Устройство компьютера

В современных компьютерах сетевая карта может быть, как встроенной в системную плату, так и выполненной в виде отдельного модуля (рис. 10).
Конструктивно сетевые платы различают по типу разъема:
8P8C для витой пары;
BNC-коннектор для тонкого коаксиального кабеля;
15-контактный разъём AUI трансивера для толстого коаксиального кабеля.
оптический разъём (Ethernet)
В семиуровневой модели открытых систем (OSI) сетевая плата расположена на втором канальном уровне. Совместно с драйвером плата занимается приемом и передачей сетевых пакетов.
Сетевые платы первого поколения отличались низкой надежностью и невысокой скоростью передачи данных.
Второе поколение сетевых адаптеров включало микросхемы высокой степени интеграции.
Конвейерный алгоритм обработки кадров характерен для сетевых плат третьего поколения.
Выпускаемые в настоящее время сетевые адаптеры относятся к четвертому поколению. Эти адаптеры имеют скорость передачи данных 1 Гбит/сек. и более.

Рис. 10. Внешняя сетевая карта.
4. Накопитель на жестких магнитных дисках
Жесткий диск представляет собой устройство долговременного хранения информации основанное на принципе магнитной записи (рис. 11).

Рис. 11. SATA жесткий диск.
Ключевыми характеристиками накопителя являются:
Интерфейс – множество линий связи для обмена данными между жестким диском и контроллером. Современные жесткие диски используют интерфейсы: ATA, SATA, eSATA, SCSI, SAS, FireWire, SDIO и Fibre Channel.
Емкость – определяет количество хранимых накопителем данных. Емкость жесткого диска непрерывно увеличивается. Современные жесткие диски могут достигать объема более 10 Тб.
Форм-фактор – определяет физический размер жесткого диска. Стандартные размеры для персональных компьютеров – 3,5 или 2,5 дюйма.
Скорость вращения шпинделя является важнейшей характеристикой определяющей скорость доступа к данным.
Потребление энергии.
Скорость передачи данных.
Уровень шума.
В последнее время большую популярность получили твердотельные накопители (SSD). SSD является постоянным запоминающим устройством не механического типа, состоящим из микросхем памяти. Твердотельные накопители используют для хранения информации флеш-память типа NAND. Данный тип памяти отличается высокой скоростью доступа и низким энергопотреблением. SSD жесткие диски уступают традиционным жестким дискам (HDD) по износостойкости и стоимости за гигабайт.
SSD дискам свойственна высокая ударостойкость, вследствие отсутствия движущихся частей, а также практические полное отсутствие шума. Главным недостатком этих дисков является ограниченное число циклов перезаписи.
5. Системная (материнская) плата
Системная плата соединяет основные компоненты компьютера друг с другом. Взаимодействие между процессором и памятью и другими устройствами обеспечивается за счет набора микросхем называемых чипсетом (рис. 12).
Материнская плата представляет собой большую многослойную печатную плату.
Основными составляющими материнской платы являются:
Разъем центрального процессора;
Слоты оперативной памяти;
Южный мост (чипсет);
Северный мост (чипсет);
Микросхема BIOS;
Слоты расширения.
Разъемы для подключения центрального процессора различаются по числу и конфигурации пинов.

Рис. 12. Материнская плата GIGABYTE.
Приведем примеры современных разъемов для процессоров Intel и AMD.
Socket J (LGA771) — Intel Xeon серий 50xx, 51xx;
Socket T (LGA775) — Intel Pentium 4, Pentium D, Celeron D, Pentium EE, Core 2 Duo, Core 2 Extreme;
Socket LS (LGA1567) — Intel Xeon серий Xeon 6500 и Xeon 7500;
Socket B (LGA1366) — Core i7 и Xeon;
Socket H (LGA1156) — Core i7/Core i5/Core i3;
Socket R (LGA2011) — Core i7 и Xeon;
Socket B2 (LGA1356) — Core i7 и Xeon
Socket H3 (LGA1150) — замена Socket H2;
Socket R3 (LGA2011-3) — модификация Socket R;
Socket R4 (LGA 2066) — планируемая замена Socket R3;
Socket AM3 — замена для Socket AM2+;
Socket AM3+ — замена для Socket AM3;
Socket FM1 — 905 контактный разъем;
Socket FM2 — Trinity и Richland;
Socket AM4 — для процессоров на новой микроархитектуре Zen;
Socket F— серверные Opteron;
Socket F+— серверные Opteron с поддержкой шины HyperTransport 3.0;
Socket C32 — серверные Opteron для одно- и двухпроцессорных конфигураций;
Socket G34 — серверные Opteron для двух- и четырёх процессорных конфигураций.
Северный мост отвечает за связь центрального процессора с оперативной памятью и графическим адаптером. Основными параметрами чипсета являются: частота, пропускная способность. Интерфейсом, соединяющим северный мост, с материнской платой является южный мост.
Южный мост – микросхема служащая для подключения периферийных устройств к центральному процессору (рис. 13).
Функции южного моста включают в себя:
контроллеры шин PCI
DMA контроллер;
контроллер прерываний;
IDE и SATA контроллеры;
часы реального времени;
управление питанием;
энергонезависимую память BIOS;
звуковой контроллер.

Рис. 13. Южный мост VIA 8235
5.1. BIOS
Загрузочное постоянное запоминающее устройство (BIOS) состоит из набора микропрограмм, реализующих интерфейс для работы устройств подключенных к компьютеру.
В компьютерах с архитектурой x86 код БИОС хранится на микросхеме EEPROM.
Функции BIOS заключаются в:
начальной загрузке операционной системы;
настройке оборудования;
проверке его работоспособности.
6. Блок питания
Источником энергии для компьютера служит - блок питания. Блок питания представляет собой источник вторичного электропитания постоянного тока преобразующий напряжение сети до требуемого уровня (рис.14).
Составляющими блока питания являются:
блок стабилизации напряжения;
блок защиты от помех;
блок охлаждения.
Стандарт персонального компьютера обязывает поддерживать выходные напряжения питания ±3, ±5, ±12 В. Напряжение в 5 Вольт.

Рис. 14. Стандартный блок питания
6.1. Классификация разъемов блока питания
Цоколевка разъема блока питания подключаемого к материнской плате определяет его формат:
AT – стандарт подключения к системной плате с помощью двух шести контактных разъемов;
ATX – позволяет подключать блок питания к материнской плате 20 или 24 контактами;
Таблица 3. Цоколевка 24 - контактного разъема питания ATX
(20-контактный не имеет последних четырёх: 11, 12, 23 и 24) Цвет Сигнал Контакт Контакт Сигнал Цвет Оранжевый +3.3 V 1 13 +3.3 V Оранжевый +3.3 V sense Коричневый Оранжевый +3.3 V 2 14 −12 V Синий Чёрный Земля 3 15 Земля Чёрный Красный +5 V 4 16 Power on Зелёный Чёрный Земля 5 17 Земля Чёрный Красный +5 V 6 18 Земля Чёрный Чёрный Земля 7 19 Земля Чёрный Серый Power good 8 20 −5 V Белый Фиолетовый +5 VSB 9 21 +5 V Красный Жёлтый +12 V 10 22 +5 V Красный Жёлтый +12 V 11 23 +5 V Красный Оранжевый +3.3 V 12 24 Земля Чёрный



Заключение
Основное назначение компьютера – выполнение функций расширяющие возможности человека, а именно прием, передача, обработка и хранение информации. За обработку информации отвечает центральный процессор, состоящий из арифметико-логического устройства и устройства управления. Функции памяти выполняют оперативная память, предназначенная для хранения больших объемов информации, к которым требуются максимально быстрый доступ, а также накопитель для долговременного хранения данных.
Устройством, соединяющим воедино основные компоненты компьютера, является материнская палата, передающая сигналы от процессора к оперативной памяти и устройствам ввода-вывода.
Устройство компьютера в том виде, в котором мы его знаем, было предложено более полувека назад американским ученым Джоном фон Нейманом сформулировавшем основные принципы работы ЭВМ.
Помимо аппаратной части компьютеру требуется программное обеспечение для выполнения своих функций. Программное обеспечение есть набор программ загружаемых процессором из оперативной памяти и выполняемых им.
В эпоху первых ЭВМ основной функцией компьютера была вычисление. Однако постепенно компьютеры научились не только выполнять заданную последовательность действий, но и взяли на себя функции принятия решения. Таким образом, современный компьютер используется не только как сложный калькулятор, но и как упрощенный аналог человеческого мозга. Наращивание вычислительной мощности компьютера приведет к тому, что компьютеры будут использоваться человеком не только как помощники в физическом труде, но и в интеллектуальной сфере.




Список литературы
Леонтьев В.П. Энциклопедия «Персональный компьютер». М.: ОЛМА-ПРЕСС ОБРАЗОВАНИЕ, 2011.
Мураховский В.И. Устройство компьютера. - М.: АСТ-ПРЕСС КНИГА, 2003.
Савельев А.Я. Основы информатики. М.: Изд-во МГТУ им Н.Э. Баумана, 2001.
Старков В.В. Архитектура персонального компьютера: организация, устройство, работа: Учеб. пособие для вузов. - М.: Горячая линия-Телеком, 2009.
Скотт Мюллер. Модернизация и ремонт ПК. - М.: Вильямс, 2007.
Таненбаум Эндрю. Архитектура компьютера: Пер. с англ. - СПб.: Питер, 2009.