Реферат: Основні складові частини комп ютера і їх призначення

2. Усі контролери й адаптери взаємодіють з мікропроцесором і оперативною пам'яттю через системну магістраль передачі даних, що у просторіччі звичайно називають шиною.

ЕЛЕКТРОННІ ПЛАТИ. Для спрощення підключення пристроїв електронні схеми IBM PC складаються з декількох модулів електронних плат. На основній платі комп'ютера — системної, чи материнській платі — звичайно розташовуються основний мікропроцесор, співпроцесор, оперативна пам'ять і шина. Схеми, керуючими зовнішніми пристроями комп'ютера (контролери, адаптери), знаходяться на окремих платах, що вставляються в уніфіковані рознімання (слоти) на материнській платі. Через ці рознімання контролери пристроїв підключаються безпосередньо до системної магістралі передачі даних у комп'ютері — шині. Таким чином, наявність вільних рознімань шини забезпечує можливість додавання до комп'ютера нових пристроїв. Щоб замінити один пристрій іншим (наприклад, застарілий адаптер монітора на новий),треба просто вийняти відповідну плату з рознімання і вставити замість неї іншу. Трохи складніше здійснюється заміна самої материнської плати.

БЛОК - СХЕМА. На блок-схемі контролер клавіатури звичайно знаходиться на системній платі, оскільки це спрощує виготовлення комп'ютера. Іноді на системній платі розміщаються і контролери інших пристроїв.

КОНТРОЛЕРИ ПОРТІВ ВВЕДЕННЯ - ВИВЕДЕННЯ. Одним з контролерів які присутні майже в кожнім комп'ютері є контролер портів введення-виведення. Ці порти бувають наступних типів:

рівнобіжні ( що позначаються LPT1-LPT4),до них звичайно підключаються принтери;

асинхронні послідовні (позначаються СОМ1-СОМ3). Через них звичайно приєднуються миша, модем і т.д. Ігровий порт — для підключення джойстика.

Деякі пристрої можуть підключатися і до рівнобіжних, і до послідовних портів. Рівнобіжні порти виконують введення і висновок з більшою швидкістю, чим послідовні (за рахунок використання більшого числа проводів у кабелі).

МІКРОПРОЦЕСОР. Мікропроцесор є "мозком" комп'ютера. Він_здійснює виконання програм, що працюють на комп'ютері, і керує роботою інших пристроїв комп'ютера. Швидкість його роботи багато в чому визначає швидкодія комп'ютера. У IBM PC використовуються мікропроцесори, розроблені фірмою Intel, а іноді — сумісні з ними мікропроцесори інших фірм.

ХАРАКТЕРИСТИКИ МІКРОПРОЦЕСОРІВ. Мікропроцесори відрізняються друг від друга двома характеристиками: типом (моделлю) і тактовою частотою. Найбільш поширені моделі Intel- 8088,480286,80386SX,80386,80486 і Pentium, вони приведені в порядку зростання продуктивності і ціни. Однакові моделі мікропроцесорів можуть мати різну тактову частоту — чим вище тактова частота, тим вище продуктивність і ціна мікропроцесора.

ТАКТОВА ЧАСТОТА вказує скількох елементарних операцій (тактів) мікропроцесор виконує в одну секунду. Тактова частота виміряється в мегагерцах (МГц).Варто помітити, що різні моделі мікропроцесорів виконують ті самі операції (наприклад чи додавання множення) за різне число тактів. Чим вище модель мікропроцесора, тим як правило менше тактів потрібно для виконання тих самих операцій. Тому, наприклад, мікропроцесор Intel-80386 працює рази в два швидше Intel-80286 з такою же тактовою частотою.

МОДЕЛІ МІКРОПРОЦЕСОРІВ. Вихідний варіант комп'ютера IBM PC і модель IBM PC ХТ використовували мікропроцесор Intel-8088. На початку 80-х років ці мікропроцесори випускалися з тактовою частотою 4,77 Мгц, потім були створені моделі з тактовою частотою 12 Мгц (тобто нові моделі працюють у 1,7-2,1 рази швидше). Моделі зі збільшеною продуктивністю (тактовою частотою) іноді називаються Turbo-хт. Зараз мікропроцесори типу Intel-8088 виробляються в невеликі кількості, і для використання не в комп'ютерах, а в різних спеціалізованих пристроях.

Модель IBM PC АТ використовує більш могутній мікропроцесор Intel-80286,і її продуктивність приблизно в 4-5 разів більше чим у IBM PC ХТ. Вихідні варіанти IBM PC АТ працювали на мікропроцесорах з тактовою частотою 6 Мгц, потім були створені моделі цього мікропроцесора з тактовою частотою від 12 до 25 Мгц, тобто працюючі в 2-3 рази швидше. Мікропроцесор Intel-80286 має трохи більше можливостей у порівнянні з Intel-8088,але ці додаткові можливості використовуються з Intel-8088,але ці додаткові можливості використовуються дуже рідко, так що більшість програм, що працюють на АТ, буде працювати і на ХТ. Зараз мікропроцесори типу Intel-80286 також вважаються застарілими і для застосування в комп'ютерах не виробляються.

ВИБІР ТИПУ МІКРОПРОЦЕСОРА. Швидкодія основного мікропроцесора багато в чому визначає швидкість роботи всього комп'ютера і тим самим діапазон застосування комп'ютера:

# комп'ютери на основі мікропроцесорів Intel-8088 (чи Intel-8086) працюють дуже повільно, вони вже цілком застаріли і майже цілком вийшли з вживання;

# комп'ютери на основі мікропроцесора Intel-80286 забезпечують необхідна швидкодія для набору текстів уведення вихідних даних для бухгалтерських і аналогічних задач багатьох комп'ютерних ігор і т.д. Однак нові комп'ютери такого класу вже не випускаються (оскільки вважаються морально застарілими) , а купувати їх навряд чи доцільно навіть за непридатними цінами, тому що для роботи з більшістю сучасних програм із графічним інтерфейсом ( наприклад , із програмами виконуваними в середовищі Windows) вони практично не придатні;

# комп'ютери на основі мікропроцесорів Intel - 80386SX і DX, Intel-80486SX забезпечують прийнятну обчислювальну потужність для більшості робочих місць під керуванням як DOS, так і Windows: для програмування, роботи з не дуже великими базами даних , макетування (верстки) нескладних видань і т.д. Однак для комфортної роботи в середовищі Windows краще придбати більш могутній комп'ютер;

# мікропроцесори Intel-80486DX і DX2 застосовуються для тих задач, де потрібно висока швидкодія комп'ютера :

для файлів-серверів великих локальних мереж , для професійних видавничих , графічних чи анімаційних програм для рішення серйозних обчислювальних задач і т.д. А для користувачів постійно працюючих з комп'ютером може бути доцільне придбання комп'ютера на основі Intel-80486DX чи DX2 навіть і в тому випадку, якщо вони використовують самі звичайні програми типу Word for Windows 6.0, Excel 5.0 і т.д., оскільки ці мікропроцесори зараз коштують не набагато дорожче Intel-80386 і 80486SX,а забезпечують помітно велику продуктивність;

# мікропроцесори Pentium і розраховані на його використання системні плати поки що коштують дуже дорого тому їхній доцільно застосовувати для таких додатків, як відтворення відеозображень у реальному часі, великі задачі тривимірного проектування і моделювання, створення могутніх файлів-серверів і багатопроцесорних систем.

МАТЕМАТИЧНИЙ СПІВПРОЦЕСОР. Мікропроцесори Intel-80286 і Intel-80386 не містять спеціальних команд для роботи з числами з крапкою, що плаває. При проведенні розрахунків з такими числами кожна операція над ними моделюється за допомогою декількох десятків операцій мікропроцесора. Це сильно знижує ефективність застосування комп'ютера для наукових обчислень, при використанні машинної графіки і для інших застосувань з інтенсивним використанням чисел із крапкою, що плаває. Тому в цих випадках варто використовувати комп'ютери IBM PC із установленим математичним співпроцесором Intel-8087,Intel-80287 чи Intel-80387. Наявність співпроцесора може збільшити швидкість виконання операцій із крапкою, що плаває, у 5-15 разів. Мікропроцесори Intel-80486DX і DX2 і Pentium самі підтримують операції з крапкою, що плаває, тому при їхньому використанні математичний співпроцесор не потрібно.

ОПЕРАТИВНА ПАМ'ЯТЬ. Оперативна пам'ять комп'ютера IBM PC із процесором Intel-8088 чи Intel-8086 (наприклад IBM PC XT) може мати розмір не більш 1 Мбайта, оскільки ці мікропроцесори можуть звертатися не більш ніж до 1 Мбайта пам'яті. Ця пам'ять складається з двох частин. Перші 640 Кбайт пам'яті можуть використовуватися прикладними програмами й операційною системою. Інші адреси пам'яті ("верхня пам'ять") зарезервовані для службових цілей:

# для збереження частини операційної системи DOS, що забезпечує тестування комп'ютера, початкове завантаження операційної системи, а також виконання основних низькорівневих послуг введення-виведення;

# для передачі зображення на екран;

# для збереження різних розширень операційної системи, що поставляються разом з додатковими пристроями комп'ютера. Як правило, коли говорять про обсяг оперативної пам'яті комп'ютера, то мають на увазі саме першу її частину, що може використовуватися прикладними програмами й операційною системою. Ми теж будемо надалі надходити в такий спосіб.

КЕШ – ПАМ'ЯТЬ. Для досить швидких комп'ютерів (наприклад, на основі Intel-80386 з тактовою частотою більш 25 Мгц чи Intel-80486) необхідно забезпечити швидкий доступ до оперативної пам'яті, інакше мікропроцесор буде простоювати і швидкодія комп'ютера зменшиться. Для цього такі комп'ютери можуть оснащуватися кеш-пам'яттю тобто "зверхоперативною" пам'яттю щодо не великого обсягу (звичайно від 64 до 256 Кбайт),у якій зберігаються найбільше часто використовувані ділянки оперативної пам'яті. Кеш-пам'ять розташовується "між" мікропроцесором і оперативною пам'яттю, і при звертанні мікропроцесора до пам'яті спочатку виробляється пошук потрібних даних у кеш-пам'яті. Оскільки час доступу до кеш-пам'яті в кілька разів менше, ніж до звичайної пам'яті, а в більшості випадків необхідні мікропроцесору дані містяться в кеш-пам'яті, середній час доступу до пам'яті зменшується. Для комп'ютерів на основі Intel-80386DX чи 80486SX розмір кеш-пам'яті в 64 Кбайт є задовільним,128 Кбайт — цілком достатнім. Комп'ютери на основі Intel-80486DX і DX2 звичайно оснащуються кеш-пам'яттю ємністю 256 Кбайт.

МОНІТОРИ. Монітор (дисплей) комп'ютера IBM PC призначений для висновку на екран текстової і графічної інформації. Монітори бувають кольоровими і монохромними. Вони можуть працювати в одному з двох режимів: текстовому і графічному.

ТЕКСТОВИЙ РЕЖИМ. У текстовому режимі екран монітора умовно розбивається на окремі ділянки — знакомісця, найчастіше на 25 рядків по 80 символів (знакомісць).У кожне знакомісце може бути виведений один з 256 заздалегідь заданих символів. У число цих символів входять великі і малі латинські букви, цифри, символи, а також псевдографічні символи, використовувані для висновку на екран таблиць і діаграм, побудови рамок навколо ділянок екрана і т.д.

ГРАФІЧНИЙ РЕЖИМ. Графічний режим монітора призначений для висновку на екран графіків малюнків і т.д. Зрозуміло, у цьому режимі можна також виводити і текстову інформацію у виді різних написів, причому ці написи можуть мати довільний шрифт, розмір букв і т.д.

У графічному режимі екран монітора складається з крапок, кожна з який може бути темної чи світлий на монохромних чи моніторах одного з декількох квітів — на кольоровому. Кількість крапок по горизонталі і вертикалі називається здатністю монітора, що дозволяє, у даному режимі. Варто помітити, що здатність яка дозволяє не залежить від розміру екрана монітора, подібно тому як і великий так і маленький телевізори мають на екрані 625 рядків розгорнення зображення.