Презентация "Основные компоненты системного блока" (10 класс)

• 1 слайд

  аппаратные средства
  персонального компьютера
  основные компоненты системного блока
  Учитель информатики
  Зырянова Л. Н.
  

• 2 слайд

  Часть компонентов системного блока конструктивно располагается на системной или материнской плате (motherboard или mainboard). Плата представляет собой конструктивный узел, на котором размещаются микросхемы устройств, и обеспечивается их необходимое электрическое соединение между собой.
  

• 3 слайд

  Системная плата имеет разъемы для электрического соединения с другими платами компьютера. Таким образом, системная плата является важнейшим конструктивным узлом системного блока, связывающим основные его компоненты и обеспечивающим их взаимодействие.
  

• 4 слайд

  От основных характеристик элементов, установленных на системной плате, зависят производительность персонального компьютера и его функциональные возможности. Системная плата является комплектующим изделием, т.е. производится и поставляется различными фирмами, которые при ее разработке ориентируются на определенный вид микропроцессора. Среди наиболее крупных производителей системных плат в настоящее время можно выделить компании Intel (Integrated Electronics, США), SiS (Silicon Integrated Systems Corporation, США) и VIA Technologies (Тайвань).
  

• 5 слайд

  На системной плате устанавливаются: микропроцессор, набор микросхем системной логики, модули (устройства) постоянной и оперативной памяти, разъемы для установки и подключения микропроцессора, модулей памяти, внешних запоминающих устройств, источника питания и т.д., кроме того, на материнской плате имеется система шин, обеспечивающая обмен информацией между элементами установленных на системную плату. внешний вид одной из моделей (Intel 845GE) системной платы фирмы Intel.
  

• 6 слайд

  внешний вид одной из мо-делей (Intel 845GE) сис-темной платы фирмы Intel.
  

• 7 слайд

  В настоящее время общепризнанным лидером по разработке и производству системных плат является компания Intel, поэтому терминология, связанная с этими изделиями, является англоязычной. Для правильной оценки конкретной продукции этой компании желательно знать эту терминологию.
  

• 8 слайд

  Упрощенная функциональная схема системной платы ПК
  

• 9 слайд

  Обозначения
  CPU (Central Processing Unit) — микропроцессор (МП);
  Host Bus — шина микропроцессора;
  Chipset — набор микросхем, установленных на системной плате для обеспечения обмена данными между CPU и периферийными устройствами. Chipset определяет функциональные возможности материнской платы: тип и объем оперативной и кэш-памяти, тактовую частоту системной шины, поддерживаемые шины и т.д.;
  

• 10 слайд

  Обозначения
  NORTH BRIDGE (северный мост) — микросхема системного контроллера, или Memory Controller Hub (центр управления памятью);
  SOUTH BRIDGE (южный мост) — микросхема контроллера ввода-вывода или I/O Controller Hub (центр управления вводом-выводом);
  Main Memory — микросхемы главной (оперативной) памяти, которые в данном быстродействующей динамической памяти с произвольным
  доступом RDRAM (Rambus Dynamic Random Access Memory); случае представляют собой микросхемы
  

• 11 слайд

  Обозначения
  Direct RDRAM Interface — интерфейс прямого доступа к памяти;
  Graphics Controller — контроллер управления графическими устройствами;
  PCI Bus (Peripheral Component Interconnect Bus) — системная шина, предназначенная для обмена информацией между мик-ропроцессором и другими (внешними) устройствами;
  

• 12 слайд

  Обозначения
  PCI Slots — разъемы для подключения внешних устройств;
  IDE (Integrated Device Electronics) Ports — порты (разъемы) для подключения внешних накопителей информации;
  USB (Universal Serial Bus — универсальная последовательная шина) Ports — порты (разъемы) для подключения низкоскорос-тных внешних устройств;
  

• 13 слайд

  Обозначения
  Hub Interface — интерфейс обмена информацией между микросхемами системного контроллера и контроллера ввода-вывода, входящих в состав чипсета;
  Flash BIOS (Basic Input Output System) — микросхема постоянной памяти, представляет собой энергонезависимую память с возможностью перезаписи информации непосредственно на системной плате;
  

• 14 слайд

  Обозначения
  LAN (Local Area Network) Connect — разъем для подключения к локальной сети;
  Keyboard — клавиатура;
  FD (Floppy Disk) — накопитель на гибких магнитных дисках;
  Mouse — мышь.
  

• 15 слайд

  основные элементы системной платы
  Микропроцессор (МП) — важнейшее устройство персонального компьютера, отвечающего за процессы управления и выполнения арифметических и логических операций над данными представляет собой функционально законченное программно-управляемое устройство. Современные микропроцессоры реализованы на сверхбольших интегральных схемах (СБИС). От основных характеристик МП в значительной степени зависит эффективность использования персонального компьютера в целом.
  

• 16 слайд

  Своим происхождением слово «микропроцессор» обязано микроэлектронной технике и технике автоматического регулирования и управления процессами. В России наибольшее распространение получили МП двух компаний — Intel и AMD (Advanced Micro De-vices). В процессе развития МП компании Intel сменилось несколько поколений, которые можно рассматривать как семейство микропроцессоров Intel. Каждое поколение МП характеризуется соответствующим уровнем схемотехнических и технологических решений, положенных в основу их производства. Эти решения определяли и определяют основные характеристики МП.
  

• 17 слайд

  Поколения МП Intel и их характеристики
  

• 18 слайд

  Деление МП на поколения, приведенное в табл. 5.2, условно. МП третьего поколения Intel 8080 были выбраны компанией IBM для установки в свой первый персональный компьютер IBM PC/XT (XT-eXTra), выпущенный в 1981 г., а МП Intel 80286 был установлен на персональных компьютерах IBM PC/AT (Advanced Technology — передовая технология). В дальнейшем компания IBM стала использовать тип МП в названии персонального компьютера. Например, компьютер, в котором применялся МП Intel Pentium, стал называться Pentium. Наряду с производством МП Pentium II компания Intel освоила производство МП под названием Celeron (упрощенный вариант Pentium). Современные модели МП Celeron по своим основным характеристикам немногим уступают моделям МП Pentium. Более подробно об отличительных особенностях поколений МП семейства Intel можно прочесть в соответствующей литературе [1, 5]. Наряду с компанией Intel российский компьютерный рынок освоила и компания AMD, которая выпускает МП под названием ATHLON и DURON. Данные МП по своим характеристикам в основном соответствуют МП компании Intel.
  

• 19 слайд

  Современный МП является сложным электронным устройством, которое включает в себя следующие основные компоненты: арифметико-логическое устройство (АЛУ), устройство управления и синхронизации (УУ), регистры общего назначения (РОН) и внутреннюю кэш-память, внутреннюю шину. О назначении АЛУ и УУ говорилось ранее. РОН предназначены для временного хранения операндов исполняемой команды и результатов вычислений. Внутренняя кэш-память (от англ. cache — запас) применяется для ускорения доступа к информации, размещенной в оперативной памяти (ОП) компьютера.
  

• 20 слайд

  Так как быстродействие ОП ниже, чем МП, то между ними устанавливают промежуточную (буферную память), называемую кэш-памятью. Кэш-память МП — сверхбыстродей-ствующее запоминающее устройство, в которое записывается та часть информации из ОП, с которой МП работает в данный момент. В персональных компьютерах используется в основном двух-уровневая кэш-память: первый уровень, обозначаемый L1, реализован непосредственно в самом МП и имеет информационный объем от единиц до десятков килобайт; второй уровень L2 реализован в виде микросхемы и устанавливается на системную плату.
  

• 21 слайд

  Информационный объем кэш-памяти второго уровня может составлять от сотен до тысяч килобайт. Объем кэш-памяти зависит от конкретного типа МП и может иметь информационный объем до нескольких Мегабайт. Время доступа к информации в таких запоминающих устройствах варьируется от единиц до десятков наносекунд (нс).
  

• 22 слайд

  Устройства, входящие в МП, в соответствии с определенными принципами организуются в систему, называемую архитектурой. Архитектура МП зависит от системы команд, применяемой в МП, под которой понимается совокупность всех возможных команд, которые может выполнить МП над данными.
  

• 23 слайд

  В современных ПК применяются МП двух основных архитектур:
  CISC (Complex Instruction Set Computer) — процессор с полной системой команд;
  RISC (Reduced Instruction Set Computer) — процессор с сокращенным набором команд.
  

• 24 слайд

  Каждая из этих архитектур имеет свои особенности. CISC-процессоры имеют большой набор микрокоманд (в среднем до 400 в зависимости от конкретного типа МП), но при этом усложняется устройство управления МП и увеличивается время исполнения команд на микропрограммном уровне. RISC-процессоры имеют ограниченный набор микрокоманд (в среднем до 100), что упрощает устройство управления МП, и сокращают время выполнения команд.
  

• 25 слайд

  Однако для реализации некоторых действий в RISC-про-цессорах требуется большее число микрокоманд, чем в CISC-процессорах. Таким образом, считается, что CISC-процессоры являются более универсальными, но менее быстродействующими по сравнению с RISC-процессорами. МП компании Intel, устанавливаемые в ПК фирмы IBM, имеют архитектуру CISC, в которой используются некоторые особенности, характерные для архитектуры RISC-процессоров.
  

• 26 слайд

  Характеристики МП
  разрядность МП, которая определяет число двоичных разрядов (бит), одновременно обрабатываемых при выполнении одной команды. МП Pentium IV имеют 64 разрядную шину данных;
  тактовая частота МП, определяющая количество элементарных операций, выполняемых МП в секунду. Некоторые модели МП Pentium IV, используемые в настоящее время в ПК, имеют тактовую частоту до 4 ГГц;
  

• 27 слайд

  Характеристики МП
  частота переключения шины МП (Host Bus, см. рис. 5.4), которая определяет ее пропускную способность. Например, если частота переключения составляет 800 МГц, то пропускная способность шины при ее разрядности 64 бит приблизительно составит 64 ⋅ 800 = 6 Гбайт/с;
  

• 28 слайд

  Характеристики МП
  информационный объем кэш-памяти уровней L1 и L2;
  напряжение питания (В);
  рассеиваемая электрическая мощность (Вт) и т.д.
  

• 29 слайд

  В качестве примера рассмотрим следующую широко практикуемую запись обозначения МП в прайс-листах торгующих организаций: CPU Intel Pentium 4 661 3.6 ГГц/ 2Мб/ 800МГц BOX 775-LGA.
  

• 30 слайд

  Представим данную запись в развернутом виде: CPU — МП; Intel — компания производитель МП; Pentium 4 661 — модель МП; 3.6 ГГц — тактовая частота МП; 2 Мб — информационный объем кэш-памяти в мегабайтах уровня L2 (2048 Кбайт), уровень L1 для данного МП составляет 16 Кбайт; 800МГц — частота переключения шины МП; BOX 775-LGA — тип корпуса и разъема (socket) МП.
  
  

• 31 слайд

  ПП, или ROM (Read Only Memory), предназначена для хранения постоянной, т.е. неизменяемой, информации и доступна лишь для чтения программ и данных, записанных при изготовлении компьютера. После выключения компьютера информация в ПП сохраняется, т.е. данная память является энергонезависимой. В ПП хранится системная информация: программа начальной загрузки компьютера, программы тестирования устройств компьютера и т.д. Программа начальной загрузки является частью операционной системы и носит название базовой системы ввода-вывода (BIOS — Basic Input Output System). ПП представляет собой микросхему, которая может быть однократно программируемой (ПЗУ — постоянное запоминающее устройство) или многократно программируемой (ППЗУ — перепрограммируемое постоянное запоминающее устройство). В настоящее время в ПК используются в основном ППЗУ. Например, на рис. 5.4 ППЗУ обозначено как Flash BIOS.
  

• 32 слайд

  Для обмена информацией между компонентами ПК используется системная магистраль, которая включает в себя два типа шин: локальную и системную. Под шинами понимается совокупность проводных каналов связей (электрических линий), конструктивно располагающихся на системной плате. В ПК тип используемых
  шин определяется системной платой.
  

• 33 слайд

  В качестве локальных шин используются шины, непосредственно подключенные к МП, т.е. это шина МП (Host Bus, см. рис. 5.4), шина для подключения видеоконтроллера, управляющего монитором, шина для подключения внешних накопителей, шина для подключения средне- и низкоскоростных внешних устройств и т.д.
  

• 34 слайд

  Посредством локальной шины МП происходит обмен информацией между МП и чипсетом с высокой скоростью. Данная локальная шина работает на частоте несколько сотен мегагерц.
  

• 35 слайд

  Локальная шина для подключения видеоконтроллера, которая в ПК называется также AGP (Advanced Graphic Port), позволяет организовать непосредственную связь между видеоконтроллером и ОП, что значительно повышает скорость обмена видеоданными между ними за счет устранения задержек при обращении к ОП. Эта шина является 32-разрядной и работает на частоте 66 МГц.
  

• 36 слайд

  В качестве шин для подключения внешних накопителей информации могут использоваться шины на основе разных стандартов, однако наиболее широко используются в ПК шины IDE (Integrated Device Electronics) или ее модификация EIDE (Enhanced IDE), а также шина SCSI (Small Computer System Interface).
  

• 37 слайд

  Шина для подключения средне- и низкоскоростных внешних устройств носит название USB (Universal Serial Bus), в настоящее время широко используется шина USB версии интерфейса 2.0. Скорость передачи данных по данной шине достигает 480 Мбит/с.
  

• 38 слайд

  Системная, или общая, шина предназначена для обеспечения обмена информацией между внешними устройствами и МП. Системная шина состоит из трех отдельных шин: шины адреса, шины данных и шины управления. Каждая из этих шин характеризуется своей разрядностью, т.е. числом параллельных проводников для передачи информации, и тактовой частотой, т.е. частотой, на которой работает контроллер шины при формировании циклов передачи информации.
  

• 39 слайд

  Шина адреса предназначена для передачи адреса ячейки памяти или порта ввода-вывода. Разрядность шины адреса определяет максимальное число ячеек памяти, к которым может обратиться МП.
  Шина данных обеспечивает передачу команд и данных. Разрядность данной шины во многом определяет пропускную способность системной шины и производительность ПК.
  

• 40 слайд

  Шина управления предназначена для управления системной шиной, т.е. обеспечивает ее работу. Разрядность данной шины определяется алгоритмом ее работы, который задается контроллером шины.
  

• 41 слайд

  В качестве системной шины в настоящее время в ПК преимущественно используется шина PCI (Peripheral Component Interconnect Bus — взаимосвязь периферийных компонентов). Шина PCI была разработана компанией Intel в 1992 г. Шина данных PCI может быть 32- или 64-разрядной, тактовая частота контроллера этой шины соответственно равна 33 или 66 МГц. Шина адреса имеет 32 разряда. До системной шины PCI в ПК использовались системные шины ISA (Industry Standard Architecture), EISA (Extended Industry Standard Architecture), MCA (Micro Channel Architecture), VLB (VESA LocalBus), разработанная в 1992 г. ассоциацией стандартов видео-оборудования VESA (Video Electronics Standards Association). Более подробно об этих системных шинах можно прочесть в соответствующей литературе [1, 5].
  

• 42 слайд

  Кроме системной платы, как уже отмечалось, в системный блок устанавливаются накопители информации на гибких (НГМД), жестких (НЖМД) и оптических дисках (НОД), накопитель на магнитной ленте (НМЛ), сетевой адаптер (СА), модем (встроенный), блок питания (БП) и устройства охлаждения (УО).
  Накопители информации НГМД, НЖМД, НОД, НМЛ и т.д. достаточно подробно описаны в гл. 6.
  

• 43 слайд

  Сетевой адаптер, или сетевая карта, устанавливается в ПК в том случае, если его необходимо подключить к компьютерной сети, т.е. совокупности компьютеров, между которыми осуществляется обмен информацией по высокоскоростным каналам связи: радиоканалам, оптоволоконным, кабельным и т.д. Сетевая карта имеет свой уникальный адрес, который однозначно определяет адрес ПК в сети. Данные, необходимые для передачи с одного компьютера на другой, сетевая карта формирует в специальные пакеты и пересылает их адресату — другой сетевой карте, установленной в другом компьютере сети. Данные поступают к сетевой карте по системной магистрали ПК. Скорость передачи данных по сети через сетевые карты составляет от 10 до 100 Мбит/с. Крупными производителями сетевых карт и сетевого оборудования являются компании Intel, Linksys, ZyXEL, Eline и т.д.
  

• 44 слайд

  Модем (модулятор — демодулятор) представляет собой устройство для передачи данных в цифровом виде по аналоговым линиям связи, предназначенное для подключения ПК к глобальной сети Internet (Интернет) по обычной телефонной или специальной линии. Модемы подразделяются на аналоговые и цифровые, встроенные в системный блок и внешние. Цифровые данные, поступающие в аналоговый модем из ПК, преобразуются в нем с помощью модулятора в непрерывный аналоговый сигнал и передаются по телефонной или специальной линии адресату.
  

• 45 слайд

  Демодулятор осуществляет обратное преобразование сигнала (демодуляцию), т.е. преобразует аналоговый сигнал в цифровой сигнал, и передает восстановленные цифровые данные в ПК. Скорость передачи данных из сети и в сеть Интернет у аналоговых модемов невелика и составляет в зависимости от поддерживаемого модемом протокола передачи данных 33,6 или 56,6 Кбит/с. Цифровые модемы используют более совершенные технологии передачи цифровых данных (например, технологии xDSL), но стоят пока существенно дороже аналоговых. Скорость передачи данных в таких модемах может достигать 8 Мбит/с.
  

• 46 слайд

  Внутренние модемы конструктивно выполнены в виде платы, на которой размещены радиоэлектронные компоненты. Устанавливаются такие модемы в системный блок и подключаются к системной магистрали ПК через разъем (слот) на материнской плате. К разъему вход-выход самого модема подключается телефонная или специальная линия.
  

• 47 слайд

  Внешние по отношению к системному блоку модемы конструктивно выполнены в виде функционально законченных устройств. Подключается модем через соответствующий порт (указывается в техническом описании на внешний модем) системного блока ПК.