1) 2) 3) 4) 5) 6) 7) 8) 9) Системный блок. Монитор. Базовая Клавиатура. конфигурация Мышь. Аудиосистема. Принтер. Сканер. Цифровая фотокамера ……… Расширенная конфигурация ………… Внешняя конфигурация ПК
Основными устройствами, которые обязательно должны быть подключены к материнской плате являются процессор (CPU – Central Processing Unit) и оперативная память (RAM – Random Access Memory). Все остальные устройства подключаются к материнской плате через соответствующие адаптеры. Например, адаптером монитора является видеокарта, адаптером аудиосистемы – звуковая карта. Большинство адаптеров включают в себя контроллеры, управляющие работой устройств. Контроллер способен осуществлять некоторые операции по управлению устройством и по передачи данных без обращения к CPU, в этом смысле каждый контроллер можно считать дополнительным к CPU узкоспециализированным процессором. При необходимости контроллер может записывать/считывать данные из RAM.
Для подключения адаптеров устройств на материнской плате установлены специальные разъемы (слоты). Часто используется термин «порт» - это более широкое понятие, включающее, кроме типа разъема, еще и тип аппаратного интерфейса - набор соглашений о передаче сигналов. Видеокарта подключается к специальным высокоскоростным портам AGP (Accelerated Graphic Port) или PCIE, звуковая карта, сетевая карта и многие другие устройства – к порту PCI (Peripheral Component Interconnect).
В настоящее время для подключения периферийных устройств разработаны универсальные адаптеры USB (Universal Serial Bus) и Fire. Wire (IEEE 1394, i-Link). Через порт USB можно подключать самые разные устройства – клавиатуру, мышь, принтер, сканер, сотовый телефон, цифровой фотоаппарат, а также внешние носители данных – флэш-накопители и переносные жесткие диски (такие устройства желательно подключать через высокоскоростной порт USB 2. 0). Порт Fire. Wire обычно используется для подключения цифровых телекамер, работающих в режиме реального времени
В последнее время все чаще используется беспроводное подключение устройств к материнской плате – обмен сигналами при этом происходит при помощи электромагнитных волн. Для такого подключения существуют специальные адаптеры Blue Tooth, которые подсоединяются к USB порту. При помощи такого адаптера можно, например, установить беспроводную связь компьютера с сотовым телефоном, подключить компьютер к Интернету, связать настольный компьютер с ноутбуком и т. д.
Обмен данными между различными устройствами компьютера происходит при помощи электрических сигналов. Для того чтобы обмен электрическими сигналами действительно приводил к обмену данными, необходимо, чтобы взаимодействующие устройства одинаковым образом интерпретировали эти сигналы. Способы интерпретации электрических сигналов в качестве данных составляют основу аппаратных интерфейсов, в соответствии с которыми устройства взаимодействуют друг с другом.
Различают последовательные интерфейсы и параллельные интерфейсы. В соответствии с последовательным интерфейсом данные передаются, как последовательная цепочка бит, каждый последующий передаваемый бит следует по времени после предыдущего. Передающая шина при этом может состоять из двух проводников. Примеры последовательных интерфейсов: COM, USB, Fire. Wire, SATA.
Параллельный интерфейс передает несколько бит одновременно. Количество одновременно передаваемых бит называется разрядностью интерфейса (употребляются также термины «разрядность шины» или «ширина шины» , обозначающие то же самое). Число проводников в передающей шине должно превышать разрядность шины как минимум на 1 (обычно проводников в шине еще больше для обеспечения коррекции, синхронизации и других служебных функций). Примеры параллельных интерфейсов: ISA, PCI, SCSI, IDE (ATA).
Эволюцию аппаратного обеспечения современных компьютерных систем можно проследить с точки зрения изменения базовых аппаратных интерфейсов. Так, для подключения периферийных устройств к настольным ПК за последние 20 лет сменилось 3 поколения интерфейсов 1. ISA, EISA, COM, LPT 2. PCI, AGP, IDE 3. PCIE, USB, Fire. Wire, SATA. В настоящее время преобладает тенденция перехода от параллельных интерфейсов к последовательным многоканальным интерфейсам, таким как USB, Fire. Wire, SATA.
Материнская плата, процессор и оперативная память - основные компоненты ПК. Материнская плата, является основным устройством ПК, обеспечивающим подключение и взаимодействие всех других устройств друг с другом. Именно материнская плата обеспечивает реализацию аппаратных интерфейсов. В составе материнской платы можно выделить следующие элементы. 1. Микропроцессорный набор (чипсет, chipset); 2. Энергонезависимую память, называемую также ПЗУ (постоянное запоминающее устройство) или ROM (Read Only Memory); 3. Интегрированные устройства; 4. Генератор тактовой частоты; 5. Системные шины; 6. Слоты (разъемы) для подключения устройств; 7. Автономный источник питания.
Чипсет – это набор микросхем, из которых собственно и построена материнская плата. Именно чипсет реализует необходимые аппаратные интерфейсы, на основе которых работает компьютер. Все остальные устройства материнской платы можно считать дополнением к чипсету. Однако необходимо иметь в виду, что на основе одного и того же чипсета разными производителями разрабатываются различные материнские платы, поэтому типов материнских плат значительно больше, чем базовых чипсетов.
Энергонезависимая память является необходимым дополнением к чипсету. Она содержит набор базовых программ (BIOS – Basic Input and Output System), поддерживающих аппаратные интерфейсы, выполняющих проверку работоспособности компьютера при его включении, загружающих операционную систему и т. д. Основное содержимое энергонезависимой памяти записывается при изготовлении материнской платы и не изменяется в процессе эксплуатации компьютера, однако часть этого содержимого (настройки BIOS) можно изменить через специальную программу BIOS Setup, которая также записана в энергонезависимую память. Современные материнские платы поддерживают и процедуру перезаписи всего содержимого энергонезависимой памяти (перезапись BIOS, прошивка BIOS), но это очень критичная процедура – при неудаче компьютер окажется полностью неработоспособным.
Кроме чипсета в состав материнской платы могут входить микросхемы других устройств, выполняющих функции, не относящиеся к функциям материнской платы. Например, в материнскую плату может быть встроена звуковая карта, сетевая карта или видеокарта. Такие устройства называются интегрированными в материнскую плату. Наличие интегрированной видеокарты означает, например, что монитор можно подключать непосредственно к соответствующему разъему материнской платы
Генератор тактовой частоты также является необходимым элементом материнской платы, задающим частоту прохождения всех электрических импульсов (частоту системной шины) и, следовательно – скорость обмена данными между всеми устройствами компьютера. В процессоре действует другая, более высокая тактовая частота , где Кn – коэффициент умножения частоты. Величина Kn находится в диапазоне от 2 до 21. Поэтому - тактовая частота процессора - может значительно превышать тактовую частоту системной шины.
Системные шины – это системы проводников, обеспечивающие прохождение электрических сигналов между устройствами. Таким образом, устройства обмениваются данными друг с другом именно через системные шины. Микросхемы чипсета связаны друг с другом и со слотами устройств через шины, выполненные в виде электрической разводки платы. Основной характеристикой шины является разрядность (ширина шины) – количество бит, которые могут передаваться по шине одновременно. Тип и разрядность шины определяются аппаратным интерфейсом, который эта шина должна поддерживать, поэтому, говоря о разрядности шины, имеют в виду именно тип интерфейса.
Для подключения различных устройств к материнской плате используются слоты – специальные разъемы, соединенные через соответствующие шины с микросхемами чипсета. Каждый слот предназначен для передачи данных в соответствии с определенным интерфейсом, поэтому слоты обозначаются теми же аббревиатурами, что и интерфейсы, например, PCI, AGP, USB.
Последний элемент списка автономный источник питания представляет собой стандартный маленький аккумулятор, предназначенный для поддержания работы энергонезависимой памяти и генератора тактовой частоты в то время, когда компьютер выключен. При выходе автономного источника питания из строя происходит сбой системных часов и настроек BIOS, что может привести к сбоям в работе программ. Вышедший из строя автономный источник питания, как правило, несложно заменить.