Устройство системного блока

Федеральное агентство по образованию
Курсовая работа
Системный блок
Принял
Выполнила
Шипунова Е.
Красноярск 2006
Оглавление

Цель
3
Общие сведения
3
Внутренние устройства системного блока
4
Материнская плата
4
Жесткий диск
4
Дисковод гибких дисков
5
Дисковод компакт-дисков CD-ROM
5
Видеокарта (видеоадаптер)
5
Звуковая карта
6
Системы, расположенные на материнской плате
6
Оперативная память
6
Процессор
7
Микросхема ПЗУ и система BIOS
9
Шинные интерфейсы материнской платы
9


ЦЕЛЬ
Целью написания данного реферата является изучение внутренностейсистемного блока компьютера и их основных свойств и характеристик. Так жеполучить основы знаний о функционировании некоторых элементов.

Общие сведения
Системный блок представляет собойосновной узел, внутри которого установлены наиболее важные компоненты.Устройства, находящиеся внутри системного блока, называют внутренними, аустройства, подключаемые к нему снаружи, — внешними. Внешние дополнительныеустройства, предназначенные для ввода, вывода и дли­тельного хранения данных,также называют периферийными.
По внешнему виду системные блокиразличаются формой корпуса. Корпуса персо­нальных компьютеров выпускают вгоризонтальном (desktop) и вертикальном (tower) исполнении. Корпуса, имеющиевертикальное исполнение, различают по габаритам: полноразмерный (big tower),среднеразмерный (midi tower) и малоразмерный (mini tower). Среди корпусов,имеющих горизонтальное исполнение, выделяют плоские и особо плоские (slim).
Кроме формы, для корпуса важенпараметр, называемый форм-фактором. От него зависят требования к размещаемымустройствам. Прежним стандартом корпуса персональных компьютеров былформ-фактор Л Г, в настоящее время в основном используются корпуса форм-фактораАТХ. Форм-фактор корпуса должен быть обязательно согласован с форм-факторомглавной (системной) платы компьютера, так называемой материнской платы (см.ниже).
Корпуса персональных компьютеровпоставляются вместе с блоком питания и, таким образом, мощность блока питаниятакже является одним из параметров корпуса. Для массовых моделей достаточнойявляется мощность блока питания 250-300 Вт.

Внутренниеустройства системного блока
Материнская платаМатеринская плата — основная плата персонального компьютера. На ней разме-1 щаются: процессор — основная микросхема, выполняющая большинство математических
и логических операций; микропроцессорный комплект (чипсет) — набор микросхем, управляющих рабо­
той внутренних устройств компьютера и определяющих основные функцио­
нальные возможности материнской платы; шины — наборы проводников, по которым происходит обмен сигналами между
внутренними устройствами компьютера; оперативная память (оперативное запоминающее устройство, ОЗУ) — набор
микросхем, предназначенных для временного хранения данных, когда компью­
тер включен; ПЗУ (постоянное запоминающее устройство) — микросхема, предназначенная
для длительного хранения данных, в том числе и когда компьютер выключен; разъемы для подключения дополнительных устройств (слоты).
Устройства, входящие в составматеринской платы, рассмотрим отдельно.
Жесткий диск
Жесткий диск — основное устройство длядолговременного хранения большихобъемов данных и программ.На самом деле это не один диск, агруппа соосных дисков, имеющих магнитноепокрытие и вращающихся свысокой скоростью. Таким образом, этот«диск» имеет не две поверхности.
Над каждой поверхностьюрасполагается головка, предназначенная для чтения-записи данных. При высокихскоростях вращения дисков (90-250 об/с) в зазоре между головкой и поверхностью образуетсяаэродинамическая подушка, и головка парит над магнитной поверхностью на высоте,составляющей несколько тысячных долеймиллиметра. При изменении силы тока, протекающего через головку, происходит изменение напряженностидинамического магнитного поля в зазоре, что вызывает изменения в стационарном магнитном полеферромагнитных частиц, образующихпокрытие диска. Так осуществляется запись данных на магнитный диск.
Операция считывания происходит вобратном порядке. Намагниченные частицы покрытия,проносящиеся на высокой скорости вблизи головки, наводят в ней ЭДС самоиндукции. Электромагнитныесигналы, возникающие при этом, усиливаются и передаются на обработку.
Управлениеработой жесткого диска выполняет специальное аппаратно-логическое устройство — контроллержесткого диска. В прошлом оно представляло собой отдельную дочернюю плату, которуюподключали к одному из свободных слотов материнскойплаты. В настоящее время функции контроллеров дисков частично интегрированы в сам жесткий диск,а частично выполняются микросхемами, вхо­дящимив микропроцессорный комплект (чипсет).
Дисковод гибких дисков
Информация на жестком диске может храниться годами,однако иногда требуется ееперенос с одного компьютера на другой. Несмотря на свое название, жесткий диск является весьма хрупким прибором,чувствительным к перегрузкам, ударам итолчкам. Теоретически, переносить информацию с одного рабочего места на другое путем переноса жесткого диска возможно, и внекоторых случаях так и поступают, новсе-таки этот прием считается нетехнологичным, поскольку требует особой акку­ратности и определенной квалификации.
Для оперативного переносанебольших объемов информации используют так называемые гибкие магнитные диски (дискеты),которые вставляют в специальный накопитель— дисковод. Приемное отверстие накопителя находится на лицевой панелисистемного блока. Правильное направление подачи гибкого диска отмечено стрелкой на его пластиковом кожухе.
Основными параметрами гибкихдисков являются: технологический размер (измеря­ется в дюймах), плотность записи (измеряется вкратных единицах) и полная емкость.
Первый компьютер IBM PC (родоначальник платформы) былвыпущен в 1981 году. К нему можно былоподключить внешний накопитель, использующий односто­ронние гибкие диски диаметром 5,25 дюйма. Емкостьдиска составляла 160 Кбайт. Вследующем году появились аналогичные двусторонние диски емкостью 320Кбайт. Начиная с 1984 года выпускались гибкие диски 5,25 дюйма высокой плотности (1,2 Мбайт). В наши дни диски размером 5,25 дюйма неиспользуются, так что производство иприменение соответствующих дисководов практически прекратилось с середины 90-х годов.
Гибкие диски размером 3,5 дюйма выпускают с1980 года. Односторонний диск обычнойплотности имел емкость 180Кбайт, двусторонний — 360 Кбайт, а двусторонний двойной плотности — 720 Кбайт. Ныне стандартными считают диски разме­ром 3,5 дюйма высокой плотности. Они имеютемкость 1440 Кбайт (1,4 Мбайт) и маркируютсябуквами HD(high density — высокая плотность).
Дисковод компакт-дисков CD-ROM
В период 1994-1995 годов вбазовую конфигурацию персональных компьютеров перестали включать дисководыгибких дисков диаметром 5,25 дюйма, но вместо них стандартной стала считаться установка дисковода CD-ROM, имеющего такие же внешние размеры.
Аббревиатура CD-ROM (Compact Disc Read-Only Memory) перево­дится на русский язык как посто­янное запоминающее устройство на основе компакт-диска. Прин­цип действия этого устройства состоит в считывании числовых данных с помощью лазерного луча, отражающегося от поверх­ности диска. Цифровая запись накомпакт-диске отличаетсяот записи на магнитных дисках очень высокой плотностью, и стандартный компакт-диск может хранить примерно 650 Мбайт данных.
Большие объемы данных характерныдля мультимедийной информации (графика, музыка, видео), поэтому дисководы CD-ROM относят к аппаратным средствам мультимедиа. Программныепродукты, распространяемые на компакт-дисках, назы­вают мультимедийнымиизданиями. Сегодня мультимедийные издания завоевы­вают все более прочное местосреди других традиционных видов изданий. Так, например, существуют книги, альбомы, энциклопедии идаже периодические изда­ния(электронные журналы), выпускаемые на CD-ROM.
Основным недостатком стандартныхдисководов CD-ROM является невозможность записи данных, но параллельно сними сегодня существуют и устройства записи компакт-дисков — дисководы CD-RW. Для записи используютсяспециальные заго­товки.Некоторые из них допускают только однократную запись (после записи диск превращается в обычныйкомпакт-диск CD-ROM, доступный только для чтения), дру­гие позволяют стереть ранеезаписанную информацию и выполнить запись заново.
Основнымпараметром дисководов CD-ROM является скорость чтения данных.Она измеряется вкратных долях. За единицу измерения принята скорость чтения музы­кальных компакт-дисков,составляющая в пересчете на данные 150 Кбайт/с.
Видеокарта (видеоадаптер)
Совместно с монитором видеокартаобразует видеоподсистему персонального ком­пьютера. Видеокарта не всегдабыла компонентом ПК. На заре развития персональ­ной вычислительной техники в общей областиоперативной памяти существовала небольшаявыделенная экранная область памяти, в которую процессор заносил данные об изображении.Специальный контроллер экрана считывал данные о ярко­сти отдельных точек экрана из ячеекпамяти этой области и в соответствии с ними управлял разверткой горизонтального луча электроннойпушки монитора.
С переходом от черно-белыхмониторов к цветным и с увеличением разрешения экрана (количества точек по вертикали игоризонтали) области видеопамяти стало недостаточнодля хранения графических данных, а процессор перестал справляться с построением и обновлениемизображения. Тогда и произошло выделение всех операций, связанных с управлением экраном, вотдельный блок, получивший назва­ниевидеоадаптер. Физически видеоадаптер выполнен в виде отдельной дочернейплаты, которая вставляется в один изслотов материнской платы и называется видео­картой. Видеоадаптер взял на себя функциивидеоконтроллера, видеопроцессора и видеопамяти.
За время существованияперсональных компьютеров сменилось несколько стандар­тов видеоадаптеров: MDA (монохромный)] CGA (4 цвета)', EGA (16 цветов); VGA (256 цветов). В настоящеевремя применяются видеоадаптеры SVGA, обеспечива­ющие по выбору воспроизведение до16,7 миллионов цветов с возможностью про­извольноговыбора разрешения экрана из стандартного ряда значений (640x480,800x600,1024x768, 1152x864; 1280x1024 точек и далее).
Разрешение экрана является одним из важнейших параметроввидеоподсистемы. Чемоно выше, тем больше информации можно отобразить на экране, но тем меньше размер каждой отдельной точки и,соответственно, тем меньше видимый размер элементовизображения.

Звуковая карта
Звуковая карта явилась одним изнаиболее поздних усовершенствований персо­нальногокомпьютера. Она устанавливается в один из разъемов материнской платы в виде дочерней карты и выполняетвычислительные операции, связанные с обработ­кой звука, речи, музыки. Звук воспроизводится черезвнешние звуковые колонки, подключаемыек выходу звуковой карты. Специальный разъем позволяет отправить звуковой сигнал на внешний усилитель. Имеется такжеразъем для подключения микрофона, чтопозволяет записывать речь или музыку и сохранять их на жестком диске для последующей обработки и использования.
Основным параметром звуковойкарты является разрядность, определяющая коли­чество битов, используемых припреобразовании сигналов из аналоговой в цифро­вую форму и наоборот. Чем выше разрядность, темменьше погрешность, связанная с оцифровкой, тем выше качество звучания.Минимальным требованием сегодняш­негодня являются 16 разрядов, а наибольшее распространение имеют 32-разряд­ные и 64-разрядные устройства.
В области воспроизведения звука наиболее сложнообстоит дело со стандартиза­цией. В отсутствие единых централизованныхстандартов, стандартом де-факто сталиустройства, совместимые с устройством SoundBlaster, торговая марка на кото­рое принадлежит компании Creative Labs.
В последнее время обработка звукарассматривается как относительно простая операция,которую, в связи с возросшей мощностью процессора, можно возложить и на него. В отсутствиеповышенных требований к качеству звука можно исполь­зовать интегрированныезвуковые системы, в которых функции обработки звука выполняются центральнымпроцессором и микросхемами материнской платы. В этом случае колонки или иноеустройство воспроизведения звука подключается к гнез­дам, установленным непосредственно на материнскойплате.

Системы,расположенные на материнской плате
Оперативная память
Оперативная память (RAM •— Random Access Memory) — это массив кристалли­ческих ячеек, способных хранитьданные. Существует много различных типов опе­ративной памяти, но с точки зрения физическогопринципа действия различают динамическую память (DRAM) и статическую память (SRAM).
Ячейки динамической памяти (DRAM) можно представить в видемикроконденса­торов,способных накапливать заряд на своих обкладках. Это наиболее распрост­раненный и экономически доступныйтип памяти. Недостатки этого типа связаны, во-первых, с тем, что как при заряде, так и приразряде конденсаторов неизбежны переходныепроцессы, то есть запись данных происходит сравнительно медленно. Второй важныйнедостаток связан с тем, что заряды ячеек имеют свойство рассеи­ваться в пространстве, причемвесьма быстро. Если оперативную память постоянно не «подзаряжать», утрата данных происходит черезнесколько сотых долей секунды. Дляборьбы с этим явлением в компьютере происходит постоянная регенерация (освежение, подзарядка) ячеек оперативной памяти.Регенерация осуществляется несколькодесятков раз в секунду и вызывает непроизводительный расход ресур­соввычислительной системы.
Ячейки статической памяти (SRAM