В основе строения ПК лежат два важных принципа: магистрально-модульный принцип и принцип открытой архитектуры.

магистрально-модульный принцип Все части и устройства изготавливаются в виде отдельных блоков, информация между которыми передаётся по комплекту соединений, объединённых в магистраль. При этом общую схему ПК можно представить в следующем виде:

открытая архитектура Второй принцип построения ПК – – предполагает возможность сборки компьютера из независимо изготовленных частей, доступную всем желающим (подобно детскому конструктору).

Многие необходимые дополнительные устройства интегрированы в современные материнские (системные) платы: сетевая карта, внутренний модем, сетевой адаптер беспроводной связи Wi-Fi, контроллер IEEE 1394 для подключения цифровой видеокамеры, звуковая плата и др. Раньше эти устройства подключались к материнской плате с помощью слотов расширения и разъемов.

Чипсет. Важнейшей частью материнской платы является чипсет. Современные компьютеры содержат две основные большие микросхемы чипсета 1. контроллер-концентратор памяти, или Северный мост, который обеспечивает работу процессора с оперативной памятью и с видеоподсистемой; 2. контроллер-концентратор ввода/вывода, или Южный мост, обеспечивающий работу с внешними устройствами.

Пропускная способность шины. Быстродействие процессора, оперативной памяти и периферийных устройств существенно различается. Быстродействие устройства зависит от тактовой частоты обработки данных (измеряется в МГц) и разрядности, т. е. количества битов данных, обрабатываемых за один такт. (Такт это промежуток времени между подачами электрических импульсов, синхронизирующих работу устройств компьютера.) Соответственно, скорость передачи данных (пропускная способность) соединяющих эти устройства шин также должна различаться. пропускная способность шины = =разрядность шины × частота шины.

Системная шина Между Северным мостом и процессором данные передаются по системной шине (FSB от англ. FrontSide Bus). Однако между Северным мостом и процессором эффективная частота передачи данных в 4 раза выше. Если частота системной шины 400 МГц, то процессор может получать и передавать данные с частотой 400 МГц 4 = 1600 МГц. Так как разрядность системной шины равна разрядности процессора и составляет 64 бита, то пропускная способность системной шины равна: 64 бита 1600 МГц = Мбит/с = = 100 Гбит/с = 12,5 Гбайт/с.

Частота процессора. количеством бит, которые процессор может обработать одновременно; В процессоре используется внутреннее умножение частоты, поэтому частота процессора в несколько раз больше, чем частота системной шины. Например, в современных процессорах используется коэффициент умножения частоты 8. Это означает, что процессор за один такт шины способен генерировать 8 своих внутренних тактов и, следовательно, частота процессора составляет 400 МГц 8 = 3200 МГц = 3,2 ГГц.

Шина памяти Обмен данными между северным мостом и оперативной памятью производится по шине памяти, частота которой может быть больше (например, в 4 раза), чем частота системной шины. У современных модулей памяти частота шины памяти может составлять 400 МГц 4 = 1600 МГц, Т. е. оперативная память получает данные с такой же частотой, что и процессор. Так как разрядность шины памяти равна разрядности процессора и составляет 64 бита, то пропускная способность шины памяти также равна: 64 бита 1600 МГц = Мбит/с == 100 Гбит/с = = 12,5 Гбайт/с = Мбайт/с.

Шина PCI Express связывает видеопамять с процессором и оперативной памятью. Пропускная способность этой шины может достигать 32 Гбайт/с. К видеоплате с помощью аналогового разъема VGA или цифрового разъема DVI подключается монитор или проектор.

Шина SATA Устройства внешней памяти (жесткие диски, CD- и DVD-дисководы) подключаются к южному мосту по шине SATA (англ. Serial Advanced Technology Attachment последовательная шина подключения накопителей), скорость передачи данных по которой может достигать 300 Мбайт/с.

Шина USB Для подключения принтеров, сканеров, цифровых камер и других периферийных устройств обычно используется шина USB (Universal Serial Bus универсальная последовательная шина). Эта шина обладает пропускной способностью до 60 Мбайт/с и обеспечивает подключение к компьютеру одновременно до 127 периферийных устройств

Увеличение производительности процессора. Увеличение производительности процессоров за счет увеличения частоты имеет свой предел из-за тепловыделения. Выделение процессором теплоты Q пропорционально потребляемой мощности Р, которая, в свою очередь, пропорциональна квадрату частоты v : Q ~ Р ~ Увеличение производительности процессора, а значит и компьютера, достигается за счет увеличения количества ядер процессора (арифметических логических устройств). место одного ядра процессора используются два или четыре ядра, что позволяет распараллелить вычисления и повысить производительность процессора.

В чем состоит магистрально-модульный принцип построения компьютера? Какие устройства обмениваются информацией через Северный мост? Какие устройства обмениваются информацией через Южный мост? В каком направлении развивается архитектура процессоров? Д/З: &1.1 Вопросы.

Практическая работа 1.2 Цель работы. Научиться получать сведения об архитектуре компьютера и отдельных его устройствах.

Информационная и диагностическая программа, которая предоставляет подробнейшую информацию об аппаратном и программном обеспечении компьютера. В процессе работы Sandra тестирует компьютер и сравнивает полученные результаты с эталонными данными. Предусмотрена возможность проверки работы компьютеров и проведения тестирования в локальной сети. Используя программу Сандра, пользователь получает информацию о процессоре, чипсете, видеоадаптере, портах, принтерах, звуковой карте, памяти, сети, процессах Windows, AGP, PCIe, соединениях ODBC, USB2, 1394/Firewire, и т.д. Предоставляемые программой данные весьма обширны, например, для тестирования видеокарты тут представлено сразу несколько тестов: тест скорости рендеринга видеокарты, тест памяти видеоадаптера, тест производительности графического процессора, тест производительности и пропускной способности.

Запустить программу тестирования компьютера SiSoftware Sandra командой [Программы-SiSoftware-SiSoftware Sandra].

Перейдем на вкладку Устройства Выбираем устройства о которых хотелось бы получить сведения Например: Информация о системе

В появившемся диалоговом окне с помощью полос прокрутки выбрать интересующие сведения. Для данного компьютера получим: скорость системной шины 134 МГц; эффективная скорость системной шины 536 МГц; скорость шины памяти 268 МГц.

Выбрать пункт Процессоры. В появившемся диалоговом окне с помощью полос прокрутки выбрать интересующие сведения. Для данного компьютера получим:одно ядро; частота процессора 2,68 ГГц; частота системной шины 100 МГц; коэффициент умножения частоты процессора 20.