Компоненты ПК

  

                               Материнская плата 

     Материнская плата – единственный компонент ПК, который всегда содержится в компьютере. Именно она несет основные функции по объединению абсолютно всех компонентов ПК в согласованно работающее устройство.

     Материнская плата – это не просто конструктивный элемент; как правило, именно ее функциональность определяет «мощность» компьютера. В ее состав входят все базовые компоненты, которые обеспечивают работу остальных подсистем ПК.

     Самыми главными из которых являются

     - так называемый «чипсет»;

     -  BIOS;

     - набор системных шин;

     - разъем процессора;

     - ряд других (вспомогательных) подсистем, которые обеспечивают

удобство и  функциональность конкретной материнской  платы: подсистема

электропитания, подсистема мониторинга физических и электрических параметров

и т.д.

    

                                      Что такое Chipset? 

     Chip Set - набор микросхем. Это одна или несколько микросхем, специально

разработанных для "обвязки" микропроцессора. Они содержат в себе контроллеры прерываний, прямого доступа к памяти, таймеры, систему управления памятью и шиной - все те компоненты, которые в целом и обеспечивают согласованную работу всех аппаратных средств ПК. Обычно в одну из микросхем набора входят также часы реального времени с CMOS-памятью и иногда – клавиатурный контроллер, однако эти блоки могут присутствовать и в виде отдельных чипов. В последних разработках

в состав микросхем  наборов для интегрированных  плат

стали включаться и контроллеры внешних устройств, а так же подсистемы

мониторинга физических параметров.

Тип набора в  основном определяет функциональные возможности  платы: типы

поддерживаемых  процессоров, структура/объем кэша, возможные сочетания типов и

объемов модулей памяти, поддержка режимов энергосбережения, возможность

программной настройки  параметров и т.п. На одном и том  же наборе может

выпускаться несколько  моделей системных плат, от простейших до довольно

сложных – с  интегрированными контроллерами портов, дисков, видео и т.п.

    

Что такое BIOS? 

Это Basic Input/Output System - базовая система ввода/вывода, зашитая  в ПЗУ

(«постоянное  запоминающее устройство» - отсюда  и название ROM BIOS). Она

представляет  собой набор программ проверки и  обслуживания аппаратуры

компьютера, и  выполняет роль посредника между DOS и аппаратурой. BIOS

получает управление при включении и сбросе (reset) системной  платы, тестирует

саму плату  и основные блоки компьютера (как  правило – лишь наличие) -

видеоадаптер, клавиатуру, контроллеры дисков и портов ввода/вывода,

настраивает Chipset платы и запускает загрузку операционной системы. При

работе под DOS/Windows BIOS управляет основными устройствами, при работе под

OS/2, UNIX, Window 9x/NT/2000/XP BIOS практически не используется, выполняя

лишь начальную  проверку оборудования и настройку  чипсета.

    

Что такое кэш? 

Cache (запас) в  контексте терминов материнской  платы обозначает

быстродействующую буферную память между процессором  и основной памятью. Кэш

служит для  частичной компенсации разницы в скорости процессора и основной

памяти –  там хранятся наиболее часто используемые данные. Когда процессор

первый раз  обращается к ячейке памяти, ее содержимое параллельно копируется в

кэш, и в случае повторного обращения в скором времени  может быть с гораздо

большей скоростью  выбрано из малого, но очень быстродействующего кэша, чем из

относительно  медленной основной памяти.

    

Типоразмеры (форм-факторы) материнских плат 

На сегодняшний  день существует четыре преобладающих  типоразмера материнских

плат – AT, ATX, LPX и NLX. Кроме того, есть уменьшенные варианты формата AT

(Baby-AT), ATX (Mini-ATX, microATX) и NLX (microNLX). Более того, недавно

выпущено расширение к спецификации microATX, добавляющее  к этому списку новый

форм-фактор – FlexATX и Mini-ITX. Мы рассмотрим только первые два: AT и ATX

как самые распространённые.

    

AT 

Форм-фактор АТ делится на две, отличающиеся по размеру  модификации - AT и

Baby AT. Размер  полноразмерной AT платы достигает  до 12" в ширину, а это

значит, что такая  плата вряд ли поместится в большинство сегодняшних

корпусов. Монтажу  такой платы наверняка будет  мешать отсек для дисководов и

жестких дисков и блок питания. Кроме того, расположение компонентов платы на

большом расстоянии друг от друга может вызывать некоторые  проблемы при работе

на больших  тактовых частотах. Поэтому после  материнских плат для процессора

386, такой размер  уже не встречается.

Таким образом  единственные материнские платы, выполненные  в форм-факторе AT,

доступные в  широкой продаже, это платы соответствующие форматы Baby AT.

Размер платы Baby AT 8.5" в ширину и 13" в длину. В принципе, некоторые

производители могут уменьшать длину платы  для экономии материала или по

каким-то другим причинам. Для крепления платы  в корпусе в плате сделаны  три

ряда отверстий.

Все AT платы имеют  общие черты. Почти все имеют  последовательные и

параллельные  порты, присоединяемые к материнской  плате через соединительные

планки. Они также  имеют один разъем клавиатуры, впаянный на плату в задней

части. Гнездо под  процессор устанавливается на передней стороне платы. Слоты

SIMM и DIMM находятся  в различных местах, хотя почти  всегда они расположены в

верхней части  материнской платы.

Сегодня этот формат плавно сходит со сцены. Часть фирм еще выпускает

некоторые свои модели в двух вариантах – Baby AT и ATX, но это происходит все

реже и реже. Тем более что все больше новых  возможностей, предоставляемых

операционными системами, реализуются только на ATX материнских платах. Не

говоря уже  просто об удобстве работы – так, чаще всего на Baby AT платах все

коннекторы собраны  в одном месте, в результате чего либо кабели от

коммуникационных  портов тянутся практически через  всю материнскую плату к

задней части  корпуса, либо от портов IDE и FDD – к  передней. Гнезда для

модулей памяти, заезжающие чуть ли не под блок питания. При ограниченности

свободы действий внутри весьма небольшого пространства MiniTower, это, мягко

говоря, неудобно. Вдобавок, неудачно решен вопрос с  охлаждением – воздух не

поступает напрямую к самой нуждающейся в охлаждении части системы –

процессору.

    

ATX 

Неудивительно, что форм-фактор ATX во всех его модификациях стал самым

популярным. И  никто не может сказать, что она  необоснованна. Спецификация

ATX, предложенная Intel еще в 1995 году, нацелена как  раз на исправление всех

тех недостатков, что выявились со временем у форм-фактора AT. А решение, по

сути, было очень  простым – повернуть Baby AT плату  на 90 градусов, и внести

соответствующие поправки в конструкцию. К тому моменту  у Intel уже был опыт

работы в этой области – форм-фактор LPX. В ATX как раз воплотились лучшие

стороны и Baby AT и LPX: от Baby AT была взята расширяемость, а от LPX –

высокая интеграция компонентов. Вот что получилось в результате:

·                     Интегрированные разъемы портов ввода-вывода. На всех

современных платах коннекторы портов ввода-вывода присутствуют на плате,

поэтому вполне естественным выглядит решение расположить  на ней и их разъемы,

что приводит к  довольно значительному снижению количества соединительных

проводов внутри корпуса. К тому же, заодно среди традиционных параллельного и

последовательного портов, разъема для клавиатуры, нашлось место и для

новичков –  портов PS/2 и USB. Кроме всего, в результате несколько снизилась

стоимость материнской  платы, за счет уменьшения кабелей в комплекте.

·                     Значительно увеличившееся удобство доступа к модулям

памяти. В результате всех изменений гнезда для модулей  памяти переехали

дальше от слотов для материнских плат, от процессора и блока питания. В

результате наращивание  памяти стало в любом случае минутным делом, тогда как

на Baby AT материнских  платах порой приходится браться  за отвертку.

·                     Уменьшенное расстояние между платой и дисками. Разъемы

контроллеров IDE и FDD переместились практически вплотную к подсоединяемым к

ним устройствам. Это позволяет сократить длину  используемых кабелей, тем

самым, повысив  надежность системы.

·                     Разнесение процессора и слотов для  плат расширения.

Гнездо процессора перемещено с передней части платы  на заднюю, рядом с блоком

питания. Это  позволяет устанавливать в слоты  расширения полноразмерные платы

- процессор им  не мешает. К тому же, решилась  проблема с охлаждением - теперь

воздух, засасываемый блоком питания, обдувает непосредственно  процессор.

·                     Улучшено взаимодействие с блоком питания. Теперь

используется  один 20-контактный разъем, вместо двух, как на AT платах. Кроме

того добавлена  возможность управления материнской  платой блоком питания –

включение в  нужное время или по наступлению определенного события,

возможность включения  с клавиатуры, отключение операционной системой, и т.д.

·                     Напряжение 3.3 В. Теперь напряжение питания 3.3 В,

весьма широко используемое современными компонентами системы (взять хотя бы

карты PCI) поступает из блока питания. В AT-платах для его получения

использовался стабилизатор, установленный на материнской  плате. В ATX-платах

необходимость в нем отпадает.

    

microATX 

Форм-фактор ATX разрабатывался еще в пору расцвета Socket7 систем, и многое в

нем сегодня  несколько не соответствует времени. Например, типичная комбинация

слотов, из расчета  на которую составлялась спецификация, выглядела как 3

ISA/3 PCI/1 смежный.  Несколько неактуально не сегодняшний  день, не так ли?

ISA, отсутствие AGP, AMR, и т.д. Опять же, в любом случае, 7 слотов не

используются  в 99 процентах случаев, особенно сегодня, с такими чипсетами как

MVP4, SiS 620, i810, и  прочими готовящимися к выпуску  подобными продуктами. В

общем, для дешевых PC ATX – пустая трата ресурсов. Исходя из подобных

соображений в  декабре 1997 года и была представлена спецификация формата

microATX, модификация  ATX платы, рассчитанная на 4 слота  для плат расширения.

По сути, изменения, по сравнению с ATX, оказались минимальными. До 9.6 x

9.6’’ уменьшился размер платы, так что она стала полностью квадратной,

уменьшился размер блока питания. Блок разъемов ввода/вывода остался

неизменным, так  что microATX плата может быть с минимальными доработками

использована  в ATX 2.01 корпусе.

    

Процессор 

Самым главным элементом в компьютере, его "мозгом", является микропроцессор -

небольшая (в  несколько сантиметров) электронная  схема, выполняющая все

вычисления и  обработку информации. Микропроцессор умеет производить сотни

различных операций и делает это со скоростью в несколько десятков или даже

сотен миллионов  операций в секунду. В компьютерах  типа IBM PC используются

микропроцессоры фирмы Intel, а также совместимые  с ними микропроцессоры

других фирм (AMD, Cyrix, IBM и др.).

В технической  литературе, пресс-релизах, а также в предварительных анонсах

разработчиков и производителей нередко используются кодовые наименования

процессоров и  их архитектур. Однако после официального объявления эти же

изделия становятся известны уже под другими именами. При этом из

маркетинговых соображений процессорам, созданным по разной технологии и

имеющим отличия  в архитектуре своих ядер, часто  присваиваются одинаковые

имена. Такое  положение вещей дезорганизует  не только начинающих

пользователей, но нередко и специалистов.

    

Оперативная память 

Следующим очень  важным элементом компьютера является оперативная память.

Именно из нее  процессор берет программы и  исходные данные для обработки, в

нее они записывают полученные результаты. Название "оперативная" эта память

получила потому, что она работает очень быстро, так что процессору не

приходится ждать  при чтении данных из памяти или  записи в память.

Предназначена для оперативной записи, хранения и считывания информации

(программ и  данных), непосредственно участвующей  в информационно-

вычислительном  процессе, выполняемом ПК в текущий  период времени. Главными

достоинствами оперативной памяти являются ее высокое  быстродействие и

возможность обращения  к каждой ячейке памяти отдельно (прямой адресный

доступ к ячейке). В качестве недостатка ОЗУ следует отметить невозможность

сохранения информации в ней после выключения пи­тания машины

(энергозависимость).

Модули памяти могут быть выполнены в виде SIPP (Single In-line Pin Package),

SIMM (Single In-line Memory Module), DIMM (Dual In-line Memory Module) или SO

DIMM (Small Outline DIMM). Наиболее употребительны сегодня  модули DIMM. SO

DIMM чаще используется  в ноутбуках. Выводы (контакты) модулей  памяти могут

быть позолочены или с оловянным покрытием  в зависимости от материала, из

которого выполнен слот для памяти. Для лучшей совместимости следует

стремиться использовать модули памяти и слоты с покрытием  из одинакового

материала.

    

Видеоподсистема 

Устройство, которое  называется видеоадаптером, есть в  каждом компьютере. В

виде устройства, интегрированного в системную плату, либо в качестве

самостоятельного  компонента. Главная функция, выполняемая  видеокартой, -

преобразование  полученной от центрального процессора информации и команд в

формат, который  воспринимается электроникой монитора, для создания

изображения на экране. Монитор обычно является неотъемлемой частью любой

системы, с помощью  которого пользователь получает визуальную информацию.

Таким образом, связку видеоадаптера и монитора можно назвать видеоподсистемой

компьютера.

То, как эти  компоненты справляются со своей работой, и в каком виде

пользователь  получает видеоинформацию, включая  графику, текст, живое видео,

влияет на производительность как самого пользователя и его  здоровье, так и на

производительность  всего компьютера в целом.

    

Видеокарта 

Прежде чем  стать изображением на мониторе, двоичные цифровые данные

обрабатываются  центральным процессором, затем  через шину данных направляются

в видеоадаптер, где они обрабатываются и преобразуются  в аналоговые данные и

уже после этого  направляются в монитор и формируют изображение. Сначала

данные в цифровом виде из шины попадают в видеопроцессор, где они начинают

обрабатываться. После этого обработанные цифровые данные направляются в

видеопамять, где  создается образ изображения, которое  должно быть выведено на

дисплее.

Затем, все еще  в цифровом формате, данные, образующие образ, передаются в

RAMDAC, где они  конвертируются в аналоговый  вид, после чего передаются  в

монитор, на котором  выводится требуемое изображение.

Самым распространенным на сегодняшний день методом оптимизации работы

видеоадаптеров  является применение повышенной тактовой частоты, на которой

работает графический  процессор, видеопамять и RAMDAC, что  позволяет увеличить

скорость обмена информацией между компонентами платы.

Несколько лет назад графические процессоры работали с тактовой частотой,

значения которой  не превышали скорости работы шины системной памяти на

материнской плате. Теперь ситуация изменилась: например, видеопроцессоры и

видеопамять (DDR II) работают на тактовой частоте до 1GHz, а RAMDAC – до

600МГц.

    

Монитор 

Монитор (дисплей) компьютера IBM PC предназначен для вывода на экран

текстовой и  графической информации. Мониторы бывают цветными и монохромными.

Они могут работать в одном из двух режимов: текстовом  и графическом.

Сегодня самый  распространенный тип мониторов - это CRT (Cathode Ray Tube)-

мониторы. Как  видно из названия, в основе всех подобных мониторов лежит

катодно-лучевая  трубка, но это дословный перевод, технически правильно

говорить "электронно-лучевая трубка" (ЭЛТ). Используемая в этом типе

мониторов технология была создана много лет назад  и первоначально создавалась

в качестве специального инструментария для измерения переменного  тока, проще

говоря, для осциллографа. Развитие этой технологии, применительно к созданию

мониторов, за последние  годы привело к производству все  больших по размеру

экранов с высоким  качеством и при низкой стоимости. Сегодня найти в магазине

14" монитор  очень сложно, а ведь года три-четыре  назад это был стандарт.

Сегодня стандартными являются 15" мониторы, и наблюдается явная тенденция в

сторону 17" экранов. Скоро 17" мониторы станут стандартным  устройством,

особенно в  свете существенного снижения цен  на них, а на горизонте уже 19"

мониторы и  более.

LCD (Liquid Crystal Display, жидкокристаллические мониторы) сделаны из

вещества, которое  находится в жидком состоянии, но при этом обладает

некоторыми свойствами, присущими кристаллическим телам. Фактически, это

жидкости, обладающие анизотропией свойств (в частности, оптических),

связанных с  упорядоченностью в ориентации молекул. Жидкие кристаллы были

открыты давным-давно, но изначально они использовались для  других целей.

Молекулы жидких кристаллов под воздействием электричества  могут изменять свою

ориентацию и  вследствие этого изменять свойства светового луча проходящего

сквозь них. Основываясь  на этом открытии и в результате дальнейших

исследований, стало  возможным обнаружить связь между  повышением

электрического  напряжения и изменением ориентации молекул кристаллов для

обеспечения создания изображения. Первое свое применение жидкие кристаллы

нашли в дисплеях для калькуляторов и в кварцевых  часах, а затем их стали

использовать  в мониторах для портативных  компьютеров. Сегодня, в результате

прогресса в  этой области, начинают получать все большее распространение LCD-

мониторы для  настольных компьютеров.

    

Жесткий диск

 Жесткий диск  –

информационный  склад компьютера, по-английски – HDD – Hard Disk Drive или

просто винчестер  – это наиболее массовое запоминающее устройство большой

емкости, в котором носителями информации являются круглые алюминиевые пластины

– платтеры, обе  поверхности которых покрыты  слоем магнитного материала.

Используются  для постоянного хранения информации – программ и данных.  

Технологии Жестких  Дисков:

 

IDE (Integrated

Drive Electronics) 

Встроенная Электроника  Диска - любой диск со встроенным контроллером. Это

означает, что  большинство схем по управлению диском встроено в "IDE Диск", а

не в контроллер. Многие из нас считают, что любой ATA диск должен быть "IDE

Диск".

    

ATA (Advanced Technology Attachment) 

Технология Улучшенного  Соединения. ATA диски - подкласс IDE дисков, которые

используют шлейф  с 40 или 80 контактами. Серия интерфейсов  и протоколов,

используемых  для организации доступа к  жестким дискам в компьютерах. Часто

ATA сопоставляют (даже если это и неправильно)  с IDE (ATA диск = IDE диск).

    

PIO Mode (Programmed I/O Mode) 

Программируемый ввод/вывод. Определяет режим ввода/вывода для установленного

ATA диска. Говоря  проще, это означает скорость работы шины. Более высокий