АППАРАТНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ Базовая конфигурация современного компьютера системный

АППАРАТНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ Базовая конфигурация современного компьютера: • системный блок; • монитор; • клавиатура; • мышь.

СИСТЕМНЫЙ БЛОК Внутри системного блока размещаются: Устройства, находящиеся внутри системного блока, • материнская плата (motherboard); называют внутренними, а устройства, • дочерние платы (платы расширения); подключаемые к нему снаружи, называют • внутренние накопители; внешними. • блок питания. Внешние дополнительные устройства, предназначенные для ввода, вывода и длительного хранения данных, также называют периферийными.

МАТЕРИНСКАЯ ПЛАТА • ПЗУ (постоянное запоминающее устройство) — На материнской плате размещаются : микросхема, предназначенная длительного хранения • Материнская плата, системная плата ( motherboard, процессор — основная микросхема, выполняющая данных, в том числе и когда компьютер большинство математических и логических операций; mainboard) - это основной компонент компьютера выключен; • микропроцессорный комплект (чипсет) — набор предназначенный для размещений всех остальных • разъемы (слоты) для подключения дополнительных микросхем, управляющих работой внутренних устройств – дочерних плат. компьютера и определяющих основные функциональные Материнская плата представляет собой многослойную возможности материнской платы; печатную плату с расположенными на ней - • шины — наборы проводников, по которым происходит микросхемами, разъемами, слотами для подключения обмен сигналами плат расширений. . . между внутренними устройствами компьютера; Основные возможности материнской платы определяет • оперативная память (оперативное запоминающее чипсет. устройство, ОЗУ) — набор микросхем, предназначенных для Чипсет - набор микросхем. временного хранения данных, когда компьютер включен;

СОКЕТЫ ПРОЦЕССОРА Процессорный Socket 478 При подборе материнской платы важно учитывать Процессорный Socket 1366 Допускает использование устаревших процессоров, таких следующие характеристики: Допускает использование мощнейших процессоров Intel как Intel Pentium 4, Intel Pentium D, Intel Celeron, Intel Cокет процессора. От него зависит тип и мощность Core i 7. Основное достоинство этих процессоров – Celeron M 410, M 420 и M 430. . используемого на ПК процессора. На сегодняшний день максимальная производительность. Предназначен для Процессорный Socket 775 активно используются следующие типы: Socket 478, Socket работы с обработкой графических приложений, Самый распространенный на сегодняшний день. 775, Socket 1155 или 1156 и Socket 1366 для процессоров от выполнения сложнейших инженерных расчетов или для Используется для следующих процессоров Intel Core 2 Duo, Intel и AM 2 или AM 2+ для процессоров от AMD. современных игр оснащены именно этими процессорами. Intel Core 2 Quad, а так же некоторых модификаций Intel Pentium D и Intel Celeron. Тип поддерживаемых видеокарт. Все современные модели Процессорный Socket AM 2 Процессорные сокеты 1155 или 1156 подключаются к разъему PCI – Express, однако на Для процессоров от AMD, таких как Athlon и Phenom. Предназначены для новейших процессоров от Intel, таких устаревших моделях возможно использование как Intel Core i 3, Intel Core i 5 и Intel Core i 7. Это линейка видеоадаптеров стандарта AGP новейших процессоров, позволяющая добиться намного Тип поддерживаемых микросхем оперативной памяти. На большей производительности по сравнению с данный момент широко используются три вида предшественниками оперативной памяти в настольном компьютере: DDR 1, DDR 2 и DDR 3.

ТИПЫ ОПЕРАТИВНОЙ ПАМЯТИ Тип памяти DDR 1 Является устаревшим видом чипов оперативной памяти, и используется в основном на материнских платах, которые уже давно сняты с производства. Тип памяти DDR 2 Используется в основном на материнских платах с 775 сокетом. На данный момент это самый распространенный тип оперативной памяти. Тип памяти DDR 3 Используется на новых материнских платах, оснащенных 1155, 1156 или 1366 сокетом. На сегодняшний момент, матплаты данного типа обладают максимальной производительностью при относительно невысоких ценах.

ПОРТЫ – разъемы для подключения внешних устройств.

ПРОЦЕССОР Процессор — основная микросхема компьютера, в которой и производятся все вычисления. Основные внутренние схемы процессора: Основными параметрами процессоров являются: • арифметико-логическое устройство, • внутренняя память (регистры), • разрядность, • кэш-память (сверхоперативная память) • рабочая тактовая частота, • cхемы управления всеми операциями и • коэффициент внешними шинами. внутреннего умножения тактовой частоты • математический сопроцессор чисел с плавающей • рабочее напряжение точкой • размер кэш-памяти

ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРОЦЕССОРА Разрядность процессора показывает, сколько бит данных он может принять и обработать в своих регистрах за один раз (за один такт) Тактовая частота– показатель скорости процессора. За один такт процессор выполняет какой-то фрагмент вычислительной операции Тактовая частота измеряется в мегагерцах (1 МГц= 106 Гц), гигагерцах (1 ГГц). 1 МГц – это миллион тактов в секунду. Кэш-память – внутренняя память процессора, которая хранит данные для вычислений и служит для уменьшения числа обращений к оперативной памяти.

ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРОЦЕССОРА Коэффициент внутреннего умножения тактовой частоты - это коэффициент, на который следует умножить тактовую частоту материнской платы, для достижения частоты процессора. Тактовые сигналы процессор получает от материнской платы. Для получения более высоких частот в процессоре происходит внутреннее умножение на коэффициент 4, 4. 5, 5 и больше. Рабочее напряжение процессора обеспечивается материнской платой, поэтому разным маркам процессоров отвечают разные материнские платы. Рабочее напряжение процессоров не превышает 3 В. Снижение рабочего напряжения разрешает уменьшить размеры процессоров, а также уменьшить тепловыделение в процессоре, что разрешает увеличить его производительность без угрозы перегрева.

Самые быстрые процессоры 2011 Компания Intel Компания AMD шестиядерный процессор Core i 7 -990 X Компания AMD изменила планы по запуску процессоров Тактовая частота процессора — 3, 46 ГГц серии FX. Вместо обещанных четырёх моделей в октябре Процессор оснащен 12 Мбайт кэша и потребляет 130 Вт. 2011 будет выпущено целых семь: три 8 -ядерные, две 6(16. 02. 2011) ядерные и две 4 -ядерные с энергопотреблением от 95 до Готовится к выпуску двухядерный Intel Xeon X 5698 125 Вт. Тактовая частота процессора — 4, 4 ГГц , кэш 12 Мгайт Самым производительным будет процессор FX-8150 с частотой 3, 6 ГГц (4, 2 ГГц с технологией Turbo), и кеш. Компания AMD памятью L 2 8 Мб. Следом идёт также 8 -ядерный FX-8120 с Трехядерный процессор Athlon II X 3 460 частотой 3, 1 ГГц (4 ГГц). Он будет доступен в двух Тактовая частота процессора — 3, 5 ГГц версиях, с TDP 95 Вт и 125 Вт. Процессор оснащен 1. 5 Мбайт кэша и потребляет 95 Вт. (18. 04. 2011)

Типы процессоров В зависимости от набора и порядка выполнения команд процессоры подразделяются: - на классические процессоры CISC; - на процессоры RISC с сокращенным набором команд; - на процессоры MISC c минимальным набором длинных команд; - на процессоры VLIW с набором сверхдлинных команд.

CISC процессор CISC processor (Complex Instruction Set Computing ) (классический) Complex Instruction Set Chip - процессор с полным набором команд, выполняющий до 300 машинных инструкций. Характеристики: • • • Нефиксированная длина команды. Арифметические действия кодируются в одной инструкции. Небольшое число регистров, каждый из которых выполняет строго определённую функцию. К этому классу относятся процессоры Intel x 86

RISC процессор RISC processor (Reduced Instruction Set Computing ) Процессор RISC - процессор, в котором: - реализован упрощенный набор команд, имеющих одинаковую длину; - большинство команд выполняются за один цикл процессора; - отсутствуют микропрограммы; - взаимодействие с оперативной памятью ограничено операциями пересылки данных; - реализован минимальный набор способов адресации Простая архитектура позволяет удешевить процессор, памяти; поднять тактовую частоту, а также распараллелить - реализован конвейер команд; исполнение команд между несколькими блоками - используется высокоскоростная память. исполнения Команды, не вошедшие в упрощенный набор, реализуются в виде последовательностей аппаратно реализованных команд.

MISC процессор MISC processor (Minimum Instruction Set Computing) Процессор MISC - процессор, работающий с минимальным набором длинных команд, упакованных в одно слово размером 128 бит. В наборе команд есть сложение. Но нет вычитания Есть операция XOR, но нет OR

VLIW процессор Процессор VLIW - процессор, работающий с системой команд сверхбольшой разрядности. Команда сверхбольшой разрядности состоит из группы команд, которые могут выполняться параллельно. Команды сверхбольшой разрядности формируются специальным компилятором планирования перед выполнением прикладной программы. Подход VLIW сильно упрощает архитектуру процессора, перекладывая задачу распределения вычислительных устройств на компилятор. Поскольку отсутствуют большие и сложные узлы, сильно снижается энергопотребление.

Векторный процессор - процессор, обеспечивающий параллельное выполнение операции над массивами данных (векторами). Векторный процессор характеризуется специальной архитектурой, построенной на группе параллельно работающих процессорных элементов. Векторный процессор предназначен для обработки изображений, матриц и массивов данных.

Матричный процессор - процессор, имеющий архитектуру, рассчитанную на обработку числовых массивов (матриц). Архитектура процессора включает в себя матрицу процессорных элементов, работающих одновременно.

Самые быстрые процессоры 2011 Компания Intel шестиядерный процессор Core i 7 -990 X Тактовая частота процессора — 3, 46 ГГц Процессор оснащен 12 Мбайт кэша и потребляет 130 Вт. (16. 02. 2011) Готовится к выпуску двухядерный Intel Xeon X 5698 Тактовая частота процессора — 4, 4 ГГц , кэш 12 Мгайт Компания AMD Трехядерный процессор Athlon II X 3 460 Тактовая частота процессора — 3, 5 ГГц Процессор оснащен 1. 5 Мбайт кэша и потребляет 95 Вт. (18. 04. 2011)

Микросхема ПЗУ и система BIOS ПЗУ (постоянное запоминающее устройство) Предназначена для способна длительное время хранить информацию, даже когда компьютер выключен. Программы, находящиеся в ПЗУ, называют «зашитыми» — их записывают туда на этапе изготовления микросхемы. Комплект программ, находящихся в ПЗУ, образует базовую систему ввода-вывода (BIOS — Basic Input Output System). В BIOS записаны первичные программы, с которых начинается работа компьютера.

АРХИТЕКТУРА КОМПЬЮТЕРА Архитектура вычислительной машины (Computer architecture) — концептуальная структура вычислительной машины, определяющая процесс обработки информации и включающая методы преобразования информации и принципы взаимодействия технических средств и программного обеспечения

СОСТАВЛЯЮЩИЕ АРХИТЕКТУРЫ КОМПЬЮТЕРА ─ структурная схема компьютера, ─ организация и разрядность интерфейсов, ─ набор и доступность регистров, ─ организация памяти и способы её адресации, набор и формат машинных команд процессора, ─ способы представления и форматы данных, ─ правила обработки прерываний

ТИПЫ АРХИТЕКТУРЫ КОМПЬЮТЕРА По перечисленным признакам и их сочетаниям среди архитектур выделяют: ─ По разрядности интерфейсов и машинных слов: 8 -, 16 -, 32 -, 64 -разрядные архитектуры; ─ По особенностям набора регистров, формата команд и данных: SISC, RISC, MISC, VLIW архитектуры; ─ По количеству центральных процессоров: однопроцессорные, многопроцессорные, суперскалярные архитектуры; ─ многопроцессорные по принципу взаимодействия с памятью: симметричные многопроцессорные (SMP), массивно-параллельные(MPP), распределенные архитектуры

ТИПЫ АРХИТЕКТУРЫ КОМПЬЮТЕРА В настоящее время наибольшее распространение в ЭВМ получили 2 типа архитектуры: принстонская(фон Неймана) и гарвардская. Эти архитектуры выделяют 2 основных узла ЭВМ: центральный процессор и память компьютера.

АРХИТЕКТУРА ФОН НЕЙМАНА Архитектура фон Неймана (von Neumann architecture) основана на принципе совместного хранения программ и данных в памяти компьютера. Вычислительные системы такого рода часто обозначают термином «Машина фон Неймана» . Отличительная особенность архитектуры фон Неймана - физическое отделение процессорного модуля от устройств хранения программ и данных

ГАРВАРДСКАЯ АРХИТЕКТУРА Гарвардская архитектура — архитектура компьютера, отличительным признаком которой является раздельное хранение и обработка команд и данных. Архитектура была разработана Говардом Эйкеном в конце 1930 -х годов в Гарвардском университете. Идея, реализованная Эйкеном, заключалась в физическом разделении линий передачи команд и данных Это позволяет одновременно пересылать и обрабатывать команды и данные, благодаря чему значительно повышается быстродействие компьютера.

ГИБРИДНАЯ АРХИТЕКТУРА Существуют гибридные модификации архитектур, сочетающие достоинства как Гарвардской, так и фон-Неймановской архитектур. Современные CISC-процессоры обладают раздельной кэш-памятью 1 -го уровня для инструкций и данных, что позволяет им за один такт получать одновременно как команду, так и данные для её выполнения. То есть процессорное ядро, формально, является гарвардским, но с программной точки зрения выглядит как фон-Неймановское, что упрощает написание программ.