Устройство компьютера

     На  SIMM в настоящее время устанавливаются преимущественно микросхемы FPM/EDO/BEDO, а на DIMM EDO/BEDO/SDRAM.

                           4.2. СИНХРОННАЯ ДИНАМИЧЕСКАЯ ПАМЯТЬ -SDRAM

     Стандартной для современных компьютеров  является синхронная динамическая оперативная память — SDRAM.

     SDRAM — это первая технология оперативной памяти со случайным доступом (DRAM), разработанная для синхронизации работы памяти с тактами работы центрального процессора с внешней шиной данных. SDRAM разработана на основе стандартной DRAM и работает почти так же, как стандартная DRAM, no она имеет несколько отличительных характеристик, делающих ее более прогрессивной.

     Синхронная  работа SDRAM, в отличие от стандартной и асинхронной DRAM, имеет таймер ввода данных, таким образом, системный таймер, пошагово контролирующий деятельность микропроцессора, может также управлять работой SDRAM. Это означает, что контроллер памяти знает точный цикл таймера, на котором запрошенные данные будут обработаны. В результате это освобождает процессор от необходимости находиться в состоянии ожидания между моментами доступа к памяти. Поскольку оперативная память компьютера хранит в себе информацию, которая требуется процессору (CPU) для функционирования, время прохождения данных между CPU и памятью является критичным. Более быстрый процессор может увеличить производительность системы только в том случае, если он не попадает в состояние цикла «поторопись и подожди», в то время как остальная часть системы борется за то, чтобы оставаться в этом состоянии. С тех пор как Intel пред ставила процессор х286, обычные микросхемы памяти больше не в состоянии идти в ногу с чрезвычайно возросшей производительностью процессоров. Стандартная, асинхронная DRAM работает без управления ввода таймером, который не требовался для передачи данных вплоть до второго десятилетия развития микропроцессоров. С этого момента в системах с более быстрыми процессорами, которые используют стандартную DRAM, необходимо принудительно устанавливать состояния ожидания (временные задержки), чтобы избежать переполнения памяти. Состояние ожидания характеризуется так: микропроцессор приостанавливает исполнение всего, что он делает, пока другие компоненты не перейдут в режим приема команд. Попускают перешивку BIOS средствами самой платы при помощи специальной программы. Это позволяет исправлять заводские ошибки в BIOS, изменять заводские умолчания, вносить другие изменения. Однако, кроме явных плюсов, в этой технологии есть и слабые стороны. Например, в настоящее время существует группа вирусов, которые, пользуясь возможностью изменять содержимое BIOS, стирают или портят его и таким образом делают компьютер неработоспособным — из-за неправильного или отсутствующего BIOS компьютер отказывается загружаться. Исправить такую ситуацию можно только в сервисном центре, где в специальном устройстве — программаторе — на микросхему Flash ROM будет записана исходная версия BIOS. Из таких вирусов наиболее известен вирус «Чернобыль», из-за эпидемии которого 26 апреля 1999г. были уничтожены миллионы BIOS по всему миру. После этой эпидемии некоторые производители стали снабжать свои материнские платы двумя копиями BIOS. В случае повреждения основной копии загружается содержимое резервной микросхемы. Однако такие платы встречаются достаточно редко.

                                                                      5. ПОРТЫ

     Порты предназначены для соединения периферийных устройств с материнской платой. Существует несколько видов портов.

                                             5.1. Параллельные порты (LPT)

     Чаще  всего параллельные порты LPT используются для подключения к компьютеру печатающих устройств (принтеров).

     Параллельные  порты получили свое название благодаря  методу передачи данных, т.к. они имеют восемь разрядов шины данных и способны передавать информацию байтами синхронно по восьми проводникам. Сигналы данных могут дополнительно обеспечиваться собственными сигнальными линиями заземления — по одному на каждый канал данных. В таком случае числе; сигналов возрастает до 25. Для соединения компьютера с устройством при помощи параллельного интерфейса используется 25-контактный разъем Getronics.

     Параллельные  интерфейсы имеют высокую скорость передачи данных (до 150 К/с) и низкую помехоустойчивость, что позволяет использовать кабель длиной, но более 3 м. 

                               5.2. Последовательные порты (СОМ)

     Последовательные  порты передают данные последовательно по одному биту. Для передачи и приема в них используются два канала (один — для передачи и один — для приема) и несколько дополнительных сигнальных линий. Для соединения при помощи последовательных портов используются 9- и 25-контактные соединительные разъемы. Последовательные коммуникационные порты имеют достаточно низкие скорости работы (50, 75, 100, 110, 200, 300, 600, 1200, 2400, 4800, 9600, 19 200, 38 400, 57 000 и 115000 бит/с) и высокую помехоустойчивость, что позволяет использовать соединительный кабель длиной до 75 м и более. Последовательные порты применяются как для соединения компьютера с принтерами, модемами, мышами, ручными сканерами и т. п., так и для соединения двух компьютеров.

                                                       5.3. Порт PS/2

     Во  второй половине 1980-х годов компания IBM выпустила серию ПК под названием PS/2, у которых был специальный маленький круглый разъем для мыши, который впоследствии и стали называть PS/2. В современных компьютерах обычно имеется два разъема PS/2 для подключения мыши и клавиатуры.

                                                     5.4. Порт USB

     USB (Universal Serial Bus — универсальная последовательная магистраль) — интерфейс для подключения различных внешних устройств. Спецификация периферийной шины USB разработана лидерами компьютерной и телекоммуникационной промышленности — Compaq, DEC, IBM, Intel, Microsoft, NEC и Northern Telecom — для подключения компьютерной периферии вне корпуса машины по стандарту plug'n'play, в результате чего отпадает необходимость в установке дополнительных плат в слоты расширения и переконфигурировании системы. Персональные компьютеры, имеющие шину USB, позволяют подключать периферийные устройства и осуществляют их автоматическое конфигурирование, как только устройство физически будет присоединено к машине, и при этом нет необходимости пере загружать, или выключать компьютер, а также запускать программы установки и конфигурирования. Шина USB позволяет одновременно подключать последовательно до 127 устройств, таких, как мониторы или клавиатуры, выполняющих роль дополнительно подключенных компонентов. USB определяет, добавлено устройство или отключено, благодаря своей продвинутой логике, обеспечиваемой основной системой. Шина автоматически определяет, какой системный ресурс, включая программный драйвер и пропускную способность, нужен каждому периферийному устройству, и делает этот ресурс доступным без вмешательства пользователя. Владельцы компьютеров, оснащенных шиной USB, имеют возможность переключать совместимые периферийные устройства так же просто, как они вкручивают новую лампочку в патрон. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                                        ВИДЕОКАРТА

                        Видеокарта состоит из четырех основных устройств:

     Памяти, контроллера, цифро-аналогового преобразователя (ЦАП, DAC) и видео-ПЗУ.

     Видеопамять нужна для хранения изображения. От ее объема зависит максимально возможное разрешение видеокарты. Полное разрешение видеокарты можно посчитать по формуле ГхВхЦ, где Г — количество точек по горизонтали, В — по вертикали, а Ц - количество возможных цветов каждой точки. Например, для разрешения 640x480x16 достаточно 256 КБ, для 800x600x256 - 512 КБ, для 1024x768x65536 — 2 МБ. Для хранения цветов отводится некоторое целое число двоичных разрядов, поэтому количество цветов всегда является степенью двойки: 4 разряда — 16 цветов, 8 разрядов — 256 цветов, 16 разрядов — 65536 цветов (режим High Color - высококачественное цветовоспроизведение), 24 разряда — 16 777 216 цветов (True Color — реалистичное цветовоспроизведение). Видеоконтроллер отвечает за вывод изображения из видеопамяти, обновление ее содержимого, формирование сигналов для монитора (горизонтальной и вертикальной развертки) и обработку запросов центрального процессора, который задает необходимый поток информации для вывода. Некоторые видеоконтроллеры являются потоковыми — их работа основана на создании и смешивании воедино нескольких потоков графической информации. Обычно это основное изображение, на которое накладывается изображение аппаратного курсора мыши и отдельное изображение в окне операционной системы. Видеоконтроллер с потоковой обработкой, а также с аппаратной поддержкой некоторых типовых функций называется акселератором, или ускорителем, и служит для разгрузки ЦП от рутинных операций по формированию изображения. ЦАП служит для преобразования потока данных, формируемых видеоконтроллером, в уровни интенсивности цвета, подаваемые па монитор. Мониторы используют аналоговый видеосигнал, поэтому возможный диапазон цветности изображения определяется только параметрами ЦАП. Большинство ЦАП имеют разрядность 8x3 — три канала основных цветов (красный, синий, зеленый, RGB), по 256 уровней яркости на каждый цвет, что в сумме дает 16.7 млн. цветов. Обычно ЦАП совмещен на одном кристалле с видеоконтроллером. Видео-ПЗУ — постоянное запоминающее устройство, в которое записаны видео BIOS, экранные шрифты, служебные таблицы и т. п. ПЗУ не используется видеоконтроллером напрямую — к нему обращается только центральный процессор, и в результате выполнения им программ из ПЗУ происходят обращения к видеоконтроллеру и видеопамяти. ПЗУ необходимо только для первоначального запуска адаптера и работы в режиме MS DOS; операционные системы с графическим интерфейсом, например Windows, не используют ПЗУ для управления адаптером. Видеокарта, видеоадаптер, видеоконтроллер, или адаптер дисплея, является устройством, непосредственно формирующим изображение на мониторе. Как и любой другой контроллер устройства, видеокарта может быть выполнена как внешнее или внутреннее (интегрированное, встроенное) на материнскую плату оборудование. Тип видеоконтроллера и его возможности определяют в конечном виде аппаратно достижимые и поддерживаемые режимы работы всей графической системы, скорость и качество формируемого на экране мониторов изображения. Видеокарта, выполненная как внешнее устройство, требует подключения к материнской плате в определенный слот. Интегрированная на материнскую плату видеокарта не требует подключения вообще, но может быть отключена в случае необходимости подключения внешней. Все видеокарты содержат видеобуфер, физические адреса которого находятся на плате адаптера, но входят в общее адресное пространство оперативной памяти компьютера. В нем хранится текстовая или графическая информация, выводимая на экран. Тип микросхем видеопамяти значительно влияет на производительность всей видеосистемы в целом. Так, обычные чипы динамической памяти DRAM не позволяют делать одновременно операции чтения и записи в область видеопамяти, а микросхемы VRAM (Video Random Access Memory) позволяют, что значительно ускоряет работу устройства. Основная функция видеокарты заключается в преобразовании цифровых данных видеобуфера в те сигналы, которые управляют монитором и формируют видимое пользователем изображение на экране. Графические режимы допускают отрисовку на экране монитора объектов произвольной формы и сложности. Общим принципом графических режимов является кодирование изображения как набора элементарных точек — пикселов, определяющих максимальное разрешение экрана. Выпускаются видеокарты с самыми различными графическими режимами (320x200,640x480, 800x600, 1024x768, 1280x1024, 1600x1200). В зависимости от числа бит на пиксел различают монохромные и цветные графические режимы с числом цветов 10 (4 бита на пиксел), 256 (8 бит на пиксел), 32 000 (12 бит на пиксел), 64 000 (16 бит на пиксел), 16 млн. (32 бита на пиксел) — режим True color. В зависимости от используемого графического режима и типа адаптера дисплея, цвета пикселов могут кодироваться разным количеством бит, что в конечном итоге определяет число одновременно отображаемых на экране цветов — цветовую палитру — и объем видеопамяти, необходимый для хранения картинки изображения.

     Современные видеокарты могут иметь до 64 МБ видеопамяти и более, что дает им возможность использовать графические видеорежимы с 16 млн. цветов (True color) и разрешением экрана до 1024x768 пикселов и выше. Скорость работы видеоадаптера — скорость отрисовки пикселов на экране — весьма разнообразна и зависит от его типа, видеорежима, используемой в адаптере видеопамяти и скорости работы и типа всей системы в целом.

     Современные видеоадаптеры в своем составе  имеют, как правило, контроллер и  процессор — графический сопроцессор системы. Разрядность контроллера и шипы данных между контроллером и видеопамятью может составлять 32 и 64 бита, что в первую очередь влияет на производительность устройства. Однако разрядность — признак, характеризующий четыре компонента видеосистемы — процессор, контроллер, микросхему памяти и соединяющую их шину данных. Теоретически, наивысшая производительность достигается при 64-раз-рядности всех четырех компонент. Однако использование таких видеорежимов сказывается на производительности всей системы и, следовательно, они забирают часть ресурсов компьютера, если у него не хватает видеопамяти. Для того чтобы видеокарта не забирала под свою работу системные ресурсы, нужно, чтобы у видеокарты имелось в наличии не менее 8 МБ видеопамяти. К важнейшим характеристикам видеокарты относят тип, вид; поддерживаемые видеорежимы (допустимые разрешения экрана, максимально возможное количество цветов). Поддерживаемые режимы энергетического сохранения и управления монитором. Поддержку аппаратных систем ускорения и акселерации вывода в текстовых и графических режимах. Акселерации отрисовки двухмерных 2D и трехмерных 3D изображений, заполнения фоном (текстурой) графических примитивов. Буферизации вывода растровых и других шрифтов. Разрядность контроллера и шины данных между контроллером и видеопамятью и др. Большинство указанных параметров зависят от типа и вида устройства.

     7. ЗВУКОВАЯ КАРТА

     Звуковые  адаптеры, или карты, — это устройства, позволяющие воспроизводить и записывать звук. Стандартные звуковые карты обычно бывают внутренние, вставляемые в разъем системной шины на материнской плате. К звуковым картам обычно можно подключить колонки, микрофон и игровой джойстик. Основные характеристики звуковых адаптеров — это качество звука (частотный диапазон воспроизведения и записи, стерео или монозвучание, наличие систем цифровой фильтрации), количество каналов воспроизведения и записи, разрядность шины данных, наличие синтезатора и число его голосов и др. Чем шире частотный диапазон звукового сигнала, тем чище и качественнее воспроизводимый и записываемый звук устройства. Наиболее распространены карты с диапазоном от 20 Гц до 25 КГц. Системы цифровой фильтрации позволяют достаточно существенно улучшить качество звучания и записи. Они могут быть одно- и многоканальными и иметь или не иметь программный интерфейс управления.

     Обычные звуковые карты, применяемые в домашних и офисных компьютерах, имеют один канал воспроизведения и один канал записи звука. Более мощные и дорогие устройства имеют несколько (2, 4, 6, 10 и более) каналов и позволяют осуществлять независимое воспроизведение, запись и наложение нескольких звуковых источников, а также полное раздельное управление каналами. Разрядность внутренних и внешних шин данных имеют прямое отношение к производительности и возможностям устройства. Выпускаются 8,16 и 32-разрядные карты, обеспечивающие возможности от примитивного монофонического до многоканального стереозвука и записи. Синтезатор представляет собой дополнительную систему создания звуковых эффектов. При помощи программируемых голосов синтезатора можно синтезировать звук благодаря специальным цифровым командам, что значительно уменьшает объем информации, необходимый для воспроизведения звука. Многие звуковые карты содержат звуковой вход аналогового сигнала для подключения выходного звукового CD-ROM, для обеспечения возможности проигрывания музыкальных компакт-дисков. Также они могут иметь слоты для подключения игровых адаптеров, позволяющих подключать джойстики и другие игровые манипуляторы. 
 
 
 
 
 
 

                                                        ЗАКЛЮЧЕНИЕ

     Современный компьютер имеет возможности вообразить  которые было немыслимо  еще несколько лет назад. Сегодня это решение повседневных задач, обучение, игры. Он прочно вошел в жизнь человека и представляет собой одно из самых значительных достижений человеческой мысли. Влияние Персонального компьютера на  развитие научно-технического прогресса трудно переоценить. Развитие современного мира немыслимо без участия высоких технологий,  ни в одной сфере человеческой деятельности невозможно обойтись без компьютеров. Рассмотренное нами устройство компьютера актуально лишь на сегодняшний момент, с каждым днем