Архитектура персонального компьютера

Автор: Пользователь скрыл имя, 11 Декабря 2011 в 18:13, реферат

Описание работы

Архитектура компьютера — логическая организация и структура аппаратных и программных ресурсов вычислительной системы. Архитектура заключает в себе требования к функциональности и принципы организации основных узлов ЭВМ.

Содержание

1. КОМПЬЮТЕР И ИХ ВИДЫ 4
2. ВНЕШНЯЯ АРХИТЕКТУРА ПК 7
3. ВНУТРЕНЯЯ АРХИТЕКТУРА ПК 11
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 21
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 22

Работа содержит 1 файл

Архитектура персонального компьютера.docx

— 47.95 Кб (Скачать)

    Физический  размер (форм-фактор) (англ. dimension). Почти  все современные (2001—2010 года) накопители для персональных компьютеров и  серверов имеют ширину либо 3,5, либо 2,5 дюйма — под размер стандартных  креплений для них соответственно в настольных компьютерах и ноутбуках. Также получили распространение  форматы 1,8 дюйма, 1,3 дюйма, 1 дюйм и 0,85 дюйма. Прекращено производство накопителей в форм-факторах 8 и 5,25 дюймов.

    Время произвольного доступа (англ. random access time) — время, за которое винчестер  гарантированно выполнит операцию чтения или записи на любом участке магнитного диска. Диапазон этого параметра  невелик — от 2,5 до 16 мс. Как правило, минимальным временем обладают серверные  диски (например, у Hitachi Ultrastar 15K147 — 3,7 мс[5]), самым большим из актуальных —  диски для портативных устройств (Seagate Momentus 5400.3 — 12,5[6]).

    Скорость  вращения шпинделя (англ. spindle speed) —  количество оборотов шпинделя в минуту. От этого параметра в значительной степени зависят время доступа  и средняя скорость передачи данных. В настоящее время выпускаются  винчестеры со следующими стандартными скоростями вращения: 4200, 5400 и 7200 (ноутбуки), 5400, 7200 и 10 000 (персональные компьютеры), 10 000 и 15 000 об/мин (серверы и высокопроизводительные рабочие станции).

    Надёжность (англ. reliability) — определяется как  среднее время наработки на отказ (MTBF). Также подавляющее большинство  современных дисков поддерживают технологию S.M.A.R.T.

    Количество  операций ввода-вывода в секунду  — у современных дисков это  около 50 оп./с при произвольном доступе  к накопителю и около 100 оп./сек  при последовательном доступе.

    Потребление энергии — важный фактор для мобильных  устройств.

    Уровень шума — шум, который производит механика накопителя при его работе. Указывается  в децибелах. Тихими накопителями считаются  устройства с уровнем шума около 26 дБ и ниже. Шум состоит из шума вращения шпинделя (в том числе  аэродинамического) и шума позиционирования.

    Сопротивляемость  ударам (англ. G-shock rating) — сопротивляемость накопителя резким скачкам давления или ударам, измеряется в единицах допустимой перегрузки во включённом и выключенном состоянии.

    Скорость  передачи данных (англ. Transfer Rate) при  последовательном доступе:

    внутренняя  зона диска: от 44,2 до 74,5 Мб/с;

    внешняя зона диска: от 60,0 до 111,4 Мб/с.

    Объём буфера — буфером называется промежуточная  память, предназначенная для сглаживания  различий скорости чтения/записи и  передачи по интерфейсу. В дисках 2009 года он обычно варьируется от 8 до 64 Мб.

    Сетевая плата, сетевая карта, сетевой адаптер, Ethernet-адаптер, NIC (англ. network interface controller), (Рис.16)  — периферийное устройство, позволяющее компьютеру взаимодействовать  с другими устройствами сети.

    Модем (аббревиатура, составленная из слов модулятор-демодулятор), (Рис.17) — устройство, применяющееся  в системах связи и выполняющее  функцию модуляции и демодуляции. Модулятор осуществляет модуляцию  несущего сигнала, то есть изменяет его  характеристики в соответствии с  изменениями входного информационного  сигнала, демодулятор осуществляет обратный процесс. Частным случаем  модема является широко применяемое  периферийное устройство для компьютера, позволяющее ему связываться  с другим компьютером, оборудованным  модемом, через телефонную сеть (телефонный модем) или кабельную сеть (кабельный  модем).

    Модем выполняет функцию оконечного оборудования линии связи. При этом формирование данных для передачи и обработку  принимаемых данных осуществляет терминальное оборудование, в простейшем случае — персональный компьютер.

    Компьютерный  блок питания, (Рис.18)  — блок питания, предназначенный для снабжения  узлов компьютера электрической  энергией. В его задачу входит преобразование сетевого напряжения до заданных значений, их стабилизация и защита от незначительных помех питающего напряжения. Также, будучи снабжён вентилятором, он участвует  в охлаждении системного блока.

    Основным  параметром компьютерного блока  питания является максимальная мощность, потребляемая из сети. В настоящее  время существуют блоки питания  с заявленной производителем мощностью  от 50 (встраиваемые платформы малых  форм-факторов) до 1600 Вт.

    Компьютерный  блок питания для сегодняшней  платформы PC обеспечивает выходные напряжения ±5 ±12 +3,3В Вольт. В большинстве  случаев используется импульсный блок питания. Хотя абсолютное большинство чипов использует не более 5 Вольт, введение линии 12 Вольт дает использовать большую мощность (импульсный блок питания без 12 Вольт не может выдавать более 210 Ватт), которая нужна для питания жёстких дисков, оптических приводов, вентиляторов, а в последнее время и материнских плат, процессоров, видеоадаптеров, звуковых карт.

    Всё вышесказанное относится к наиболее распространённым ныне блокам питания  стандарта ATX, который начал использоваться во времена процессоров Intel Pentium. Ранее (начиная с компьютеров IBM PC/AT до платформ на базе процессоров до Socket 370/SECC-2 включительно) на PC-платформе использовались блоки  питания стандарта AT. Существовали материнские платы с процессорными  разъёмами Socket 7 и Socket 370, которые поддерживали блоки питания и AT, и ATX (так называемые двухстандартные платы).

    Дисковод, (Рис.19) — электромеханическое устройство, позволяющее осуществить чтение/запись информации на цифровые носители имеющие  форму диска. При этом носитель может  быть съёмным или встроенным в  устройство. Съёмный носитель часто  для защиты помещают в картридж, конверт, корпус и т. д.

    Дисководы бывают нескольких типов:

    Дисководы для жестких дисков (НЖМД);

    Дисководы для дискет;

    Дисководы для магнитооптических дисков;

    Дисководы для ZIP-дискет;

    Дисководы CD-ROM/R/RW;

    Дисководы DVD-ROM/R/RW, DVD-RAM.

    Система охлаждения компьютера, (Рис.20)  —  набор средств для отвода тепла (по сути охлаждения) в компьютере.

    Для отвода в основном используется:

    Радиатор (алюминиевый или медный)

    Связка  «радиатор + вентилятор» — кулер

    Система жидкостного охлаждения

    Фреонная  установка

    Охлаждающие установки, где в качестве хладагента используются жидкий азот или жидкий гелий.

    Компьютерная  шина (от англ. computer bus, bidirectional universal switch — двунаправленный универсальный  коммутатор), (Рис.21) — в архитектуре  компьютера подсистема, которая передаёт данные между функциональными блоками  компьютера. Обычно шина управляется  драйвером. В отличие от связи  точка—точка, к шине можно подключить несколько устройств по одному набору проводников. Каждая шина определяет свой набор коннекторов (соединений) для  физического подключения устройств, карт и кабелей.

    Ранние  компьютерные шины представляли собой  параллельные электрические шины с  несколькими подключениями, но сейчас данный термин используется для любых  физических механизмов, предоставляющих  такую, же логическую функциональность, как параллельные компьютерные шины. Современные компьютерные шины используют как параллельные, так и последовательные соединения и могут иметь параллельные (multidrop) и цепные (daisy chain) топологии. В  случае USB и некоторых других шин  могут также использоваться хабы (концентраторы).

    ATA (англ. Advanced Technology Attachment — присоединение  по передовой технологии) — параллельный  интерфейс подключения накопителей  (жёстких дисков и оптических  приводов) к компьютеру. В 1990-е  годы был стандартом на платформе  IBM PC; в настоящее время вытесняется  своим последователем — SATA и  с его появлением получил название PATA (Parallel ATA).

    SATA (англ. Serial ATA) — последовательный  интерфейс обмена данными с  накопителями информации. SATA является  развитием параллельного интерфейса ATA (IDE), который после появления  SATA был переименован в PATA (Parallel ATA). SATA использует 7-контактный разъём  вместо 40-контактного разъёма у  PATA. SATA-кабель имеет меньшую площадь,  за счёт чего уменьшается сопротивление  воздуху, обдувающему комплектующие  компьютера, упрощается разводка  проводов внутри системного блока.

    SATA-кабель  за счёт своей формы более  устойчив к многократному подключению.  Питающий шнур SATA также разработан  с учётом многократных подключений. Разъём питания SATA подаёт 3 напряжения питания: +12 В, +5 В и +3,3 В; однако современные устройства могут работать без напряжения +3,3 В, что даёт возможность использовать пассивный переходник со стандартного разъёма питания IDE на SATA. Ряд SATA-устройств поставляется с двумя разъёмами питания: SATA и Molex.

    Стандарт SATA отказался от традиционного для PATA подключения по два устройства на шлейф; каждому устройству полагается отдельный кабель, что снимает  проблему невозможности одновременной  работы устройств, находящихся на одном  кабеле (и возникавших отсюда задержек), уменьшает возможные проблемы при  сборке (проблема конфликта Slave/Master устройств  для SATA отсутствует), устраняет возможность  ошибок при использовании нетерминированных PATA-шлейфов.

    Стандарт SATA поддерживает функцию очереди  команд (NCQ, начиная с SATA Revision 2.x). Стандарт SATA не предусматривает горячую замену устройств (вплоть до SATA Revision 3.x).

    ТВ-тюнер (англ. TV tuner), (Рис.22) — род телевизионного приёмника (тюнера), предназначенный  для приёма телевизионного сигнала  в различных форматах вещания  с показом на мониторе компьютера. Кроме того, большинство современных  ТВ-тюнеров принимают FM-радиостанции и могут использоваться для захвата  видео. 

      

      

      
 
 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

    Архитектура компьютера – это логическая организация  и структура аппаратных и программных  ресурсов вычислительной системы. Архитектура  заключает в себе требования к  функциональности и принципы организации  основных узлов ЭВМ.

    Внешняя архитектура современного персонального  компьютера представляет собой соединение монитора, клавиатуры, мыши и акустической системы к системному блоку.

    Внутренняя  архитектура современного персонального  компьютера определяется схемой его  чипсета, набором микросхем, спроектированных для совместной работы с целью  выполнения набора каких-либо функций. компьютерах Чипсет в компьютере выполняет роль связующего компонента, обеспечивающего совместное функционирование подсистем памяти, ЦПУ, ввода-вывода и других. Выбор типа чипсета зависит  от процессора, с которым он работает, и определяет разновидности внешних  устройств (видеокарты, винчестера и  др.).

    Важным  направлением развития вычислительных средств пятого и последующих  поколений является интеллектуализация ЭВМ, связанная с наделением ее элементами интеллекта, интеллектуализацией интерфейса с пользователем и др. Работа в  данном направлении, затрагивая, в первую очередь, программное обеспечение, потребует и создания ЭВМ определенной архитектуры, используемых в системах управления базами знаний, - компьютеров  баз знаний, а так же других подклассов ЭВМ. При этом ЭВМ должна обладать способностью к обучению, производить  ассоциативную обработку информации и вести интеллектуальный диалог при решении конкретных задач.

    В заключение отметим, что ряд названных  вопросов реализован в перспективных  ЭВМ пятого поколения либо находится  в стадии технической проработки, другие - в стадии теоретических  исследований и поисков. 
 
 

СПИСОК  ЛИТЕРАТУРЫ

 

    1.     Балдин К.В., Уткин В.Б. Информатика:  Учебник для студ. вузов. - М.: ПРОЕКТ, 2003.

    2.     Банк рефератов. Copyright © 2005-2009. http://referat2000.bizforum.ru

    3.Википедия,  свободная энциклопндия. http://ru.wikipedia.org/wiki/Архитектура_персонального_компьютера.

    4.     Информатика. Базовый курс. Для  ВУЗов 2-е издание / Под ред.  С. В. Симоновича. СПб.: Питер, 2007. —640с.: ил.

Информация о работе Архитектура персонального компьютера