Реферат на тему:
Апаратні засоби ПК
Студента СПБГУТД
Група № 1-ЕД-2 «В»
Меркоева Дмитра
Санкт-Петербург
2004 рік
Зміст:
Введення ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .3
Конфігурація персонального комп'ютера ....................... 3 < p> Материнська плата ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 5
BIOS ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .6
IBM PC і принцип відкритої архітектури ... ... ... ... ... ... .8
Введення
У наш час важко уявити собі, що без комп'ютерів можнаобійтися. Але ж не так давно, до початку 70-х років обчислювальні машинибули доступні дуже обмеженому колу фахівців, а їх застосування, якправило, залишалося оповитий завісою секретності і мало відомим широкійпубліці. Однак в1971 р. відбулася подія, що докорінно змінилоситуацію і з фантастичною швидкістю перетворило комп'ютер в повсякденнийробочий інструмент десятків мільйонів людей. У тому поза всяким сумнівомзнаменну року ще майже нікому не відома фірма Intel з невеликогоамериканського містечка з гарною назвою Санта-Клара (шт. Каліфорнія),випустила перший мікропроцесор. Саме йому ми зобов'язані появою новогокласу обчислювальних систем - персональних комп'ютерів, якими теперкористуються, по суті, все, від учнів початкових класів та бухгалтерівдо провідних учених і інженерів. Цим машинам, не займає й половиниповерхні звичайного письмового столу, підкоряються все нові і нові класизавдань, які раніше були доступні (а з економічних міркувань часто інедоступні - занадто дорого тоді варто було машинний час мейнфреймів та міні-
ЕОМ) лише системам, які займали не одну сотню квадратних метрів. Напевно,ніколи раніше людина не мала в своїх руках інструменту, що має настількиколосальною потужністю за таких мікроскопічних розмірах.
У персонального комп'ютера є два важливі переваги в порівнянніз усіма іншими видами комп'ютерів: він має відносно простеуправління і може вирішувати досить широкий клас задач.
Якщо раніше на ЕОМ могли в основному працювати тільки професійніпрограмісти (практично для будь-якої задачі доводилося створювати своюпрограму), то тепер ситуація докорінно змінилася. В данийчас розроблені десятки тисяч програм з усіх галузей знань. З нимипрацюють десятки мільйонів кваліфікованих користувачів.
Згідно зі статистичними даними, найпоширенішими івикористовуваними програмами є операційні системи та текстовіредактори.
Знання характеристик комп'ютерних пристроїв допоможе кваліфікованомукористувачеві вибрати оптимальну конфігурацію персонального комп'ютера длявирішення поставленої практичного завдання.
Конфігурація персонального комп'ютера
персональними називаються комп'ютери, на яких може одночаснопрацювати тільки один користувач. Персональні комп'ютери мають тількиодне робоче місце.
Під терміном «конфігурація» комп'ютера розуміють список пристроїв,що входять до його складу.
У відповідності з принципом відкритої архітектури апаратне забезпеченнякомп'ютерів (Hardware) може бути досить різним. Але будь-який персональнийкомп'ютер має обов'язковий і додатковий набір пристроїв.
Обов'язковий набір пристроїв:
1. Монітор - пристрій виводу текстової та графічної інформації.
2. Клавіатура - пристрій для введення текстової інформації.
3. Системний блок - об'єднання великої кількості різних комп'ютерних пристроїв.
У системному блоці знаходиться вся електронна начинка комп'ютера.
Основними деталями системного блоку є:
4. Процесор - головне комп'ютерний пристрій управління та проведення обчислень.
5. Материнська плата - пристрій для кріплення на ній інших внутрішніх комп'ютерних пристроїв.
6. Оперативна пам'ять (ОЗУ) - пристрій для збереження програми і даних під час її роботи в комп'ютері.
7. Постійний запам'ятовуючий пристрій (ПЗУ) - пристрій для постійного зберігання деяких спеціальних програм і даних.
8. Кеш пам'ять - надшвидка пам'ять для збереження особливо важливої інформації.
9. Співпроцесор - пристрій для виконання операцій з плаваючою комою.
10. Відеокарта - пристрій, що забезпечує вивід інформації на монітор.
11. Флоппі дисковод - пристрій для зберігання і перенесення інформації між
ПК.
12. Вінчестер - основний пристрій для зберігання інформації на комп'ютері.
13. Блок живлення - пристрій для розподілу електричної енергії між іншими комп'ютерними пристроями.
14. Контролери та шина - призначені для передачі інформації між внутрішніми пристроями ПК.
15. Послідовні і паралельні порти - призначені для підключення зовнішніх додаткових пристроїв до комп'ютера.
16. Корпус - призначений для захисту материнської плати і внутрішніх пристроїв комп'ютера від пошкоджень.
Додаткові пристрої, які можна підключати до комп'ютера:
17. Принтер - призначений для виводу текстової та графічної інформації на папір.
18. Дисковод для компакт-дисків (CD ROM) - для роботи з компакт дисками.
19. Дисководи DVD - сучасні пристрої для роботи з носіями даних об'ємом до 17 Гбайт.
20. Звукова карта - пристрій для роботи із звуковою інформацією.
21. Миша - маніпулятор для введення інформації в комп'ютер.
22. Джойстик - маніпулятор для передачі інформації про рух в комп'ютер.
23. Планшет - пристрій для роботи з комп'ютерною графікою.
24. TV тюнер є пристроєм, що дозволяє ПК приймати і показувати програми телебачення.
25. Колонки - зовнішні пристрої для відтворення звуків.
26. Факс-модем - пристрій для зв'язку між комп'ютерами через телефонну лінію.
27. Плоттер - пристрій для виведення креслення на папір.
28. Сканер - для введення графічних зображень у комп'ютер.
29. Стрічкові накопичувачі - пристрої для проведення резервного копіювання даних на магнітну стрічку.
30. Джерело безперебійного живлення - пристрій захисту комп'ютера від перебоїв в електропостачанні.
31. Накопичувачі на знімних дисках - пристрої, у майбутньому замінюють флоппі дисководи.
32. Графічний акселератор - пристрій для прискорення обробки і виведення тривимірної графіки. і багато іншого ...
Для позначення конфігурації конкретного персонального комп'ютеразастосовують запису стандартного типу. Розглянемо її на прикладі:
Pentium II - 333/64 Sdram/3.1Gb/ATI 3D Char 4 Mb/Mini/CD ROM
24X + SB 16 ESS68
Отже, що це за комп'ютер? Спочатку пишеться тип процесора - Pentium
II з тактовою частотою 333 МГц. Далі позначений обсяг і тип оперативноїпам'яті - 64 Мбайт. У ПК вбудований вінчестер об'ємом 3.1 Гбайт. Використовуєтьсявідеокарта ATI 3D Char c 4 Мбайтами відеопам'яті, відеокарта оптимізованадля роботи з тривимірною графікою 3D. Корпус MiniTower. Також до складу ПКвходить 24-швидкісний пристрій для читання компакт-дисків і проста звукова карта
Sound Blaster. У стандартну конфігурацію комп'ютера завжди Вхід 3.5дюймовий флоппі-дисковод, тому він в записи не вказується. Миша такожвходить в стандартну конфігурацію. Але монітор спільно з даними комплектомне продається. Його необхідно купувати окремо. Загальний підсумок - данийкомп'ютер має мінімальну стандартну конфігурацію для використання вофісі і вдома навесні 1999 р.
Материнська плата
Материнська плата (Mother board) є основною платою комп'ютера,тому що саме на ній кріпляться всі комп'ютерні пристрої, наприклад,процесор, звукова карта і т.д.
Материнські плати збираються на основі спеціального набору мікросхем,званого Chipset.В залежно від типу встановленого процесора,необхідно використовувати різні chipsetи, і отримувати, таким чином материнськіплати різних типів.
Так, для 486 процесорів існував спеціальний тип 486 материнськихплат. Для процесорів Pentium використовувалися два види плат: перші дляпроцесорів з тактовою частотою 60 і 66 МГц, а другий - для всіх інших.
Для наступних типів процесорів також необхідно використовувативідповідні системні плати. Так, наприклад, для процесора Celeronвикористовується плата на наборі мікросхем 443EX.
Найпопулярнішим виробником материнських плат в Росії вважаєтьсяфірма Asustek. Хоча на практиці можна використовувати комп'ютери з материнськоюплатою різних виробників. Наприклад, A-Bit, A-Trend, Giga - Byte іінші.
Останньою розробкою в області системних плат для настільних ПК сталатехнологія NLX, і, можливо, саме вона виявиться провідною технологієюнайближчого майбутнього. Плати цього стандарту, на перший погляд, нагадуютьплати LPX, але насправді вони значно вдосконалені. Якщо наплати LPX не можна встановити самі нові процесори з-за їх більшихрозмірів й підвищеного тепловиділення, то в розробці NLX ці проблемичудово дозволені. Ось які основні переваги цього новогостандарту, перед іншими.
• Підтримка сучасних процесорних технологій. Це особливо важливо для систем з процесором Pentium II, оскільки розмір його корпус Single Edge
Contact (тобто корпусу, з єдиним поруч розташованих по периметру контактів) практично не дозволяє встановлювати цей процесор на платах Baby-AT і LPX. І хоча деякі виробники системних плат все ж пропонують АТС-системи на основі Pentium II, на їх платах залишається місце лише для двох 72-контактних роз'ємів модулів SIMM!
• Гнучкість відносно швидко змінюються процесорним технологіями.
Ідея гнучких систем з об'єднавчої платою знайшла нове втілення в конструкції плат NLX, встановити які можна швидко і легко, не розбираючи при цьому всю систему на частини. Але на відміну від традиційних систем з об'єднавчими платами, у нового стандарту NLX є підтримка таких лідерів комп'ютерної індустрії, як AST, Digital, Gateway, Hewlett-
Packard, IBM, Micron, NEC та інші.
• Підтримка інших нових технологій. Мова тут йде про такі високо продуктивних рішеннях, як AGP (Accelerated Graphics Port - прискорений графічний порт), USB (Universal Serial Bus - універсальна послідовна шина), технології великих модулів пам'яті і DIMM. А у відповідь на дедалі зростаючу роль мультимедіа-додатків розробники вбудували в нову системну плату ще й підтримку таких можливостей, як програвання тому відеоролика, розширені графіка та звук. І якщо минулого використання мультимедіа-технологій означало додаткові витрати на різні дочірні плати, то тепер необхідність в них відпала.
Системна плата NLX і плати вводу-виводу (що розташовуються, як і вконструкції LPX, паралельно системної) тепер легко вставляються івиймаються, при цьому інші плати, у тому числі і розташовані вертикально,залишаються недоторканими. Легше добратися і до самого процесора, щоохолоджується тепер набагато краще, ніж в системах з тісно розташованимикомпонентами. Підтримка плат розширення різного розміру дозволяєвипускати системи різних модифікацій.
Стандарт NLX забезпечує максимальну гнучкість систем і самеоптимальне використання вільного простору. Навіть самі довгі плативводу-виводу встановлюються без праці і не зачіпають при цьому ніякихінших компонентів системи, що було справжньою проблемою для комп'ютерівтипу Baby-AT.
BIOS
BIOS - Базова система вводу-виводу (Basic Input Output System)називається так тому, що включає в себе широкий вибір програм введення -висновку, завдяки яким операційна система і прикладні програми можутьвзаємодіяти з різними пристроями як самого комп'ютера, так іподключонимі до нього. Взагалі кажучи, в PS система BIOS займає особливемісце. З одного боку, її можна розглядати як складову частинуапаратних засобів, з іншого боку, вона є як би одним зпрограмних модулів операційної системи. Сам термін BIOS, мабуть,запозичений з операційної системи CP/M, в якій модуль з подібнимназвою був реалізований програмно і виконував приблизно подібні дії.
Більшість сучасних відеоадаптерів, а також контролери накопичувачівмають власну систему BIOS, яка зазвичай доповнює системну. Підбагатьох випадках програми, що входять в конкретну BIOS, замінюютьвідповідні програмні модулі основний BIOS. Виклик програм BIOS, якправило, здійснюється через програмні або апаратні безперервно.
Система BIOS крім програм взаємодії з апаратними засобами нафізичному рівні містить програму тестування при включенні харчуваннякомп'ютера POST (Power-On-Self-Test, самотестування при включенні харчуваннякомп'ютера). Тестуються основні компоненти, такі як процкссор, пам'ять,допоміжні мікросхеми, приводи дисків, клавіатуру і відеопідсистему.
Якщо при включенні живлення комп'ютера виникають проблеми (BIOS не можевиконати тест початковий), ви почуєте послідовність звуковихсигналів:
| Код | Значення |
| сигналу | |
| 1 | Помилка регенерації DRAM |
| 2 | Умови використання схеми парності |
| 3 | Відмова базового ОЗУ 64 Кб |
| 4 | Умови використання системного таймера |
| 5 | Умови використання процесора |
| 6 | Помилка адресної лінії A20 контролера клавіатури |
| 7 | Помилка виключення віртуального режиму Virtual Mode |
| | Exception |
| 8 | Помилка тесту читання, запису пам'яті дисплея |
| 9 | Помилка контрольної суми ROM-BIOS |
Якщо ви зустрічаєтеся з чим-небудь подібним, існує високаймовірність того, що ця проблема пов'язана з апаратними засобами.
Система BIOS в PS реалізована у вигляді однієї мікросхеми, встановленої наматеринській платі компьютера.Названіе ROM BIOS в даний час не зовсімсправедливо, бо «ROM» - передбачає використання постійних запам'ятовуючихпристроїв (ROM - Read Only Memory), а для зберігання кодів BIOS в данийчас застосовуються в основному Перепрограмміруємая (стирані електричноабо за допомогою ультрафіолетового випромінювання) запам'ятовуючі пристрої. Малотого, найбільш перспективним для зберігання системи BIOS є зараз флеш -пам'ять. Це дозволяє легко модифікувати старі або додаватидодаткові функції для підтримки нових пристроїв, що підключаються докомп'ютера.
Оскільки вміст ROM BIOS фірми IBM був захищений авторським правом,тобто його не можна піддавати копіювання, то більшість іншихвиробників комп'ютерів були змушені використовувати мікросхеми BIOSнезалежних фірм, системи BIOS яких, зрозуміло, були практичноповністю сумісні з оригіналом. Найбільш відомі з цих фірм три:
American Megatrends Inc. (AMI), Award Software і Phoenix Technologies.
Зауважимо, що конкретні версії BIOS нерозривно пов'язані з набором мікросхем
(chipset) використовуваним на системній платі. До речі, компанія Phoenix
Technologies вважається піонером у виробництві ліцензійно-чистих BIOS.
Саме в них вперше були реалізовані такі функції, як завдання типужорсткого диска, підтримка приводу флоппі-дисків ємністю 1,44 Мбайта і т.д.
Більше того, вважається, що процедура POST цих BIOS має найпотужнішудіагностику. Справедливості ради треба зазначити, що BIOS компанії AMIнайбільш поширені. За деякими даними, AMI займає близько 60% цьогосегменту ринку. Крім того, з програми Setup AMI BIOS можна викликатикілька утиліт для тестування основних компонентів системи та роботи знакопичувачами. Однак при їх використанні особливу увагу слід звернутина тип інтерфейсу, який використовує привід накопичувача.
Система BIOS в комп'ютерах, нерозривно пов'язана з SMOS RAM. Під цимрозуміється «незмінна» пам'ять, в якій зберігається інформація про поточнісвідченнях годин, значенні часу для будильника, конфігурації комп'ютера:кількості пам'яті, типах накопичувачів і т.д. Саме в цій інформаціїпотребують програмні модулі системи BIOS. Своєю назвою SMOS RAM зобов'язанатому, що ця пам'ять виконана на основі КМОП-струкгур (CMOS-Complementary
Metal Oxide Semiconductor), які, як відомо, відрізняються малименергоспоживанням. Зауважимо, що CMOS-пам'ять енергонезалежна тількиостільки, оскільки постійно підживлюється, наприклад, від акумулятора,розташованого на системній платі, або батареї гальванічних елементів,як правило, змонтованої на корпусі системного блока.Большінствосистемних плат допускають харчування CMOS RAM як від вбудованого, так і відзовнішнього джерела.
У випадку ушкодження мікросхеми CMOS RAM (або розряді батареї абоакумулятора) програма Setup має можливість скористатися якоюсьінформацією за замовчуванням (BIOS Setup Default Values), яка зберігається втаблиці відповідної мікросхеми ROM BIOS. До речі, на деякихматеринських платах харчування мікросхеми CMOS RAM може здійснюватися як відвнутрішнього, так і від зовнішнього джерела. Вибір визначається установкоювідповідної перемички.
Програма Setup підтримує встановлення декількох режимівенергозбереження, наприклад Doze (дрімає), Standby (очікування, аборезервний) і Suspend (призупинення роботи). Дані режими перераховані впорядку зростання економії електроенергії. Система може переходити вконкретний режим роботи після закінчення певного часу, зазначеного в
Setup. Крім того, BIOS зазвичай підтримує і специфікацію АРМ (Advanced
Power Management). Як відомо, вперше її запропонували фірми Microsoft і
Intel. У їхньому спільному документі містилися основні принципи розробкитехнології управління споживаної портативним комп'ютером потужністю.
Завдання повної конфігурації комп'ютера здійснюється не тількиустановками з програми Setup, а й замиканням (або розмиканням)відповідних перемичок на системній платі. Призначення кожної з нихзазначено у відповідній документації.
IBM PC і принцип відкритої архітектури
Принцип відкритої архітектури свідчить, що комп'ютери збираються зкомплектуючих, створених відповідно до певних стандартів. Даністандарти опубліковані та інформаційно доступні. При цьому користувачмає можливість самостійно додавати до ПК плати самих різних фірм --виробників і адаптувати свій персональний комп'ютер до необхідноїдіяльності.
До появи персональних комп'ютерів IBM PC всі інші моделі булизасновані на принципі «закритої архітектури», тобто всі апаратні засобибули для кінцевого користувача «річчю в собі». Після того, якзакінчувалася збірка апарату, він «був приречений на необоротне старіння».
Якщо з виробництва знімалася хоч одна деталь, систему можна буловикидати.
Те, що IBM PC стали стандартом персональних машин пов'язане з його дужевдалою конструкцією. Комп'ютери IBM можуть бути створені з незалежновиготовлених частин аналогічно дитячого конструктору. Якщо робота будь-якоїдеталі вас не влаштовує, її виймають і замінюють іншою. Раніше, якщо будь -небудь деталь знімалася з виробництва, треба було викидати весь прилад.
Для IBM PC є десятки пропозицій щодо заміни. Комп'ютери IBM PC створені ввідповідність до принципу відкритої архітектури
Переваги принципу відкритої архітектури можна розглянути нанаступному прикладі: Нехай у нас є простий монофонічний плеєр. Микупуємо і вставляємо в нього пристрій для запису звуку. У результатіотримуємо монофонічний магнітофон. Додаємо другу колонку і слухаємостерео. Підключаємо FM тюнер і отримуємо магнітолу. Далі залишилося зробитище один крок і в результаті замість старого плеєра ми маємо - двох касетнустерео магнітолу. Просто на додаток до колишніх деталей ми докупиликілька нових і об'єднали їх разом. На жаль, на практиці змагнітофонами даний підхід не працює, але з комп'ютерами все йденабагато краще.
