Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Для рассмотрения конструкции ПЭВМ необходимо знать некоторую терминологию. Приведена в [2].
PC – это комплекс технических средств, предназначенный для автоматической обработки информации в процессе решения вычислительных задач.
По принципу действия PC бывают аналоговые, цифровые и гибридные.
В аналоговых системах переменные представлены физическими непрерывными величинами – чаще всего величиной электрического напряжения.
Аналоговые компьютеры бывают с прямой и с операторной аналогией.
Под цифровой ЭВС будем понимать сложное устройство, воспринимающее различные виды информации в форме данных, представленных в цифровой форме, хранящее эти данные и пересылающее их внутри системы по линиям связи, перерабатывающее их с большим быстродействием (скоростью) и выдающее результаты этих действий как информацию. ЦВС оперируют с величинами, представленными в цифровой форме, т.е. с числами.
Если ВС объединяет в себе как цифровые, так и аналоговые устройства, то она называется гибридной, но мы ниже будем рассматривать только архитектуру ЦВМ или ЦВС.
По этапам создания и используемой элементной базе PC условно делят на поколения:
I – 50-е годы XX века – на электронных лампах;
II – 60-е годы XX века – на транзисторах;
III – 70-е годы XX века – на ИС с сотнями и тысячами транзисторов в одном кристалле;
IV – 80-е годы XX века – на БИС с десятками тысяч транзисторов и СБИС с миллионами транзисторов в одном кристалле;
V – 90-е годы XX века – с десятками параллельно работающих микропроцессоров;
VI – конец 90-х годов XX века – многопроцессорные ЭВМ с предсказанием ветвлений, переименованием регистров, изменением порядка инструкций, поддержкой ММХ (multimedia extension – расширения для мультимедиа);
VII – начало XXI века – оптоволоконные.
По основным параметрам современные ЭВМ подразделяются на классы: суперЭВМ, большие ЭВМ, миниЭВМ и микроЭВМ. На базе микроЭВМ в 1971 году появились персональные ЭВМ (ПЭВМ).
Помимо фирмы Intel процессоры выпускают фирмы AMD, Cyrix и Texas Instruments Inc и др.
Основными параметрами PC являются производительность (миллион операций в секунду), ёмкость ОЗУ (Мбайт), ёмкость ВЗУ (Гбайт) и разрядность (бит).
Существует несколько поколений (или классов) персональных компьютеров, совместимых с IBM PC со следующими характерными особенностями:
Персональный компьютер выбирают в [8] по следующим основным характеристикам.
а) MIPS – Mega Instruction Per Second – миллион операций в секунду с фиксированной точкой;
б) MFLOPS – Mega Floating Operations Per Second – миллион операций в секунду над числами с плавающей точкой;
в) GFLOPS – Giga Floating Operations Per Second – миллиард операций в секунду над числами с плавающей точкой;
г) KOPS – Kilo Operations Per Second – тысяча неких усреднённых операций в секунду над числами;
д) iCOMP Index – Intel Comparative Microprocessor Performance – в этом случае используется смесь 16- и 32-битных операций четырёх категорий: целочисленных, с плавающей точкой, скорость обработки графики и видео (за базовый для отсчёта был взят процессор Intel 486 SX-25, т.к. у него iCOMP Index равен 100);
е) iCOMP Index 2.0 отличается своим набором показателей и весовыми коэффициентами (базовым для отсчёта был взят Pentium 120 МГц, т. к. в нём уже используются 32-битные операции и мультимедийный текст).
Остальные фирмы используют понятие P-Rating - они сравнивают свои процессоры с производительностью процессора Pentium соответствующей частоты.
Среди PC выбирают ту, которая больше подходит под нужные параметры. Иногда менее важно быстродействие, а более важен объём оперативной памяти или даже внешней памяти.
Конструктивные решения, заложенные в первую модель IBM PC образца 1981 года, без каких-либо сильных изменений дошли и до наших дней.
В классическом варианте исполнения PC состоит из системного блока, к которому подключаются видеомонитор с клавиатурой и все периферийные устройства.
В системном блоке расположена системная или материнская плата с установленными на ней центральными компонентами компьютера – процессором, оперативной памятью, вспомогательными схемами и щелевыми разъёмами – слотами, в которые можно устанавливать платы расширения.
В корпусе любого системного блока имеются отсеки для установки НЖМД и НГМД 3-дюймового и 5-дюймового форматов и блок питания. На задней стенке корпуса есть отверстия для разъёмов клавиатуры и некоторые другие, а также щелевые прорези, через которые из корпуса выходят внешние разъёмы, установленные на платах расширения. Платы (карты) расширения имеют краевой печатный разъём, которым они соединяются со слотами шины ввода/вывода, а металлическая скоба используется для закрепления платы на корпусе. На этой же скобе могут быть установлены дополнительные внешние разъёмы.
Габаритные и присоединительные размеры плат, способы их крепления и шины ввода/вывода унифицированы, что позволяет конструировать РС по своему усмотрению.
Рассмотрим по очереди все компоненты, входящие в системный блок, а затем и в сам компьютер.
1.5. ТИПЫ КОРПУСОВ PC
Описание составных частей РС начинаем с корпуса (Case) в [2]. Это не только «упаковочный ящик», но и функциональный элемент, защищающий компоненты РС от внешнего воздействия и являющийся основой для последующего расширения системы. Часть комплектующих его элементов можно заменять или добавлять, чтобы улучшить работу, быстродействие и увеличить память РС. Блок питания также расположен в корпусе, и в нём же есть кабели, позволяющие соединять добавляемые модули и соединять материнскую плату со всеми его элементами.
Корпус типа Slimline относится к числу компактных корпусов. В этот корпус устанавливается материнская плата только определённого размера (см. табл. 1) – это первый недостаток.
Таблица 1
Размеры материнских плат
|
Типы материнской платы |
Размеры, см |
|
Fullsize (полный размер) Halfsize (половинный размер) Baby–AT (детский размер) Mini–LP (мини – размер) LPX NLX Mini– NLX |
35,6*30,5 24,4*21,8 33,0*22,5 26,4*20,1 33,0*22,9 34,5*22,9 25,4*20,3 |
Другой недостаток этого корпуса – в нём использовано всё внутреннее пространство, а потому при замене какого-либо блока приходится разбирать практически весь системный блок РС. Третий недостаток – малая мощность вентилятора, которого не хватает для нормальной работы РС.
Размеры корпуса Slimline: высота 7 см, ширина 35 см и длина 45 см. Внутри можно разместить только один 3,5 дисковод, один 5,25 дисковод и один винчестер, но можно подсоединить ещё один внешний 5,25 дисковод. Для этого корпуса на платах не предусмотрено слотов расширения, потому для подключения видеоадаптера, контроллеров, звуковой карты и т.п. используется специальная карта расширения системной шины, называемая картой адаптера, с помощью которой можно установить от 3 до 5 дополнительных карт расширения. Блок питания мощностью не более 150 Вт. Для снятия крышки откручивают только 2 винта по бокам корпуса, иначе можно нарушить работу компьютера.
Корпус типа Desktop (письменный стол) был наиболее распространён до середины 90-х годов. Его самый существенный недостаток – занимает на столе много места. Его размеры: ширина и длина 45 см, высота 20 см. Имеет блок питания мощностью 150 – 250 Вт. Он оснащён тремя сменными блоками высотой 5,25 для расширения возможностей РС (для установки привода CD-ROM, стримера), может быть оснащён встроенной акустической системой. Используется в РС Macintosh. На лицевой панели расположены регуляторы громкости и баланса звука – стол освобождён от лишних проводов и акустической системы. Иногда ещё выведены регуляторы тембра и гнёзда для подключения микрофона и наушников. Открывается как Slimline.
Корпус типа Tower размещается под столом. Корпус легко открывается, так как состоит из двух вставленных друг в друга U-образных листов. Есть варианты с откидывающейся крышкой. Они бывают следующих типов:
а) Mini-Tower – габариты, как у Desktop, но перевёрнут на бок – есть два съёмных блока для FDD 5,25, два съёмных блока для FDD 3,5 и блок для винчестера, мощность блока питания 150 – 250 Вт (чаще всего приходится использовать специальный удлинитель для клавиатуры);
б) Midi-Tower – высота 50 см, есть 3 блока для FDD 5,25, остальные параметры, как в Mini-Tower;
в) Big-Tower ставят рядом или под столом, мощность, как и у Super-Big-Tower, выше, чем у Midi; в нём шесть отсеков для установки приводов 5,25 (например, FDD, CD-ROM, Zip), два отсека 3,5 и есть специальные встроенные рамы для установки 3,5, в отсек 5,25 также можно установить 3,5 привод, размеры: ширина 48 см, высота 63 см, длина 20 см. Но для жёсткого диска иногда требуется удвоенная высота;
г) Super-Big-Tower, высотой 73 см имеет две или три дополнительные монтажные рамы для приводов 5,25, а остальные параметры, как у Big-Tower.
Корпус Fileserver имеет размеры: высота 73 см, ширина 30–35 см, длина 55 см. Самый дорогой корпус. В нём восемь блоков для приводов 5,25, несколько – для 3,5. Можно разместить три вычислительные машины обычной конфигурации. Стоит на колёсиках. Используется в серверах, а потому на панели много оптических индикаторов для контроля работы. Мощность 350 Вт.
Стандарт ATX принят в 1995 году по предложению корпорации Intel. Форм-фактор материнской платы для него – ATX. Этот стандарт позволяет развернуть материнскую плату на 90, поэтому в слотах расширения можно использовать полноразмерные платы, а процессор оказывается под блоком питания и обдувается его вентилятором. Здесь все порты ввода/вывода располагаются на одной стороне материнской платы в один ряд и выходят на заднюю стенку корпуса, разъёмы интерфейсов дисководов и винчестеров расположены рядом с местами для приводов, поэтому более короткие кабели не путаются. Появилось много модификаций AT-корпусов типа Desktop, Mini-Tower, Tower, имеющих унифицированное расположение крепёжных отверстий для материнских плат различного типа. В нём появился программно отключаемый источник питания.