«Устройство персонального компьютера»

Содержание:

Введение

В современном обществе в практически каждой семье есть такие обыденные вещи, как телевизор, микроволновка, стиральная машина и так далее. Так и компьютер стал чем-то незаменимым в жизни людей. Персональные компьютеры (ПК) встречаются повсеместно: стационарные – которые устанавливают дома или же на работе, ноутбуки – более мобильные устройства, для обычных пользователей не уступающих стационарным ПК. Так же функциями персонального компьютера обладают планшеты, смартфоны, игровые приставки и другие устройства. К примеру, даже магнитолы на линейки продукции Tesla снабжаются полноценными функциями компьютера.

На сегодняшний день новое поколение детей с раннего возраста умеет работать по крайней мере на сенсорных устройствах (планшетах, смартфонах), а дети школьного возраста активно обсуждают «начинку их железа», так как довольно популярна стала компьютерная игровая индустрия, киберспорт. Поэтому возникла потребность в том, чтобы постоянно увеличивать мощность компьютеров, чтобы соответствовать требованиям к этим продуктам. Поэтому данная тема теряет актуальность, но это, кажется, на первый взгляд, так как можно подчеркнуть много интересных фактов о современных ПК.

Актуальность темы можно охарактеризовать тем, что современному человеку нужно понимать, что конкретно ему нужно для той или иной цели. Для графического дизайнера нужно сделать упор на выборе более качественного дисплея и составлять сборку с упором на видео-составляющих компонентах.

Целью курсовой работы является анализ и изучение основных устройств для персонального компьютера, его архитектуры. Для достижения цели были поставлены цели:

- рассмотреть историю создания компьютерной техники

- определить основные виды ПК

- изучить архитектуру современных компьютеров

- освоить основные характеристики компонентов компьютеров.

1 Развитие компьютерной архитектуры

Для того, чтобы рассмотреть историю развития вычислительных машин нужно углубиться в те времена, когда еще никто не представлял - что такое цифровая техника.

1.1 Нулевое поколение – механические компьютеры (1642-1945)

Официально первым человеком, который начал эпоху механических компьютеров был Блез Паскаль, в его же честь был назван один из языков программирования, который часто преподают в школах. Но из-за этого не нужно недооценивать его значимость. К примеру, такой продукт, как skype написан на языке Pascal. Машина Паскаля была сконструирована им же в 1962 году, когда ему было всего 19 лет, сделал он её для своего отца – сборщика налогов. Устройство было механическое и выполняло только два действия – сложение и вычитание.

Следующим этапом в развитии вычислительной техники послужило изобретение немецкого математика Готфрида Вильгельма Лейбница – механическая машина, способная кроме сложения и вычитания производить такие вычисления, как умножение и деление.

Очень важную роль в развитии техники сыграл профессор математики Чарльз Бэббидж – он сконструировал разностную машину. Машина работала с помощью лишь одного алгоритма: метода конечных разностей с использованием полиномов. Эта машина выделялась необычным для того времени способом вывода информации: результаты подсчетов с помощью металлического штампа выдавливались на медной дощечке. После этого он изобрел аналитическую машину, она состояла из четырех компонентов: запоминающего устройства, вычислительного устройства, устройства ввода, устройство вывода. Вычислительное устройство принимало операнды из памяти, затем выполняло математические действия и возвращало полученный результат обратно в память.

Аналитическая машина, созданная Бэббиджем, программировалась на ассемблере, поэтому для её работы необходимо было программное обеспечение. Для этого он нанял на работу молодую девушку – Аду Августу Ловлейс. Ада была первым в мире программистом, в её честь был назван современный язык программирования Ada.

Позже американские инженеры стали конструировать счетные машины. Первый программируемый компьютер «Марк-1» был разработан и построен в 1941 году пятью инженерами-разработчиками на основе разработок Чарльза Бэббиджа. Компьютер был выставлен в Гарвардском университете и там же запущен 7 августа 1944 года. На устройствах ввода-вывода использовалась перфолента. В то время, как был изобретен компьютер «Марк-2» релейные компьютеры уже устарели.

1.2 Первое поколение – электронные лампы (1945-1955)

Большое влияние на развитие электронных компьютеров оказала Вторая мировая война. Армии необходимы были множественные расчеты для наведения военной техники на цель и для других нужд. Огромное количество девушек занимались расчетами на ручных счетных машинах, они считались более аккуратными при расчетах.

Необходимость в более мощных вычислительных машинах понимал американский физик и инженер Джон Уильям Мокли, он обратился от правительственной организации финансирования его работы по разработке механических счетных машин. Его поддержали, и в 1943 году совместно со своим студентом Мокли начали конструировать первый электронный компьютер, который был назван ENIAC. Проект был окончен в 1946 году, когда в нем уже не было нужды.

Так как война была окончена Мокли и Экерт организовали школу, где рассказали о своей работе ученым. После этого популярность электронных компьютеров возросла. Там же они занимались работой над машиной EDVAC.

Одновременно с этим Джон фон Нейман, один из участников проекта ENIAC уехал в институт в Принстоне, чтобы создать аналог своей машины. Обладая феноменальными умственными способностями ему удалось создать известный проект под названием фон-неймановская вычислительная машина.

В то время IBM было разработано несколько механических машин для сортировки, так же она производила перфокарты.

1.3 Второе поколение – транзисторы (1955-1965)

Первый транзистор был изобретен Джоном Бардином, Уолтером Браттейном и Уильямом Шокли, за что они получили Нобелевскую премию в области физики. Это достижение дало рывок в создании компьютеров, которые создавались на базе транзисторов. Первым компьютеров, который работал по подобному принципу был разработан в лаборатории МТИ, который был назван TX-0, что расшифровывалось, как экспериментальная транзисторная вычислительная машина 0).

После этого в 1961 году была представлена вниманию вычислительная машина PDP-1, которую передали в МТИ. Одним из главным преимуществом данной модели был дисплей размером 512x512 пикселей. На этом компьютере была разработана первая в мире компьютерная игра «Война миров».

С изобретением транзисторов компания IBM построила транзисторную машину IBM-7090. Они были распространены для расчетов в 1960-ых. Чуть позже ими же был выпущен компьютер IBM-1401, было выпущено более 12000 единиц данной техники.

С достаточно большим отрывом по мощностям был выпущен компанией CDC компьютер 6600. Для машины была характерна параллельность выполняемых операций. Это было осуществлено за счет того, что в ней были заключены сразу несколько компьютеров. Благодаря разработчику компьютера 6600 были сделаны важные шаги в дальнейшем создании суперкомпьютеров.

1.4 Третье поколение – интегральные схемы (1965-1980)

Изобретенная в 1958 году Робертом Нойсом интегральная схема дала возможность размещать сразу несколько десятков транзисторов на одну микросхему. Компьютеры, которые разрабатывались на интегральных схемах были намного меньшие в объемах и занимали меньше места, чем их предшественники.

Компанией IBM, которая в 1964 году занимала лидирующие позиции на компьютерном рынке, был произведен компьютер IBM-360. Основным нововведением было мультипрограммирование. С его помощью в памяти могло находится сразу несколько программ, которые работали одновременно.

ЭВМ третьего поколения можно было встретить на борту самолета, корабля, подводной лодке, спутнике. Ощутимые плоды микроминиатюризации. Эти машины называли Мини-ЭВМ. И не смотря на то, что алфавитно-цифровые дисплеи появились еще во втором поколении машин. На третьем они окончательно закрепились. И стали неотъемлемой частью компьютера.

В качестве внешних накопителей стали использовать магнитные диски. Это было намного удобнее по сравнению с перфокартами, которые использовались до этого. Третьем поколении ЭВМ было присуще серийное производство, так как стоимость для разработки для единичных экземпляров не оправдало бы затраты.

Стало появляться все более мощное программное обеспечение. Были созданы текстовые редакторы, хотя они не пользовались популярностью – так как на то время функционал печатных машинок удовлетворял издателей. Для коммерческого использования использовались компьютеры на интегральных схемах для создания и поддержки баз данных.

Первое и второе поколение машин использовали только военные, государственные ведомства и институты. Теперь они становятся доступными даже для не больших компаний. Средняя цена машины третьего поколения составляет 20-30 тыс. долларов. Что вполне под силу многим организациям. Появляются автоматизированные системы проектирования.

Четвертое поколение – сверхбольшие интегральные схемы (1980-…)

Появление сверхбольших интегральных схем (СБИС) в 80-х годах позволило помещать на одну плату сначала десятки тысяч, затем сотни тысяч и, наконец, миллионы транзисторов. Это привело к созданию компьютеров меньшего размера и с более высокой скоростью работы.

Проводя исследования удалось создать модели интегральных схем. Которые работают со скоростью в несколько миллиардов операций в секунду. При создании опытных образцов выяснилось, что невозможно пустить их в серийное производство. Оказывается, при современном развитии техники достижение таких скоростей невозможно вообще. И проблема не в инженерных решениях. А в необходимости достижения абсолютно чистых химических материалах, однородности кристалла, стабильных температурных режимах. Взаимодействие электрических полей внутри кристалла.

Один из самых популярных компьютеров четвертого поколения это IBM System/370. Который в отличии от своего предшественника третьего поколения System/360, имел более мощную систему микрокоманд и большие возможности низкоуровневого программирования. В машинах серии System/370 программно была реализована виртуальная память. Когда часть дискового пространства отводилась для использования хранения временных данных. Тем самым эмулировалась оперативная память. У конечного пользователя создавалась впечатление, что ресурсов у машины больше, чем есть на самом деле.

Типы компьютеров

Суперкомпьютер — это широкий термин для одного из самых быстрых компьютеров, доступных в настоящее время. Суперкомпьютеры очень дороги и используются для специализированных приложений, которые требуют огромного количества математических вычислений (вычисление чисел). Например, для прогнозирования погоды требуется суперкомпьютер. Другое использование научных моделей суперкомпьютеров, (анимированная) графика, гидродинамические расчеты, исследования ядерной энергии, электронное проектирование и анализ геологических данных (например, в нефтехимической разведке). Возможно, самым известным производителем суперкомпьютеров является Cray Research.

Мэйнфрейм был термином, первоначально относящимся к шкафу с центральным процессором или «основным каркасом» заполняющего комнату пакетного оборудования каменного века. После появления в начале 1970-х годов миниатюрных компьютеров, традиционные большие цифровые машины были описаны как «мэйнфрейм-компьютеры» и, в конечном итоге, просто как мэйнфреймы. В настоящее время мэйнфрейм - это очень большой и дорогой компьютер, способный одновременно поддерживать сотни или даже тысячи пользователей. Основное различие между суперкомпьютером и мэйнфреймом состоит в том, что суперкомпьютер направляет всю свою мощь на выполнение нескольких программ настолько быстро, насколько это возможно, тогда как мэйнфрейм использует свои возможности для одновременного выполнения многих программ. В некотором смысле, мэйнфреймы более мощные, чем суперкомпьютеры, потому что они поддерживают больше одновременно работающих программ. Но суперкомпьютеры могут выполнять одну программу быстрее, чем мэйнфрейм. Различие между небольшими мэйнфреймами и миникомпьютерами нечеткое, в действительности зависит от того, как производитель хочет продавать свои машины.

Миникомпьютер - это компьютер среднего размера. Однако в последнее десятилетие различие между большими мини-компьютерами и небольшими мэйнфреймами размылось, равно как и между небольшими мини-компьютерами и рабочими станциями. Но в целом миникомпьютер - это многопроцессорная система, способная поддерживать до 200 пользователей одновременно.

Рабочая станция - это тип компьютера, используемый для инженерных приложений (CAD / CAM), настольных издательских систем, разработки программного обеспечения и других типов приложений, которые требуют умеренной вычислительной мощности и относительно высокого качества графических возможностей. Рабочие станции обычно поставляются с большим графическим экраном высокого разрешения, большим объемом оперативной памяти, встроенной поддержкой сети и графическим интерфейсом пользователя. Большинство рабочих станций также имеют запоминающее устройство большой емкости, такое как дисковод, но рабочая станция специального типа, называемая бездисковой рабочей станцией, поставляется без дисковода. Наиболее распространенными операционными системами для рабочих станций являются UNIX и Windows NT. Как и персональные компьютеры, большинство рабочих станций являются однопользовательскими компьютерами. Однако рабочие станции обычно связаны между собой, образуя локальную сеть, хотя их также можно использовать как автономные системы.

Отдельным типом можно выделить персональные компьютеры. Его можно определить как небольшой, относительно недорогой компьютер, разработанный для отдельного пользователя. По цене персональные компьютеры варьируются от нескольких сотен фунтов до пяти тысяч фунтов. Все они основаны на микропроцессорной технологии, которая позволяет производителям размещать весь процессор на одном чипе. Предприятия используют персональные компьютеры для обработки текстов, учета, публикации на рабочем столе, а также для запуска приложений для работы с электронными таблицами и базами данных. Дома наиболее популярное использование персональных компьютеров - игры и игры в Интернете.

Персональные компьютеры впервые появились в конце 1970-х годов. Одним из первых и самых популярных персональных компьютеров был Apple II, представленный в 1977 году компанией Apple Computer. В конце 1970-х и начале 1980-х новые модели и конкурирующие операционные системы, казалось, появлялись ежедневно. Затем, в 1981 году, IBM вступила в борьбу со своим первым персональным компьютером, известным как IBM PC. IBM PC быстро стал предпочтительным персональным компьютером, и большинство других производителей персональных компьютеров отошли на второй план. ПК. сокращение от персонального компьютера или IBM PC. Одной из немногих компаний, переживших натиск IBM, был Apple Computer, который остается крупным игроком на рынке персональных компьютеров. Другие компании приспособились к доминированию IBM, создав клоны IBM - компьютеры, которые по своей сути были почти такими же, как IBM PC, но стоили дешевле. Поскольку клоны IBM использовали те же микропроцессоры, что и ПК IBM, они могли работать с тем же программным обеспечением. За прошедшие годы IBM потеряла большую часть своего влияния на руководство развитием ПК. Поэтому после выпуска первого ПК IBM термин «ПК» все больше и больше стал обозначать IBM или IBM-совместимые персональные компьютеры, за исключением других типов персональных компьютеров, таких как Macintoshes. В последние годы термин ПК становится все труднее определить. В целом, однако, это относится к любому персональному компьютеру на базе микропроцессора Intel или совместимого с Intel микропроцессора. Почти для любого другого компонента, включая операционную систему, есть несколько вариантов, каждый из которых подпадает под рубрику ПК

Сегодня мир персональных компьютеров в основном разделен между Apple Macintoshes и ПК. Основными характеристиками персональных компьютеров являются то, что они являются однопользовательскими системами и основаны на микропроцессорах. Однако, хотя персональные компьютеры спроектированы как однопользовательские системы, обычно их объединяют в сеть. С точки зрения власти, есть большое разнообразие. В конце концов, разница между персональными компьютерами и рабочими станциями исчезла. Высокопроизводительные модели Macintosh и ПК предлагают ту же вычислительную мощность и графические возможности, что и рабочие станции низкого уровня от Sun Microsystems, Hewlett-Packard и DEC.

Фактические персональные компьютеры обычно можно классифицировать по размеру и корпусу / корпусу. Шасси или корпус - это металлическая рама, которая служит структурной опорой для электронных компонентов. Каждая компьютерная система требует как минимум одного шасси для размещения плат и проводки. Шасси также содержит слоты для плат расширения. Если вы хотите вставить больше плат, чем имеется слотов, вам понадобится шасси расширения, которое предоставляет дополнительные слоты. Существует два основных варианта конструкции шасси - настольные модели и модели башен, но существует много вариантов этих двух основных типов. Тогда прибудут портативные компьютеры, которые являются компьютерами, достаточно маленькими, чтобы нести. Портативные компьютеры включают в себя ноутбуки и субноутбуки, портативные компьютеры, карманные компьютеры и КПК.

По типу корпуса можно выделить модель «Tower». Термин относится к компьютеру, в котором блок питания, материнская плата и запоминающие устройства расположены друг над другом в шкафу. Это в отличие от настольных моделей, в которых эти компоненты размещены в более компактной коробке. Основным преимуществом моделей башен является то, что в них меньше места, что облегчает установку дополнительных устройств хранения.

Следующим тип следует рассмотреть настольные ПК. Компьютер, разработанный для удобного размещения на столе, обычно с монитором, установленным на верхней части компьютера. Настольные модели компьютеров являются широкими и низкими, в то время как модели башенных компьютеров являются узкими и высокими. Из-за своей формы настольные модели компьютеров обычно ограничены тремя внутренними запоминающими устройствами. Настольные модели, разработанные как очень маленькие, иногда называют тонкими моделями.

После этого стоит выделить ноутбуки. Ноутбуки обычно весят менее 6 фунтов и достаточно малы, чтобы их можно было легко поместить в портфель. Помимо размера, основным различием между ноутбуком и персональным компьютером является экран дисплея. Ноутбуки используют различные технологии, известные как технологии плоских панелей, для создания легкого и не громоздкого экрана дисплея. Качество экранов ноутбуков значительно различается. С точки зрения вычислительной мощности современные ноутбуки практически эквивалентны персональным компьютерам. У них одинаковые процессоры, объем памяти и дисководы. Однако вся эта мощность в небольшой упаковке стоит дорого. Ноутбуки стоят примерно вдвое дороже, чем аналогичные компьютеры обычного размера. Ноутбуки поставляются с аккумуляторами, которые позволяют запускать их без подключения к сети. Однако аккумуляторы необходимо заряжать каждые несколько часов.

Лэптоп (также портативный компьютер), часто называемый ноутбуком, представляет собой небольшой портативный персональный компьютер (ПК) с форм-фактором «раскладушка», обычно имеющий тонкий ЖК или светодиодный экран компьютера, установленный на внутренней стороне верхней крышки раскладушки. и буквенно-цифровая клавиатура на внутренней стороне нижней крышки. Раскладушка открыта для использования на компьютере. Ноутбуки складываются для транспортировки и поэтому подходят для мобильного использования. Его название происходит от колен, так как считается, что оно помещается на колени человека при использовании. Хотя изначально существовало различие между ноутбуками и ноутбуками (первые были больше и тяжелее, чем последние), по состоянию на 2014 год зачастую больше нет различий. Сегодня ноутбуки обычно используются в различных условиях, таких как на работе, в образовании, для игр, интернет-серфинга, персональных мультимедиа и обычного домашнего компьютера.

Субноутбук (также называемый ультрапортативным, сверхпортативным или мини-ноутбуком) - это класс ноутбуков (или «ноутбуков»), которые меньше и легче обычного ноутбука.

Эти компьютеры иногда путают с категорией ультрамобильных ПК, которая называется платформой для планшетных ПК малого форм-фактора. UMPC меньше, чем субноутбуки, однако обе они, как правило, работают под управлением полных настольных операционных систем, таких как Windows или Linux, а не специализированного программного обеспечения, такого как Windows CE, Palm OS или Internet Tablet OS. Субноутбуки также иногда путают с нетбуками, которые представляют собой другую категорию устройств, которые в целом отличаются от мини-ноутбуков. Нетбуки чаще всего намного дешевле, чем субноутбуки, так как они оптимизированы для использования в качестве портативных устройств с поддержкой Интернета и, как правило, не обладают вычислительной мощностью рабочей станции. Нетбуки, как правило, имеют процессоры TDP 9 Вт, жертвуя производительностью ради экономии энергии, тогда как в субноутбуках часто используются процессоры TDP 18 Вт.

Карманный компьютер, или сокращенно H / PC, - это компьютер, построенный по форм-фактору, который значительно меньше любого стандартного ноутбука. Иногда его называют карманным компьютером.

Большинство карманных ПК используют операционную систему, специально предназначенную для мобильного использования, например Windows CE от Microsoft. Сверхкомпактные ноутбуки, способные работать с обычными настольными операционными системами, совместимыми с X86, обычно классифицируются как субноутбуки.

Palmtop -маленький компьютер, который буквально умещается на вашей ладони. По сравнению с полноразмерными компьютерами карманные компьютеры строго ограничены, но они полезны для определенных функций, таких как телефонные книги и календари. Карманные компьютеры, в которых для ввода используется ручка, а не клавиатура, часто называют портативными компьютерами или КПК. Из-за своего небольшого размера большинство карманных компьютеров не имеют дисководов. Однако многие из них содержат слоты PCMCIA, в которые можно вставлять дисководы, модемы, память и другие устройства. Карманные компьютеры также называют КПК, карманные компьютеры и карманные компьютеры

Организация компьютерных систем

Если рассматривать общую модель компьютера, то стоит выделить связанные между собой компоненты: процессоры, устройства памяти и ввода-вывода. Это ключевые понятия, которые должны рассматриваться по изучению устройства персонального компьютера.

3.1 Процессор и шины данных

В самом начале рассмотрим центральный процессор – его функция: выполнение программ, которые находятся в основной памяти. Он вызывает команды из памяти, определяет их тип, а затем выполняет одну за другой. Компоненты центрального процессора соединены шиной, которые представлены набором параллельно связанных проводов, по которым передаются адреса, данные и сигналы управления.

Рассмотрим немного подробнее шины данных. В компьютерной архитектуре шина - это система связи, которая передает данные между компонентами внутри компьютера или между компьютерами. Это выражение охватывает все связанные аппаратные компоненты и программное обеспечение, включая протоколы связи.

В общем, шина данных широко определена. Первый стандарт для шины данных был 32-разрядным, тогда как более новые системы шины данных могут обрабатывать гораздо большие объемы данных. Шина данных может передавать данные в и из памяти компьютера или в центральный процессор (ЦП) или из него, который действует как «движок» устройства. Шина данных также может передавать информацию между двумя компьютерами.

Использование термина «шина данных» в ИТ несколько похоже на использование термина «электрическая шина» в электронике. Электронная шина обеспечивает средство для передачи тока таким же образом, как и шина данных для передачи данных. В современных сложных вычислительных системах данные часто передаются через различные части материнской платы компьютера и периферийных устройств. В новых проектах сетей данные также передаются между различными аппаратными компонентами и более широкой кабельной или виртуальной системой. Шины данных являются фундаментальными инструментами, помогающими облегчить всю передачу данных, которая позволяет передавать данные по требованию в пользовательских и других системах.

Шина памяти - это компьютерная шина, которая соединяет основную память с контроллером памяти в компьютерных системах. Первоначально использовались шины общего назначения, такие как VMEbus и шина S-100, но для уменьшения задержки современные шины памяти предназначены для непосредственного подключения к микросхемам DRAM и, таким образом, разрабатываются органами по стандартизации микросхем, такими как JEDEC. Примерами являются различные поколения SDRAM и последовательные шины типа точка-точка, такие как SLDRAM и RDRAM. Исключением является модуль DIMM с полной буферизацией, который, несмотря на тщательную разработку для минимизации эффекта, подвергся критике за его большую задержку.

Обычный PCI, часто сокращаемый до PCI, является локальной компьютерной шиной для подключения аппаратных устройств к компьютеру. PCI - это сокращение от Peripheral Component Interconnect и является частью стандарта локальной шины PCI. Шина PCI поддерживает функции, имеющиеся на процессорной шине, но в стандартизированном формате, который не зависит от собственной шины конкретного процессора. Устройства, подключенные к шине PCI, представляются мастеру шины для непосредственного подключения к его собственной шине, и им назначаются адреса в адресном пространстве процессора. Это параллельная шина, синхронная с одной шиной часов.

Универсальная последовательная шина (USB) является отраслевым стандартом, который устанавливает спецификации для кабелей и разъемов и протоколов для подключения, связи и питания между компьютерами, периферийными устройствами и другими компьютерами. Выпущенный в 1996 году стандарт USB в настоящее время поддерживается Форумом разработчиков USB (USB-IF). Существует четыре поколения спецификаций USB: USB 1.x, USB 2.0, USB 3.x и USB4.

В состав процессора входят следующие устройства: устройство управления (УУ), арифметико-логическое устройство (АЛУ), регистры процессорной памяти. УУ управляет работой всех устройств компьютера по заданной программе. УУ извлекает очередную команду из регистра команд, определяет, что надо делать с данными, а затем задает последовательность действий выполнения поставленной задачи. (Функцию устройства управления можно сравнить с работой дирижера, управляющего оркестром. Своеобразной "партитурой" для УУ является программа.)

Внутри каждого процессора находится память для хранения промежуточных результатов и некоторых команд управления. Регистров всегда бывает некоторое количество. Регистры же работают на огромной скорости, так как они находятся внутри центрального процессора, а там самая быстрая память из всех составляющих ПК.

Одним из самых важных регистров стоит выделить – счетчик команд, его функция – передавать другим регистрам какую операцию необходимо выполнить далее. По-другому его можно назвать указателем команд, так как по сути счетчик команд ничего не считает, но первое определение более распространено. Необходимо выделить регистр команд, в нем находится команда, которая выполняется в данный момент времени.

Арифметико-логическое устройство (АЛУ) - это комбинационная цифровая электронная схема, которая выполняет арифметические и побитовые операции над целыми двоичными числами. Это в отличие от модуля с плавающей запятой (FPU), который работает с числами с плавающей запятой. ALU является фундаментальным строительным блоком многих типов вычислительных схем, включая центральный процессор (CPU) компьютеров, FPU и графические процессоры (GPU). Один CPU, FPU или GPU может содержать несколько ALU.

Входными данными для ALU являются данные, с которыми нужно работать, которые называются операндами, и код, указывающий на операцию, которую нужно выполнить; выход ALU является результатом выполненной операции. Во многих конструкциях ALU также имеет входы или выходы состояния или оба, которые передают информацию о предыдущей операции или текущей операции, соответственно, между ALU и внешними регистрами состояния.

Центральный процессор выполняет каждую команду за несколько шагов:

1) вызывает следующую команду из памяти и переносит ее в регистр команд;

2) меняет положение счетчика команд, который теперь должен указывать на следующую команду;

3) определяет тип вызванной команды;

4) если команда использует слово из памяти, определяет, где находится это слово;

5) переносит слово, если это необходимо, в регистр центрального процессора;

6) выполняет команду;

7) переходит к шагу 1, чтобы начать выполнение следующей команды.

3.2 Память компьютера

Компьютерная память, устройство, которое используется для временного или постоянного хранения данных или программ (последовательностей инструкций) для использования в электронно-цифровом компьютере. Компьютеры представляют информацию в двоичном коде, записанном в виде последовательностей 0 и 1. Каждая двоичная цифра (или «бит») может быть сохранена любой физической системой, которая может находиться в одном из двух стабильных состояний, чтобы представлять 0 и 1. Такая система называется бистабильной. Это может быть двухпозиционный переключатель, электрический конденсатор, который может накапливать или терять заряд, магнит с полярностью вверх или вниз или поверхность, которая может иметь яму или нет. Сегодня конденсаторы и транзисторы, выполняющие функции крошечных электрических переключателей, используются для временного хранения, а диски или лента с магнитным покрытием или пластиковые диски с рисунками ямок используются для длительного хранения.

Память компьютера делится на основную (или основную) память и вспомогательную (или вторичную) память. В оперативной памяти хранятся инструкции и данные во время выполнения программы, а во вспомогательной памяти хранятся данные и программы, которые в данный момент не используются, и обеспечивается долговременное хранение.

Первыми запоминающими устройствами были электромеханические переключатели или реле (см. Компьютеры: первый компьютер) и электронные трубки (см. Компьютеры: первые машины с хранимой программой). В конце 40-х годов первые компьютеры с хранимой программой использовали ультразвуковые волны в трубках ртути или заряды в специальных электронных трубках в качестве основной памяти. Последние были первой оперативной памятью (RAM). RAM содержит ячейки памяти, к которым можно обращаться напрямую для операций чтения и записи, в отличие от памяти с последовательным доступом, такой как магнитная лента, в которой каждая ячейка в последовательности должна быть доступна до тех пор, пока не будет найдена нужная ячейка.

Магнитные барабаны, которые имели фиксированные головки чтения / записи для каждой из множества дорожек на внешней поверхности вращающегося цилиндра, покрытого ферромагнитным материалом, использовались как для основной, так и для вспомогательной памяти в 1950-х годах, хотя доступ к ним был последовательным.

Около 1952 года была разработана первая относительно дешевая оперативная память: память на магнитных сердечниках, расположение крошечных ферритовых сердечников на проволочной сетке, через которые можно было направлять ток для изменения выравнивания отдельных сердечников. Из-за неотъемлемого преимущества ОЗУ, память ядра была основной формой основной памяти, пока не была заменена полупроводниковой памятью в конце 1960-х годов.

Существует два основных типа полупроводниковой памяти. Статическая RAM (SRAM) состоит из триггеров, бистабильной схемы, состоящей из четырех-шести транзисторов. Как только триггер сохраняет бит, он сохраняет это значение до тех пор, пока в нем не будет сохранено противоположное значение. SRAM обеспечивает быстрый доступ к данным, но физически он относительно большой. Он используется в основном для небольших объемов памяти, называемых регистрами в центральном процессоре (ЦП) компьютера, и для быстрой «кэш-памяти». Динамическое ОЗУ (DRAM) хранит каждый бит в электрическом конденсаторе, а не в триггере, используя транзистор в качестве переключателя для зарядки или разрядки конденсатора. Поскольку в нем меньше электрических компонентов, ячейка памяти DRAM меньше SRAM. Однако доступ к его значению медленнее, и, поскольку конденсаторы постепенно теряют заряд, сохраненные значения должны заряжаться примерно 50 раз в секунду. Тем не менее, DRAM обычно используется для основной памяти, потому что чип такого же размера может содержать в несколько раз больше памяти DRAM, чем SRAM.

Ячейки памяти в оперативной памяти имеют адреса. Обычно ОЗУ состоит из «слов» длиной от 8 до 64 бит или от 1 до 8 байтов (8 бит = 1 байт). Размер слова, как правило, представляет собой количество битов, которые могут быть переданы одновременно между основной памятью и процессором. Каждое слово, и обычно каждый байт, имеет адрес. Микросхема памяти должна иметь дополнительные схемы декодирования, которые выбирают набор ячеек памяти, которые находятся по определенному адресу, и либо сохраняют значение по этому адресу, либо извлекают то, что хранится там. Основная память современного компьютера состоит из нескольких микросхем памяти, каждая из которых может содержать много мегабайт (миллионов байтов), и еще одна схема адресации выбирает соответствующую микросхему для каждого адреса. Кроме того, DRAM требует, чтобы схемы обнаруживали свои сохраненные значения и периодически обновляли их.

Для доступа к данным основной памяти требуется больше времени, чем для работы с ними. Например, доступ к памяти DRAM обычно занимает от 20 до 80 наносекунд (миллиардные доли секунды), но арифметические операции с ЦП могут занимать только наносекунду или меньше. Есть несколько способов обработки этого неравенства. Процессоры имеют небольшое количество регистров, очень быструю SRAM, которая хранит текущие инструкции и данные, с которыми они работают. Кэш-память - это больший объем (до нескольких мегабайт) быстрой SRAM на чипе процессора. Данные и инструкции из основной памяти передаются в кэш, и поскольку программы часто демонстрируют «локальность ссылок», то есть они выполняют одну и ту же последовательность команд некоторое время в повторяющемся цикле и работают с наборами связанных данных, ссылки на память могут быть внесенным в быстрый кэш, как только значения будут скопированы в него из основной памяти.

Большая часть времени доступа к DRAM уходит на декодирование адреса для выбора соответствующих ячеек памяти. Свойство locality reference означает, что будет часто использоваться последовательность адресов памяти, а быстрый DRAM предназначен для ускорения доступа к последующим адресам после первого. Синхронный DRAM (SDRAM) и EDO (расширенный вывод данных) - два таких типа быстрой памяти.

Энергонезависимые полупроводниковые запоминающие устройства, в отличие от SRAM и DRAM, не теряют своего содержимого при отключении питания. Некоторые энергонезависимые запоминающие устройства, такие как постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), невозможно перезаписать после изготовления или записи. Каждая ячейка памяти микросхемы ПЗУ имеет либо транзистор для 1 бита, либо ни одного для 0 бита. ПЗУ используются для программ, которые являются неотъемлемой частью работы компьютера, таких как программа начальной загрузки, которая запускает компьютер и загружает его операционную систему или BIOS (базовая система ввода / вывода), которая обращается к внешним устройствам в персональном компьютере (ПК).

EPROM (стираемое программируемое ПЗУ), EAROM (электрически изменяемое ПЗУ) и флэш-память - это типы энергонезависимой памяти, которые можно перезаписывать, хотя перезапись занимает гораздо больше времени, чем чтение. Таким образом, они используются в качестве памяти специального назначения, где запись редко требуется - например, при использовании для BIOS их можно изменить для исправления ошибок или обновления функций.

Вспомогательные блоки памяти находятся среди компьютерного периферийного оборудования. Они обменивают более медленные скорости доступа для большей емкости хранения и стабильности данных. Вспомогательная память содержит программы и данные для будущего использования, и, поскольку она энергонезависима (например, ПЗУ), она используется для хранения неактивных программ и для архивирования данных. Ранние формы вспомогательного хранения включали перфорированную бумажную ленту, перфокарты и магнитные барабаны. С 1980-х годов наиболее распространенными формами вспомогательного хранения были магнитные диски, магнитные ленты и оптические диски.

Магнитные диски покрыты магнитным материалом, таким как оксид железа. Существует два типа: жесткие диски из жесткого алюминия или стекла и съемные дискеты из гибкого пластика. В 1956 году в IBM был изобретен первый магнитный жесткий диск (HD); состоящий из 50 21-дюймовых (53-см) дисков, он имел емкость 5 мегабайт. К 1990-м годам стандартный диаметр HD для ПК сократился до 3,5 дюймов (около 8,9 см), а емкость хранилища превысила 100 гигабайт (миллиарды байт); HD стандартного размера для портативных ПК («ноутбуков») составлял 2,5 дюйма (около 6,4 см). Со времени изобретения дисководом гибких дисков (FDD) в IBM Аланом Шугартом в 1967 году количество дискет сократилось с 8 дюймов (около 20 см) до нынешнего стандарта 3,5 дюйма (около 8,9 см). Диски FDD имеют небольшую емкость - обычно менее двух мегабайт - и устарели с момента появления дисководов оптических дисков в 1990-х годах.

Жесткие диски обычно имеют несколько дисков или пластин с электромагнитной головкой чтения / записи для каждой поверхности; вся сборка называется расческой. Микропроцессор в приводе контролирует движение головок, а также содержит оперативную память для хранения данных для передачи на диски и с дисков. Головки перемещаются по поверхности диска, когда он вращается до 15 000 оборотов в минуту; диски герметично закрыты, что позволяет головкам плавать на тонкой пленке воздуха в непосредственной близости от поверхности диска. Небольшой ток подается на головку для намагничивания крошечных пятен на поверхности диска для хранения; точно так же, намагниченные пятна на диске генерируют токи в голове, когда она движется, позволяя читать данные. FDD работают аналогично, но съемные дискеты вращаются со скоростью всего несколько сотен оборотов в минуту.

Данные хранятся в близких концентрических дорожках, которые требуют очень точного управления головками чтения / записи. Усовершенствования в управлении головками позволили упаковать меньшую и более плотную дорожку - до 20 000 дорожек на дюйм (8 000 дорожек на см) к началу 21-го века - что привело к увеличению емкости хранения этих устройств почти на 30 процентов в год с 1980-х годов. RAID (избыточный массив недорогих дисков) объединяет несколько дисков для избыточного хранения данных для повышения надежности и ускорения доступа. Они используются на высокопроизводительных компьютерных сетевых серверах.

Магнитная лента, подобная ленте, используемой в магнитофонах, также использовалась для вспомогательного хранения, главным образом для архивирования данных. Лента дешевая, но время доступа намного медленнее, чем у магнитного диска, поскольку она представляет собой память с последовательным доступом, т. Е. Данные должны последовательно считываться и записываться при разматывании ленты, а не извлекаться непосредственно из нужной точки на ленте. , Серверы также могут использовать большие коллекции лент или оптических дисков с роботизированными устройствами для их выбора и загрузки, подобно старомодным музыкальным автоматам.

Распространенным оптическим диском является CD-ROM (компакт-диск только для чтения). Он содержит около 700 мегабайт данных, записанных с помощью кода, исправляющего ошибки, который может исправить всплески ошибок, вызванных пылью или дефектами. Компакт-диски используются для распространения программного обеспечения, энциклопедий и мультимедийного текста с аудио и изображениями. CD-R (записываемый на CD) или WORM (многократное чтение с однократной записью) - это вариант CD-ROM, на котором пользователь может записывать информацию, но не может впоследствии ее изменить. CD-RW (перезаписываемые CD) диски могут быть перезаписаны. Диски DVD (цифровое видео или универсальные диски), разработанные для записи фильмов, хранят данные более плотно, чем компакт-диски, с более мощным исправлением ошибок. Несмотря на то, что DVD-диски имеют такой же размер, как и DVD-диски, они обычно содержат от 5 до 17 гигабайт - несколько часов видео или несколько миллионов страниц текста.

Магнитооптические диски являются гибридным носителем информации. При считывании пятна с разными направлениями намагниченности дают различную поляризацию в отраженном свете лазерного луча малой мощности. В письменном виде каждое пятно на диске сначала нагревается сильным лазерным лучом, а затем охлаждается в магнитном поле, намагничивая каждую точку в одном направлении, чтобы сохранить все 0. Затем процесс записи меняет направление магнитного поля в обратном направлении, чтобы сохранить единицы, где это необходимо.

Хотя различие между основной и вспомогательной памятью в целом полезно, организация памяти в компьютере образует иерархию уровней, от очень маленьких, быстрых и дорогих регистров в ЦП до небольшой быстрой кэш-памяти; большая DRAM; очень большие жесткие диски; и медленное и недорогое энергонезависимое хранилище резервных копий. Использование памяти современными компьютерными операционными системами охватывает эти уровни за счет виртуальной памяти, системы, которая обеспечивает программы с большими адресными пространствами (адресуемой памятью), которые могут превышать фактическую ОЗУ в компьютере. Виртуальная память дает каждой программе часть основной памяти и сохраняет остальную часть ее кода и данных на жестком диске, автоматически копируя блоки адресов в и из основной памяти по мере необходимости. Скорость современных жестких дисков в сочетании с одним и тем же локальным эталонным свойством, которое позволяет кэш-памяти работать хорошо, делает виртуальную память возможной.

3.3 Соединение и обмен данными между компонентами ПК

Для начала следует рассмотреть устройство материнской платы. Слот расширения, так же известный как как слот шины или порт расширения, слот расширения представляет собой соединение или порт внутри компьютера на материнской плате или на плате расширения. Он предоставляет точку установки для подключения аппаратной платы расширения. Например, если вы хотите установить новую видеокарту в компьютер, вы должны приобрести видеокарту расширения и установить ее в совместимый слот расширения. Рассмотрим основные слоты расширения:

• AGP - Видеокарта.
• AMR - модем, звуковая карта.
• CNR - модем, сетевая карта, звуковая карта.
• EISA - SCSI, сетевая карта, видеокарта.
• ISA - сетевая карта, звуковая карта, видеокарта.
• PCI - сетевая карта, SCSI, звуковая карта, видеокарта.
• PCI Express - видеокарта, модем, звуковая карта, сетевая карта.
• VESA - Видеокарта.

Так же необходимо отметить шины для соединения портов между периферийными устройствами и компьютером. Под соединением понимается связь между штекером или разъемом и портом или разъемом. Например, ваш монитор, мышь и клавиатура должны подключиться к компьютеру, прежде чем они будут работать.

Разъем P4 - это кабель питания 12 В, используемый с материнскими платами с процессором Intel Pentium 4 или более поздней версии. Сегодня этот разъем является стандартным разъемом питания и используется с материнскими платами Intel и AMD. Все эти провода присоединяются к четырехконтактному соединению на материнской плате.

Если говорить об электромагнитной катушке, то катушка представляет собой проводник, такой как медь, имеющий спиральную форму вокруг железного сердечника. Катушка создает индуктор или электромагнит для хранения магнитной энергии. Катушки часто используются для устранения скачков напряжения и провалов мощности.

Конденсатор представляет собой компонент, состоящий из двух или наборов из двух проводящих пластин с тонким изолятором между ними и завернутый в керамический и пластиковый контейнер. Когда конденсатор получает постоянный ток (постоянный ток), положительный заряд накапливается на пластине (или наборе пластин), в то время как отрицательный заряд накапливается на другой. Этот заряд, который измеряется в микрофарадах на компьютерном конденсаторе, остается в конденсаторе до его разрядки.

При обращении к процессору сокет ЦП или сокет процессора - это соединение, которое позволяет процессору компьютера подключаться к материнской плате. Например, Socket 370 является примером такого сокета. Хотя были компьютеры, которые использовали процессор слотов, большинство компьютеров сегодня и в прошлом использовали процессоры сокетов.

Альтернативно называемый PAC (контроллер PCI / AGP) и nb, северный мост представляет собой интегральную схему, отвечающую за связь между интерфейсом ЦП, AGP и памятью. В отличие от южного моста, северный мост напрямую связан с этими компонентами. Он служит «мостом» для чипа южного моста для связи с процессором, оперативной памятью и графическим контроллером. Сегодня северный мост представляет собой однокристальный чип, расположенный к северу от шины PCI, однако на ранних компьютерах могло быть до трех отдельных чипов, составляющих северный мост.

Слот памяти, гнездо памяти или слот памяти - это то, что позволяет ОЗУ (память компьютера) вставляться в компьютер. Большинство материнских плат имеют два-четыре слота памяти, которые определяют тип оперативной памяти, используемой с компьютером. Наиболее распространенными типами оперативной памяти являются SDRAM и DDR для настольных компьютеров и SODIMM для портативных компьютеров, каждый из которых имеет различные типы и скорости.

Сокращенно от супер ввода / вывода или суп I/O, SIO - это интегральная схема на материнской плате компьютера, которая обрабатывает медленные и менее заметные устройства ввода / вывода, показанные ниже. Когда супер вход / выход был впервые представлен в конце 1980-х, он был найден на плате расширения. Позже этот чип был встроен в материнскую плату и обменивался данными по шине ISA. Поскольку ISA больше не использовался с компьютерами, SIO связывался по шине PCI. Сегодня super I/O связывается через южный мост и все еще используется с компьютерами для поддержки старых устаревших устройств.

Разъем типа ATX является заменой более старых разъемов типа P8 и P9 AT. Это один из самых больших разъемов внутри компьютера. Он подключает источник питания к материнской плате в стиле ATX.

Сокращенно от последовательного подключения AT, SATA 1.0 был впервые выпущен в августе 2001 года и является заменой параллельного интерфейса ATA, используемого в IBM-совместимых компьютерах. SerialATA способен обеспечить производительность 1,5 Гбит / с (приблизительно 187 Мбит / с) для каждого диска в массиве дисков. Этот кабель помогает значительно упростить прокладку кабелей и обеспечивает лучшую циркуляцию воздуха в компьютере по сравнению с более ранними ленточными кабелями, использовавшимися с приводами ATA.

«Батарейка для биоса», называемая RTC (часы реального времени), NVRAM (энергонезависимая RAM) или CMOS RAM, CMOS является сокращением от комплементарного металлооксидного полупроводника. CMOS - это встроенный полупроводниковый чип с питанием от батареи внутри компьютеров, в котором хранится информация. Эта информация варьируется от системного времени и даты до системных аппаратных настроек вашего компьютера.

RAID представляет собой набор жестких дисков, подключенных и настроенных таким образом, чтобы помочь защитить или повысить производительность дискового хранилища компьютера. RAID обычно используется на серверах и высокопроизводительных компьютерах. Картина Drobo является хорошим примером устройства, использующего технологию RAID. RAID использует несколько методов, используемых в RAID, как описано ниже.

Кабели системной панели представляют собой два проводных кабеля, которые имеют цветовую кодировку, чтобы помочь определить, где они подключаются к разъему системной панели материнской платы. Черный или белый провод - это заземление, а цветной - питание. Кабели, цвета и соединения различаются в зависимости от корпуса компьютера и материнской платы, однако обычно они включают кабели, указанные ниже.

Южный мост - это микросхема на материнской плате, отвечающая за контроллер жесткого диска, контроллер ввода-вывода и встроенное оборудование. Интегрированное аппаратное обеспечение может включать звуковую карту и видеокарту на материнской плате, USB, PCI, ISA, IDE, BIOS и Ethernet.

Асинхронный порт на компьютере, используемый для подключения последовательного устройства к компьютеру и способный передавать по одному биту за раз. Последовательные порты обычно идентифицируются на IBM-совместимых компьютерах как COM (коммуникационные) порты. Например, мышь может подключаться к COM1, а модем - к COM2.

3.3 Основные характеристики компьютера

Начинать рассматривать характеристики компьютера необходимо с процессора. для процессора основными параметрами можно назвать: тактовую частоту, архитектуру, производительность, количество ядер, используемый техпроцесс, энергопотребление, объем кэшей.

Тактовая частота – вообще для большинства людей не связанных с производством компьютерной техники, это просто некая статичная цифра, которая в некоторых случаях может указать на производительность, чем больше тем быстрее, но чем выше этот параметр, тем, как правило, выше тепловыделение (что в свою очередь может стать проблемой, но только в случае если тепла очень много выделяется), и стоит отметить, что в "голом" виде этот параметр мало что показывает, более важна архитектура, количество ядер и т.д., именно по этому для процессоров введен параметр производительности.

Производительность – некоторый параметр обозначающий конечную производительность центрального процессора, встретить можно разве что в Интернете, консультанты зачастую просто не знают этот параметр, хотя он более точно показывает на сколько мощный процессор. Измеряется во флоп(FLOP), ввиду большого значения чаще можно увидеть производительность в террафлопc, хотя эта мера производительности является далеко не идеальной.

Количество ядер – на данный момент, большинство процессоров являются многоядерными, от 2 до 6 ядер в процессоре, а со временем их будет только больше. Но одно лишь количество ядер не обуславливает повышение производительности ЦПУ, например, 2-х ядерные процессоры Intel успешно соперничают и могут обгонять в производительности 4-х или даже 6-ти ядерные процессоры AMD.

Используемый техпроцесс – фактически это цифра показывает размеры элемента процессора (транзистора), польза от этой информации такова, при снижении техпроцесса увеличивается конечная производительность процессора (т.к. банально транзисторов больше), а так же, как правило, снижается энергопотребление и соответственно тепловыделение. Ну и конечно чем меньше тех процесс, тем процессор новее.

Энергопотребление – параметр процессора, показывающий как энергопотребление (в Ваттах) так и тепловыделение, оба эти параметра важны! Энергопотребление нужно знать, чтобы рассчитать необходимую мощность для блока питания, как правило, это 60-100Вт, для настольных систем, для ноутбуков параметр ниже, но лучше уж проконсультироваться у продавца, чем самому считать. Тепловыделение необходимо больше для производителей систем охлаждения, вам же если понадобиться купить новую систему охлаждения, можно просто поинтересоваться подходит ли она для данного процессора.

Объем кэшей – вообще это важный параметр, но не редко он даже продавцам не о чем не говорит, фактически это внутренняя память процессора, вас она не должна беспокить. Вообще существует несколько видов кэша, кэш 1-го уровня (Level 1 Cache), а также 2-го уровня и 3-го (в будущем наверняка будет больше), сокращенно пишутся L1 Cache, и соответственно L2, L3.

Основными характеристиками материнской платы, можно назвать: слот процессора, модели северного и южного моста, тип памяти и скорость памяти, встроенная видеокарта (если имеется), различные доп. Характеристики и возможности.

Слот процессора – место, куда устанавливают процессор. За годы развития процессоров их набралось достаточно много, но большинство из них уже даже не найти, правда и искать незачем.

Северный и Южный мосты – это называют набором системной логики, набор микросхем обуславливающие всю работу материнской платы. Например, северный мост, обеспечивает работу узлов требующих наибольшую скорость и наибольший приоритет, таких как, процессор, видеокарта, память. Южный мост обеспечивает работу дополнительным слотам, если они используются, жесткого диска, дополнительной функциональности, например, сети, звука, USB и т.д., работу манипуляторов, принтеров.

Оперативная память – она же ОЗУ (RAM), она же опертивка. Служит для временного хранения данных, с которыми работает центральный процессор. Наверняка некоторые задаются вопросом «зачем?», ведь есть жесткий диск, есть память в процессоре. Ответ прост, необходимость хранить все больше и больше оперативных данных растет постоянно и память процессора(кэш) для этого очень мала, что касаемо жесткого диска, на нем храниться часть данных, но только часть, скорость работы оперативной памяти значительно быстрее чем скорость работы с жестким диском, потому ОЗУ и используется.

Тип памяти – по мере развития технологий и компьютерной техники появляются все больше типов памяти, точнее более новые вымещают с рынка старые. На данный момент распространены DDR3, хотя пока что и DDR2 присутствуют. О семействе DDR можно почитать тут. Вообще это тип самих чипов памяти, но встреченное в названиях, допустим, процессора или материнской платы, обозначает совместимость с данным процессором или материнской платой. Как правило, каждый тип памяти, отличающиеся, имеют различные виды контактов, это делается не только из «нужды» так же и для того, чтобы нельзя было допустим память DDR вставить в разъем для DDR3.

Скорость – скорость памяти измеряется в МГц, в информации о материнской плате можно встретить указания типа, DDR3-1333, число 1333 как раз и показывает скорость памяти, данный параметр указывают, чтобы не ошибиться в выборе памяти. Если вы, например, купите память со скоростью большей чем указано в информации о процессоре или материнской плате, пользы от этой завышенной скорости не будет никакой, а вот цена будет выше. Зачастую можно увидеть в информации о памяти запись типа, PC12800, это спецификация памяти, но я к сожалению не сильно в ней разбираюсь, потому что не сильно интересно, ту проще спросить какая скорость в МГц, хотя ее обычно пишут.

Тайминги – по сути, это еще один параметр скорости памяти, записывается обычно так "2-2-2". Чем ниже данные цифры тем память быстрее, однако не стоит забывать, что более низкие параметры, "стандартные" не указывают, как правило, должны обязательно поддерживаться материнской платой, иначе проку от них не будет, а ускоренная память, как я писал выше, стоит дороже.

Видеокарта – он же графический ускоритель, компонент компьютера отвечающий за вывод изображения и формирования графики, например в играх. Видеокарта необходима для работы компьютера иначе он просто не запустится, да и картинка не появиться. На данный момент существуют различные виды ускорителей, для домашних систем (настольных), мобильных (ноутбуков, коммуникаторов и даже телефонов), для полупрофессионального и профессионального использования. Также есть различия по "целям ускорения", есть ускорители двухмерной графики (2D) и ускорители трехмерной графики(3D). 2D-ускорители не всегда работают с 3D-графикой, но они скорее относятся к полупрофессиональным и профессиональным ускорителям, они служат в основном для работы, например, с фотографией (например, в журналах которые печатают). Но не стоит думать, что 3D-ускорители не работают с 2D-графикой, работают! просто упор ставиться на 3D. Видеокарты для домашних компьютеров все являются 3D-ускорителями.

Тип и объем памяти – существуют различные виды памяти для видеокарт, по функциональности они похожи на оперативную память, но в отличие от ОЗУ ее нельзя заменить. Вообще информация о типе и объеме памяти по большей части маркетинговый ход, т.е. модели одного уровня ATI, и NVIDIA, конкуренты, разница в их производительности не велика, как правило. Стоит заметить, что базовые модели создаются сбалансированными, тип и объем памяти на них соответствует графическому процессору. Встречаются модели с увеличенным объемом памяти, но увеличение памяти не всегда дает большой прирост производительности.

Частоты и шина памяти – частоты показываются в МГц, фактически определение скорости, пишут их, зачастую, в моделях, в которых частоты выше базовых, "разогнаны", это немного повышает производительность, но и увеличивает теплоотдачу. Шина памяти, пишется, например, 256bit. На самом деле это сугубо технический параметр и конечному пользователю он должен быть безразличен.

Жесткий диск – основное хранилище данных вашего компьютера. На нем находится ваша операционная система, документы, фотографии, фильмы, игры и т.д. Объем – измеряется в байтах точнее в ГБ, обычно расценивается так: «чем больше, тем лучше!»

Тип подключения – на сейчас существует множество типов подключения жестких дисков, например, ATA, SATA, SCSI, eSATA, SAS и т.д. Но в домашних системах используются в основном SATA.

Форм-фактор – физический размер жесткого диска, в продаже можно встретить: 3,5 и 2,5 дюймовые жесткие диски. 2,5 дюймовые жесткие диски служат для ноутбуков и не подходят к стандартным креплениям под жесткий диск в корпусе. 3,5 дюймовые это и есть стандартные жесткие диски для персональных настольных компьютеров.

Шум – в работе жесткий диск не самый беззвучный компонент, потому если вас беспокоит, как сильно он будет шуметь в вашем системном блоке, тогда не забывайте узнать про его шумность! Но это не критический параметр, в основном, в закрытом корпусе, жесткий диск почти не слышно.

Скорость вращения шпинделя – пластины, на которых храниться информация постоянно крутятся, эта скорость показывает число оборотов в минуту. Так же это от части символизирует скорость. В «бытовом» использовании встречаются скорости 7200об/мин, и 5400об/мин.

Блок питания – компонент, который обеспечивает компьютер эл. энергией. Важный компонент, потому как если мощности блока питания будет не хватать компьютер может просто не запуститься или работать со сбоями. Обеспечивает, как напрямую так и через материнскую плату, напряжение ±5 ±12 +3,3 Вольт для всех компонентов компьютера. В обычном, домашнем, компьютере используется блок питания стандарта ATX, вообще их несколько стандартов, о них вы можете прочитать тут.

Основной характеристикой является мощность, но также к характеристикам можно отнести доп. разъемы.

Мощность – измеряется в Ваттах (Вт). Не стоит думать, что мощность должна быть в самый раз, но с небольшим запасом. Для компьютеров на базе одной видеокарты и средней системы используются, в основном блоки до 600Вт, для более мощных компьютеров потолок по мощности фактически отсутствует (зависит от того какие компоненты установлены).

Дополнительные разъемы - он же фактически стандарт ATX, я их вспомнил, потому что не всегда в прайса-листах или на ценниках можно встреть версию стандарта. Можно встретить, например, 24+4 или 24+4+4 и т.д.

Корпус компьютера, это деталь интерьера нежели важна часть компьютера (компьютер может работать и без него, в теории). Основная задача корпуса спрятать все достаточно хрупкие компоненты, закрепить их, да и в корпусе компьютер выглядит лучше. На данный момент корпусы производят все кому не лень, их очень много всяких разных. Есть простые корпуса в виде коробки, есть более красивые. Не редко можно встретить на корпусах «окошки», боковая стенка выполнена из прозрачного пластика, также становиться все популярней неоновая подсветка и другие элементы моддинга.

Заключение

По итогам нашего проекта было проведено изучение истории развития электронно-вычислительных машин, где были рассмотрены самые важные достижения и открытия и отмечены самые важные личности, которые вложили свои силы в развитие компьютерной техники. Так же было рассмотрено устройство компьютера и описаны работы отдельных компонентов внутренних устройств.

Были рассмотрены основные характеристики, которые необходимо учитывать для выбора и сборки своего компьютера или же компьютера, который предназначался для других задач.

Все необходимые цели, которые были поставлены вначале были выполнены. Данный курсовой проект поможет разобраться с устройством компьютера, как неопытным пользователям, так и вспомнить или же узнать что-то новое техническим специалистам.

Список литературы:

1. Джеф Карлсон., Третье поколение ЭВМ. – 4-е изд., стер. – Москва: Флинта, 2019. – 417 с. – URL: http://chernykh.net/content/view/231/246/ (дата обращения: 21.12.2019)

2. Скот Макартни, ENIAC триумфы и трагедии первых мировых компьютеров — Berkley Books, 2001. — 262 стр. – URL: https://books.google.ru/books?id=GxMIAQAAMAAJ&redir_esc=y (дата обращения: 22.12.2019)

3. Эндрю Танненбаум, Архитектура компьютера – 6-е изд., стер. – Питер, 2018. – 695 стр. (дата обращения 22.12.2019)

4. Вернон Вегнер, Аппаратура ПК и ее программирование IBM PC/XT/AT – радио и связь, 2005 – 300 стр. (дата обращения 22.12.2019)

5. Олег Колесниченко, Валентин Соломенчук, Игорь Шишигин, Аппаратные средства PC. (6-е изд) – BHV-СПб, 2009 – 300 стр. URL: https://www.books.ru/books (дата обращения 24.12.2019)

6. Олег Петрович Новожилов, Архитектура ЭВМ в двух частях. Часть вторая. Учебное пособие для академического бакалавриата. – Юрайт, 2018 – 251 с. – URL: https://www.books.ru/books/arkhitektura-evm-i-sistem-v-dvukh-chastyakh-chast-vtoraya-uchebnoe-posobie-dlya-akademicheskogo-bakalavriata-4871064/ (дата обращения 24.12.2019)

7. Колдаев В.Д., Лупин С.А., Архитектура ЭВМ: Учебное пособие В.Д. Колдаев, С.А. Лупин. - (Среднее профессиональное образование)., (Гриф) – Форум, 2019 – 383 стр. – URL: https://www.books.ru/books/arkhitektura-evm-uchebnoe-posobie-vd-koldaev-sa-lupinsrednee-professionalnoe-obrazovanie-grif-4988927/ (дата обращения 12.01.2020)

8. Николай Максимов, Иван Попов, Т. Л. Партыка, Архитектура ЭВМ и вычислительных машин – Инфра-М, 2018 – 511 стр. – URL: https://www.books.ru/books/arkhitektura-evm-i-vychislitelnykh-sistem-4815091/ (дата обращения 13.01.2020)

9. Джон Хеннесси, Компьютерная архитектура. Количественный подход. Руководство. – Техносфера, 2015 – 936 стр. – URL: https://www.books.ru/books/kompyuternaya-arkhitektura-kolichestvennyi-podkhod-rukovodstvo-4284570/ (дата обращения 13.01.2020)

10. Л. С. Онокой, В. М. Титов, Компьютерные технологии в науке и образовании – Формум, 2017 - 224 стр. – URL: https://www.books.ru/books/kompyuternye-tekhnologii-v-nauke-i-obrazovanii-1561615/ (дата обращения 13.01.2020)

11. Ё. Суэмацу, Е. Суэмацу, Микрокомпьютерные системы управления. Первое знакомство (2-е издание) – ДОДЭКА-XXI, 2010 – 256 стр. – URL: https://www.books.ru/books/mikrokompyuternye-sistemy-upravleniya-pervoe-znakomstvo2-e-izd-565879/ (дата обращения 15.01.2020)

12. Богомазова Г.Н., Модернизация программного обеспечения персональных компьютеров, серверов, периферийных устройств и оборудования (2-е изд., стер.) учебник – Академия, 2018 – 192 стр. – URL: https://www.books.ru/books/modernizatsiya-programmnogo-obespecheniya-personalnykh-kompyuterov-serverov-periferiinykh-ustroistv-i-oborudovaniya-2-e-izd-ster-uchebnik-4933355/ (дата обращения 15.01.2020)

13. Чащина Е.А., Обслуживание аппаратного обеспечения персональных компьютеров, серверов, периферийных устройств, оборудования и компьютерной оргтехники. Практикум (2-е изд., стер.) учеб. Пособие – Академия, 2018, 208 стр. – URL: https://www.books.ru/books/obsluzhivanie-apparatnogo-obespecheniya-personalnykh-kompyuterov-serverov-periferiinykh-ustroistv-oborudovaniya-i-kompyuternoi-orgtekhniki-praktikum-2-e-izd-ster-ucheb-posobie-4873501/ (дата обращения 16.01.2020)

14. Орлов С.А., Организация ЭВМ и систем – Питер, 2018 - 688 стр. – URL: https://www.books.ru/books/organizatsiya-evm-i-sistem-4880658/ (дата обращения 16.01.2020)

15. Дэвид М. Харрис, Сара Л. Харрис, Цифровая схемотехника и архитектура компьютера. Дополнение по архитектуре ARM. – ДМК Пресс, 2018 – 356 стр. – URL: https://www.books.ru/books/tsifrovaya-skhemotekhnika-i-arkhitektura-kompyutera-dopolnenie-po-arkhitekture-arm-4917922/ (дата обращения 16.01.2020)