Структурна схема ПК

Основним пристроєм ПК є материнська плата, яка визначає його конфігурацію. Всі пристрої ПК підключаються до цієї плати за допомогою роз’ємів розташованих на цій платі. З’єднання всіх пристроїв у єдину систему забезпечується за допомогою системної магістралі (шини), що є лініями передачі даних, адрес і управління.

Ядро ПК утворюють процесор (центральний мікропроцесор) і основна пам’ять, що складається з оперативної пам’яті і постійного пристрою (ПЗП), що запам’ятовує, або перепрограмовуваного постійного пристрою ППЗП, що запам’ятовує. ПЗП призначається для запису і постійного зберігання даних. Підключення всіх зовнішніх пристроїв: клавіатури, монітора, зовнішніх ЗП, миші, принтера тощо. забезпечується через контролери, адаптери, карти. Контролери, адаптери або карти мають свій процесор і свою пам’ять, тобто є спеціалізованим процесором.

Рис. 2.1. Структурна схема ПК

Мікропроцесор

Центральний мікропроцесор (невелика мікросхема, що виконує всі обчислення і обробку інформації) – це ядро ПК. У комп’ютерах типа IBM PC використовуються мікропроцесори фірми Intel і сумісні з ними мікропроцесори інших фірм.

Компоненти мікропроцесора:

– АЛП виконує логічні і арифметичні операції;

– Пристрій управління управляє всіма пристроями ПК;

– Регістри використовуються для зберігання даних і адрес;

– Схема управління шиною і портами – здійснює підготовку пристроїв до обміну даними між мікропроцесором і портом введення – виведення, а також управляє шиною адреси і управління.

Основні характеристики процесора:

– Розрядність – число двійкових розрядів, що одночасно обробляються при виконанні однієї команди. Більшість сучасних процесорів – це 32 – розрядні процесори, але випускаються і 64 - розрядні процесори.

– Тактова частота – кількість циклів роботи пристрою за одиницю часу. Чим вище тактова частота, тим вище продуктивність.

– Наявність вбудованого математичного співпроцесора.

– Наявність і розмір Кеш- пам’яті.

Оперативна пам’ять

Оперативний запам’ятовуючий пристрій (ОЗП або RAM) - область пам’яті, призначена для зберігання інформації протягом одного сеансу роботи з комп’ютером. Конструктивно ОЗП виконано у вигляді інтегральних мікросхем. Із нього процесор прочитує програми і початкові дані для обробки в свої регістри, в нього записує отримані результати. Назву “оперативна” ця пам’ять отримала тому, що вона працює дуже швидко, в результаті процесору не доводиться чекати при читанні або записі даних в пам’ять. Проте швидкодія ОЗП нижча за швидкодію регістрів процесора, тому перед виконанням команд процесор переписує дані з ОЗП у регістри. За принципом дії розрізняють динамічну пам’ять і статичну. Елементи динамічної пам’яті є мікроконденсатори, які накопичують заряд на своїх обкладинках. Елементи статичної пам’яті є тригери, які можуть знаходитися в двох стійких станах. Основні параметри, які характеризують ОЗП, – це місткість і час звернення до пам’яті. ОЗП типу DDR SDRAM (синхронна пам’ять із подвійною швидкістю передачі даних) вважається найбільш перспективною для ПК.

Кеш-пам’ять

Комп’ютеру необхідно забезпечити швидкий доступ до оперативної пам’яті, інакше мікропроцесор простоюватиме, і швидкодія комп’ютера зменшиться. Тому сучасні комп’ютери оснащуються Кеш-пам’яттю або надоперативною пам’яттю. За наявності Кеш-пам’яті дані з ОЗП спочатку переписуються в неї, а потім у регістри процесора. При повторному зверненні до пам’яті спочатку проводиться пошук потрібних даних в Кеш-пам’яті і необхідні дані з Кеш-пам’яті переносяться в регістри, тому підвищується швидкодія.

Контролери

Тільки та інформація, яка зберігається в ОЗП, доступна процесору для обробки. Тому необхідно, щоб в його оперативній пам’яті знаходилися програма і дані. У ПК інформація із зовнішніх пристроїв (клавіатури, жорсткого диска тощо) пересилається в ОЗП, а інформація (результати виконання програм) з ОЗП також виводиться на зовнішні пристрої (монітор, жорсткий диск, принтер тощо). Таким чином, у комп’ютері повинен здійснюватися обмін інформацією (уведення-виведення) між оперативною пам’яттю і зовнішніми пристроями. Пристрої, які здійснюють обмін інформацією між оперативною пам’яттю і зовнішніми пристроями називаються контролерами або адаптерами, іноді картами. Контролери, адаптери або карти мають свій процесор і свою пам’ять, тобто є спеціалізованим процесором. Контролери або адаптери (схеми, керівники зовнішніми пристроями комп’ютера) знаходяться на окремих платах, які вставляються в уніфіковані роз’єми (слоти) на материнській платі