискети для РС були розміру 5,25 ", портативні РС зажадали формату 3,5", проте пізніше вони стали застосовуватися на всіх комп'ютерах, і витіснили дискети 5,25 ".
Інформація на дискету записується з двох сторін, з кожною з яких розташовується 80 доріжок. Головки на верхній і нижній сторонах дискети зміщені один щодо одного, щоб вони не заважали підтягувати (для зменшення зазору) поверхню дискети до голівок за рахунок аеродинамічних ефектів при обертанні носія. Також в залежності від формату кожна сторона розбивається на певну кількість секторів.
У дисководах (рис. 1-6) для гнучких дисків (дискет) головки запису / читання при його роботі безпосередньо торкаються поверхні дискети, тому швидкість обертання значно нижче (300 або 360 оборотів в хвилину) і дискети швидше виходять з ладу. Для зменшення тертя дискети покривають захисним шаром тефлону (фр. Тефаль) - матеріалу з дуже низьким коефіцієнтом тертя. Вони дорожче рази в півтора, але зате служать набагато довше.
6. Оптичні диски
У цю групу об'єднані носії, які для зчитування інформації використовується суто оптичний принцип, коли 1 або 0 розпізнаються по різної фазу відбитого лазерного променя від поверхні з різним станом, створеним при запису даних.
WORM - накопичувачі (Write Once Read Many - одна запис багато зчитувань) представляють собою диск, поміщений зазвичай в міцний картридж 5,25 ", по конструкції подібний дискеті 3,5". Запис інформації зводиться до того, що на світлій поверхні диска там, де це потрібно, випалюються лазерним променем мікроскопічні темні цятки. Ємність накопичувача становить від 650 Мбайт до 1,3 Гбайт.
Для запису поверхню магнитооптического диска прогрівають лазерним променем до температури легкого перемагнічування (точки Кюрі). Зазвичай спочатку при постійному нагріванні намагничивают записується ділянку в одному напрямку, а потім імпульсним нагріванням перемагничивают потрібні точки. Це довго, потрібно два оберти диска. Новітні пристрої здатні створювати швидкозмінних магнітне поле потрібної сили і записують за один оборот. Так що і по швидкості запису магнітооптика наздоганяє вінчестер. При цьому, як і вінчестер дозволяють багаторазово перезаписувати інформацію і подібно дискеті замінювати носій. Таке поєднання властивостей пояснює велику популярність МО в світі.
В кінці 70-х років компанія Philips випустила перші компакт-диски (CD - Compact-Disk). Спочатку вони призначалися для 14-розрядної звукового запису тривалістю звучання 60 хвилин. Діаметр тих дисків був трохи менше діаметра сучасних компакт-дисків, який дорівнює 12 см (4,75 дюйма). Незабаром Philips обмінялася патентами з Sony, в результаті чого був виданий спільний стандарт. Стандарт визначав характеристики аудіодисків (CD-DA - Compact-Disk Digital Audio - компакт-диск для цифрового аудіозапису). Запис звуку стала 16-розрядної, а тривалість звучання не менше 72 хвилин (кажуть, що тривалість визначалася можливістю запису на один диск Дев'ятої симфонії Бетховена). При безперервному читанні і відтворенні музики для цього виявилося достатньо швидкості читання 150 Кбайт / с. Тепер приводи CD-ROM працюють з істотно більшою кратністю читання до 56х (рис. 1-7).
7. Блоки розширення
Блоки (плати) розширення або карти (Card), як їх іноді називають, можуть використовуватися для обслуговування пристроїв, що підключаються до IBM PC. Вони можуть використовуватися для підключення додаткових пристроїв (адаптерів дисплея, контролера дисків і т.п.). Якщо обладнання вміщується на одній платі, то його можна розмістити всередині корпусу системного блоку. Якщо ж воно не поміщається в корпус, наприклад, у випадку з монітором, то всередині розміщується тільки плата управління або узгодження, що з'єднується з обладнанням за допомогою кабелю, який можна підключити через перехідник (Connector), розташований на задній стінці корпусу (точніше, з'єднувач розташовується зазвичай безпосередньо на торці плати). Кожній платі розширення, яка встановлюється в слот (Slot) на материнській платі, відповідає спеціальний отвір в задній стінці корпусу, закрите заглушкою, якщо воно не використовується. Для підключення її торець замість заглушки стає елементом задньої стінки комп'ютера.
Першою стала популярною, достатню для масового випуску, плата Sound Blaster. Сьогодні майже всі звукові плати забезпечують сумісність з нею (рис. 1-8). Сучасні звукові плати можуть не просто відтворити об'ємний звук, а й об'ємний керований в залежності від зображення на екрані.
Якщо помножити крок (відстань між центрами пікселів) на необхідне число пікселів в рядку, а потім помножити на 1,25 (відношення довжини діагоналі екрану до довжини його рядки), то вийде довжина в міліметрах діагоналі потрібного монітора. (В дюймах - поділіть на 25,4). Так, що для сучасних персональних комп'ютерів потрібно монітор з розміром по діагоналі не менше 15 (краще 17) дюймів (рис. 1-9).