Процессор. Назначение и основные характеристики

Самой главной микросхемой в компьютере, его "мозгом" является процессор - небольшая, но содержащая миллионы транзисторов микросхема, выполняющая все вычисления со скоростью сотни и тысячи миллионов операций в секунду.

Микропроцессоры отличаются друг от друга типом и тактовой частотой. Тип характеризуется в названии: Intel-8088 (3500 транзисторов), 80286, 80386, 80486, Pentium, Pentium Pro, Intel Core 2 (151 млн. транзисторов). Каждая следующая модель содержит больше транзисторов, обладает большими возможностями и большим быстродействием.

Тактовая частота показывает, сколько элементарных операций выполняется процессором в секунду. Процессоры одного типа могут работать с разной тактовой частотой, так например процессор Pentium 60 МГц и Pentium 200 МГц отличаются по быстродействию в три раза. Максимальная частота современных процессоров Core 2 Duo составляет 2.66 ГГц, а у Core 2 Extreme эта величина возрастает до 2.93 ГГц. (1ГГц = 10¹² операций в сек.) Изменяя параметры работы процессора (подавая на него большее напряжение) можно процессор "разогнать", заставить работать с частотой больше указанной в характеристиках. Однако это может привести к выходу процессора из строя.

Еще один способ повысить производительность компьютера - многоядерные процессоры. Они содержат несколько процессорных ядер в одном корпусе (на одном или нескольких кристаллах). На данный момент массово доступны процессоры с двумя ядрами, в частности Intel Core 2 Duo. Ядро Core Duo содержит 151 миллион транзисторов,

Наряду с фирмой Intell, есть и другие фирмы производящие процессоры (Celeron, AMD).

Поскольку большая мощность процессоров связана с большим тепловыделением, чтобы удержать температуру в допустимых для полупроводников пределах, сверху на процессор закрепляют теплоотводящий металлический радиатор с вентилятором - кулер (cooler).

Назначение и основные характеристики материнской платы

Основная электронная плата системного блока называется материнской платой (motherboard). Материнская плата представляет собой многослойную печатную плату с расположенными на ней - микросхемами, разъемами, слотами для подключения других плат и элементов системного блока. Она выполняет функции "моста", связывающего между собой все устройства компьютера. Основные возможности материнской платы определяет чипсет (Chip Set) - набор микросхем. Тип набора в основном определяет функциональные возможности платы: типы поддерживаемых процессоров, возможные сочетания типов и объемов модулей памяти, поддержка режимов энергосбережения, возможность программной настройки параметров и т.п.

На материнской плате находится и специальный разъем для установки основной микросхемы компьютера - процессора. На системных платах, предназначенных для установки процессоров Pentium, Pentium MMX и Cyrix M2, "гнездо" для установки процессора - квадратной формы (Socket 7).

Также на материнской плате находится и специальные разъемы (слоты) для установки дополнительных плат и микросхем оперативной памяти. Набор проводников (линий), соединяющих различные компоненты материнской платы и других элементов компьютера для подвода к ним питания и обмена данными получил название шина. Характеристики шины также определяют возможности материнской платы и компьютера в целом.

Имеются на материнской плате и разъемы для подключения внешних устройств - порты. Обычно они выходят на заднюю стенку компьютера.

Виды памяти ПК

Компью́терная па́мять (устройство хранения информации, запоминающее устройство) — часть вычислительной машины, физическое устройство или среда для хранения данных, используемых в вычислениях, в течение определённого времени. Память, как и центральный процессор, является неизменной частью компьютера с 1940-х. Память в вычислительных устройствах имеет иерархическую структуру и обычно предполагает использование нескольких запоминающих устройств, имеющих различные характеристики.

В персональных компьютерах «памятью» часто называют один из её видов — динамическая память с произвольным доступом (DRAM), — которая в настоящее время используется в качестве ОЗУ персонального компьютера.

Задачей компьютерной памяти является хранение в своих ячейках состояния внешнего воздействия, запись информации. Эти ячейки могут фиксировать самые разнообразные физические воздействия (см. ниже). Они функционально аналогичны обычному электромеханическому переключателю и информация в них записывается в виде двух чётко различимых состояний — 0 и 1 («выключено»/«включено»). Специальные механизмы обеспечивают доступ (считывание, произвольное или последовательное) к состоянию этих ячеек.

Процесс доступа к памяти разбит на разделённые во времени процессы — операцию записи (сленг. прошивка, в случае записи ПЗУ) и операцию чтения, во многих случаях эти операции происходят под управлением отдельного специализированного устройства — контроллера памяти.

Также различают операцию стирания памяти — занесение (запись) в ячейки памяти одинаковых значений, обычно 00₁₆ или FF₁₆.

Наиболее известные запоминающие устройства, используемые в персональных компьютерах: модули оперативной памяти (ОЗУ), жёсткие диски (винчестеры), дискеты (гибкие магнитные диски), CD- или DVD-диски, а также устройствафлеш-памяти.

Шины. Их характеристики

Шина (в компьютере) – (по-английски, computer bus, bidirectional universal switch – двунаправленный универсальный коммутатор) – в общем значении, подсистема, отвечающая за обмен данных между различными блоками компьютера. Как правило, компьютерная шина управляется драйвером (компьютерной программой для управления аппаратными средствами).

Компьютерная шина позволяет подключать к ней несколько независимых устройств или блоков. Каждая шина имеет свой набор соединений с различными устройствами, блоками, картами, кабелями.

Современные компьютерные шины могут работать с разными устройствами, с разной скоростью, с разным видом соединений (есть параллельные и последовательные соединения, параллельные и цепные топологии.

В компьютере используются шины данных, шины адреса, системные шины процессора.

Шина данных предназначена для передачи информации между устройствами и блоками компьютера. Главной характеристикой шины данных является ее ширина, измеряемая в битах – т.е. сколько бит информации можно передать по шине за один такт.

Шина адреса предназначена для указания физического адреса данных в оперативной памяти, к которым процессор или другое устройство может обратиться (считать эти данные из памяти или записать их в память). Главной характеристикой шины адреса является ее ширина, измеряемая в битах.

Системная шина процессора предназначена для связи процессора с остальными блоками или устройствами компьютера. Например, системная шина обязательно соединяет процессор с оперативной и постоянной памятью, таймером, портами ввода-вывода. Системная шина содержит шины данных, адреса и управления. В некоторых компьютерах, требующих большого быстродействия, системная шина может содержать по две шины данных и адреса.

 

Видеопамять

Видеопамять — часть оперативной памяти, отведённая для хранения данных, которые используются для формирования изображения на экране монитора.

 

 

При этом в видеопамяти может содержаться как непосредственно растровый образ изображения (экранный кадр), так и отдельные фрагменты как в растровой (текстуры), так и в векторной (многоугольники, в частности треугольники) формах.

Существует выделенная оперативная память видеокарты, также называемая «видеопамять». Такая оперативная память используется только под нужды различных графических приложений и игр.

Как правило, чипы оперативной памяти современной видеокарты припаяны прямо к текстолиту печатной платы, в отличие от съёмных модулей системной памяти, которые вставляются в стандартизированные разъёмы ранних видеоадаптеров.

При изготовлении видеокарт уже достаточно давно используется память GDDR3. На смену ей пришла GDDR4, которая имеет более высокую пропускную способность, чем GDDR3; однако GDDR4 не получила широкого распространения вследствие плохого соотношения «Цена-производительность» и ограниченно использовалась лишь в некоторых топовых видеокартах (например Radeon X1950XTX, HD 2900 XT, HD3870). Далее появилась память GDDR5, которая по состоянию на 2012 год является наиболее массовой, GDDR3 используется в бюджетном сегменте.