Контрольные вопросы
1. Каковы фундаментальные строительные блоки структуры компьютера и как они связаны с различными этапами обработки информации?
2. Как называется процессор персонального компьютера для обработки информации?
3. В чем заключается принцип программного управления?
4. Что входит в состав системного блока?
5. С какими корпусами системных блоков вы знакомы?
6. Что такое системная плата?
7. что такое системная шина в персональном компьютере
8. Сходство между системной шиной и транспортными магистралями
9. Знаете ли вы какие-либо характеристики системной шины?
Что делает компьютерный порт? Для чего нужны порты?
Какие печатные платы необходимы для расширения?
12. зачем нужны слоты расширения
13. Что такое открытая архитектура
14. Что вы знаете о возможностях компьютерного будущего из фантастики, научно-популярной литературы и телевизионных фильмов?
Порты
Порты используются как для ввода, так и для вывода информации. Некоторые устройства имеют разъемы, известные как стыки, которые позволяют получить доступ к портам снаружи. На задней панели системного блока находятся эти разъемы.
В системном блоке установлены дисководы гибких, жестких и лазерных дисков. Имеются прямые или беспроводные проводные порты (последовательный, параллельный и USB Wire).
Параллельные порты
Внешние устройства, которым необходимо быстро передавать большое количество информации, подключаются с помощью этого вида порта. Через параллельный порт обычно одновременно передается 8 бит данных по 8 проводам. Через параллельный порт подключаются принтер и сканер.
Дверь Сериель.
К этому порту можно подключить мышь, модем и ряд других устройств. Через порт проходит один бит данных. Общеизвестно, что движение на однополосной дороге происходит, когда автомобили движутся.
Используется последовательная передача данных на большие расстояния. Из-за этого последовательные порты также известны как коммуникационные порты. Коммуникационные порты имеют четыре разных названия.
USB-порт
Самый популярный способ подключения медленных и среднескоростных периферийных устройств к компьютеру — это порт USB (Universal Serial Bus). Последовательная передача данных — это режим работы порта USB. В настоящее время наиболее популярным является высокоскоростной порт USB 2.0.
Вы можете использовать устройства без личного источника питания благодаря линиям питания USB.
FireWave-порт.
FireWire (IEEe 1394) — это буквально «огненный провод», поддерживающий скорость передачи данных 400 Мбит/с. Этот порт может быть подключен к компьютеру для подключения видеоустройств, таких как видеомагнитофон или другие устройства массового хранения данных.
Порты FireWire поддерживают технологии Plug and Play и «горячего» подключения.
Порты FireWire бывают двух типов. В большинстве настольных компьютерах используются 6-контактные порты, а в ноутбуках — 4-контактные.
Инфракрасный порт беспроводного подключения
Инфракрасные данные передаются по оптическому каналу. Телевизоры, видеомагнитофоны и другие устройства могут управляться с помощью инфракрасного порта.
Инфракрасный порт обычно используется для соединения с мобильным телефоном, обладающим таким же портом. Это позволяет реализовать доступ в Интернет с использованием мобильного телефона, что наиболее важно для портативных ноутбуков в нестационарных условиях.
Модуль беспроводной связи Bluetooth
С помощью одного адаптера Bluetooth можно подключить к беспроводной сети до 100 устройств на расстоянии до 10 метров. К компьютеру можно подключать мобильные телефоны, принтеры, мыши, клавиатуры и другие сетевые устройства.
Радиоканал обеспечивает радиотелефонную передачу данных в диапазоне частот 2,2-2,4 ГГц. Главное преимущество — устойчивое соединение, не зависящее от взаимного расположения передатчика и приемника. Если в вашем компьютере его еще нет, вы можете приобрести модуль Bluetooth отдельно.
Представление об открытой архитектуре компьютера
Компьютерные технологии быстро развиваются, предлагая постоянные улучшения в производительности и объеме памяти. Пока создаются другие, некоторые устройства быстро совершенствуются.
Принцип построения компьютера, позволяющий заменять существующие в нем устройства новыми, более совершенными без изменения конструкции, необходим в связи с быстрым развитием компьютерных технологий. Подобно тому, как города строятся в соответствии с законами архитектуры, так и компьютер должен быть таким же.
Принцип открытой архитектуры служит основой для создания современного персонального компьютера. В результате современный персональный компьютер можно сравнить с детским набором для строительства из кирпичиков.
Где бы они ни находились в компьютере, старые кубики (блоки) можно поменять на новые. Принцип открытой архитектуры позволяет модернизировать существующий компьютер, а не выбрасывать его.
Принцип открытой архитектуры — правила построения компьютера, в соответствии с которыми каждый новый узел (блок) должен быть совместим со старым и легко устанавливаться в том же месте в компьютере.
Прочие компоненты системной платы
Системная плата также включает в себя дополнительные микросхемы и перемычки в дополнение к уже упомянутым переключателям и компьютерным компонентам. Для связи с различными компьютерными устройствами и изменения их режимов работы необходимы все эти приспособления.
Процессор и фронтальные индикаторы — это два важнейших узла, присутствующих в каждом системном блоке, которые обеспечивают функционирование компьютеров.
Системные часы определяют скорость выполнения компьютером операций, которая связана с тактовой частотой, измеряемой в мегагерцах (1 МГц равен 1 млн тактов в секунду).
Общий ритм работы компьютера задается системными часами, которые также обеспечивают связь всех частей материнской платы друг с другом.
Современный персональный компьютер имеет открытую архитектуру, представленную платами и слотами расширения. Слот, заполненный платой, называется слотом. Персональный компьютер можно рассматривать как устройство, которое можно настраивать, поскольку оно имеет слоты расширения.
Вместо термина «плата расширения» часто используют названия «карта», «адаптер». К наиболее распространенным платам расширения относятся видеокарты, звуковые карты и внутренние модемы.
Системная шина
У компьютера должна быть какая-то основа для движения потока информации. Поясним эту мысль на небольшом примере.
Вы знаете, что жизнь большого города — это постоянные потоки людей и транспортных средств, двигающихся в различных направлениях. Часто скорость транспортного или людского потока зависит не от скорости машины, велосипеда или пешехода,
а от пропускной способности транспортной сети города, от его подземных и наземных магистралей.
В компьютере информация путешествует по информационной магистрали, а не по автомобилям. Информационная магистраль, связывающая все компьютерное оборудование, известна как системная шина. Системную шину можно представить как ряд кабельных и электрических (токопроводящих) линий на печатной плате.
Системная шина (рис. 21.2) соединяет все основные компоненты персонального компьютера и служит коммуникационным каналом между процессором и остальными электронными частями компьютера. По этой шине передаются данные, адреса памяти и управляющая информация.
Рис. 21.2. системной шины
Тип системной шины и тип процессора определяют, насколько быстро персональный компьютер может обрабатывать информацию. Скорость передачи данных и производительность канала связи являются основными характеристиками системной шины.
Количество битов, передаваемых от одного устройства к другому, зависит от битовой глубины шины.
Используя восемь параллельных проводов, первые компьютеры могли передавать информацию только в единицах по 8 бит. Позже, по мере развития компьютеров, была разработана 16-битная системная шина, а затем и системные шины с разрядностью до 64 бит.
Производительность шины определяется количеством информации, которое может быть передано в секунду.
Битовая глубина системной шины в значительной степени влияет на ее пропускную способность. Чем больше битов информации может быть отправлено по шине одновременно, тем выше ее пропускная способность. Это ускоряет обмен данными и освобождает процессор для других задач.
Системная шина, которая служит основной информационной магистралью, не может, однако, обеспечить адекватную производительность для внешних устройств. Локальные шины, которые соединяют микропроцессор с различными устройствами вывода и памяти, были впервые использованы компьютером.
Системный блок и системная плата
Системный блок содержит следующие устройства:
♦ микропроцессор;
♦ внутренняя память компьютера;
♦ дисководы — устройства внешней памяти;
♦ системная шина;
♦ электронные схемы, обеспечивающие связь различных компонентов компьютера;
♦ электромеханическая часть компьютера, включающая блок питания, системы вентиляции, индикации и защиты.
Компьютер IBM 286 интегрирован в процессорный блок.
Компоновка современного ПК
Все устройства, составляющие системный блок и расположенные внутри корпуса (например, шкафа), бывают разных типов. Тип системного корпуса зависит от типа персонального компьютера и определяет количество компонентов, которые будут установлены в корпусе.
Наиболее распространенные корпуса стационарных персональных компьютеров — горизонтальные или настольные, или в виде башни. В портативных компьютерах системный блок соединен с монитором и выполнен в стандарте booksize, то есть размером с книгу.
Технической (аппаратной) основой персонального компьютера является системная, или материнская, плата.
Главным компонентом системного блока компьютера является материнская плата. Она содержит процессор и микросхемы памяти, которые являются наиболее важными. Материнская плата персонального компьютера объединяет различные устройства, обеспечивает условия работы и связь между основными частями. Процессор, помимо преобразования информации, руководит работой всех остальных компонентов компьютера.
Концепция программного управления является основой компьютера. Согласно ей, команды программы и данные хранятся в закодированном виде в оперативной памяти. Процессор, в свою очередь, извлекает из памяти компьютера команды, которые должны быть выполнены, и информацию, необходимую для этого.
Различные команды позволяют отправлять выходные данные на различные устройства вывода или записывать их в память. Одним из ключевых элементов, определяющих производительность процессора, является скорость, с которой он обрабатывает информацию.
Дело в том, что любая информация (числа, текст, рисунки, музыка и т. д.) хранится и обрабатывается на компьютере только в цифровой форме. Поэтому ее обработка сводится к выполнению процессором различных арифметических и логических операций, предусмотренных его системой команд.
Структурная схема компьютера
В предыдущих статьях вы узнали о назначении и характеристиках основных устройств компьютера. Очевидно, что все эти устройства не могут работать изолированно. Чтобы понять, как компьютер обрабатывает информацию, нам необходимо рассмотреть структуру компьютера и основное взаимодействие его устройств.
Взаимодействие устройств ввода должно быть таким, чтобы обеспечить первичные этапы обработки данных в соответствии с назначением компьютера как инструмента для обработки информации.
На рисунке 21.1 представлена системная диаграмма компьютера, обрабатывающего информацию. В верхнем ряду этой диаграммы показаны основные этапы этого процесса, с которыми вы уже знакомы из раздела 1. Компьютер выполняет каждый этап с помощью соответствующего аппаратного обеспечения, встроенного в компьютер.
Очевидно, что информация вводится и выводится с помощью устройств ввода (клавиатура, мышь) или устройств вывода. Информация хранится во внутренней и внешней памяти на различных носителях (магнитные или оптические диски, магнитная лента).
Рис. 21.1. Структурная схема компьютера
Передача информации между различными устройствами компьютера показана темными стрелками. Сигналы от процессора показаны пунктирными линиями со стрелками. Входные и выходные потоки данных представлены светлыми пустыми стрелками.
Компьютер представляет собой систему взаимосвязанных компонентов. Конструктивно все основные компоненты компьютера объединены в системном блоке, который является важнейшей частью персонального компьютера.
