Системный блок

1. Системный блок

Системный блок (СК) персонального компьютера содержит корпус и находящиеся в нем  источник питания, материнскую (синонимы: системная, главная, основная) плату с процессором и оперативной памятью, платы расширения (видеокарту, звуковую карту и др.), различные накопители (жесткий диск, дисководы, приводы CD ROM), дополнительные устройства. СК обычно имеет несколько параллельных и последовательных портов, которые используются для подключения устройства ввода и вывода, таких, например, как клавиатура, мышь, монитор, принтер. 
От типа корпуса системного блока зависят тип, размеры и размещение используемой системной платы, мощность блока питания, количество устанавливаемых приводов накопителей. Монтажные места для накопителей могут быть двух типов - с внешним и внутренним доступом. В настоящее время используется два типоразмера накопителей: шириной 5,25 дюймов (приводы CD ROM, некоторые жесткие диски) и 3,5 дюймов (дисководы, жесткие диски). В зависимости от рекомендуемого рабочего положения корпуса их делят на горизонтальные и вертикальные. 
Корпуса с вертикально расположенной материнской платой, которые получили наибольшее распространение, напоминают по внешнему виду башню (tower) и обычно представлены тремя разновидностями: mini-tower, midi-tower и big-tower, которые обычно отличаются друг от друга количеством 5,25-дюймовых отсеков с внешним доступом (2,3,4 и более), габаритами и мощностью установленного блока питания, а, следовательно, возможностями установки дополнительных плат расширения и приводов накопителей. Основы информатики: Учеб. Пособие / В.А. Коднянко. Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2004 
Одним из наиболее распространенных корпусов для персонального компьютера является корпус типа mini-tower. Обычно он имеет по два 5,25-дюймовых и 3,5-дюймовых отсека с внешним доступом, два 3,5-дюймовых отсека с внутренним доступом и содержит блок питания мощностью 200 ватт. В корпусе типа mini-tower можно расположить стандартный набор накопителей и плат расширения. Более широкие возможности расширения обеспечивает корпус midi-tower (три 5,25-дюймовых и два 3,5-дюймовых внешних и три-четыре 3,5-дюймовых внутренних отсека, более мощный блок питания). Корпуса типа big-tower используют для сетевых серверов, содержат один или несколько блоков питания мощностью более 300 ватт и имеют самые широкие возможности расширения. Как правило, на корпусе системного блока располагаются несколько кнопок для управления компьютером (Reset, Turbo), светодиодные и цифровые индикаторы режимов работы (Turbo, Power, HDD, частота), замок для блокировки клавиатуры (Lock), встроенный динамик и выключатель питания (Power). Корпуса могут несколько отличаться по дизайну и габаритам. Существуют специальные корпуса для мультимедиа-компьютеров, оснащенные стереоколонками и манипуляторами аудиовыхода. Для комфортной работы выпускаются корпуса с низким уровнем шума, в которых применяются блоки питания с малошумящими вентиляторами. Основы информатики: Учеб. Пособие / В.А. Коднянко. Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2004. Тип, внутренние размеры корпуса и применяемый блок питания зависят от используемой материнской платы. 
 
 
 

1.1 Материнская плата  является главным  узлом, определяющим  возможности компьютера

На ней обычно размещаются: 
базовый микропроцессор; 
оперативная память; 
сверхоперативное запоминающее устройство (ЗУ), называемое также кэш-памятью; 
ПЗУ с системой BIOS (базовой системой ввода/вывода); 
набор управляющих микросхем (чипсетов), вспомогательных микросхем и контроллеров ввода/вывода; 
СМОС-память с данными об аппаратных настройках и аккумулятором для ее питания; 
разъемы расширения (слоты); 
разъемы для подключения интерфейсных кабелей жестких дисков, дисководов, последовательного и параллельного портов, инфракрасного порта, а также универсальной последовательной шины USB; 
разъемы питания; 
преобразователь напряжения с 5 В на 3,3 В для питания процессора (некоторым процессорам требуется меньшее напряжение); 
разъем для подключения клавиатуры и ряд других компонентов. 
На платах находятся разъемы мыши и клавиатуры, разъемы параллельного и последовательного портов. На материнской плате могут находиться микросхемы видеоадаптера, звуковой платы и контроллера SCSI. На платах также могут находиться специальные разъемы для установки микросхем математического сопроцессора. 
Для подключения индикаторов, кнопок и динамика, расположенных на корпусе системного блока, на материнской плате имеются миниатюрные специальные разъемы-вилки. Подобные же разъемы служат как контакты для перемычек при задании аппаратной конфигурации системы. У большинства персональных компьютеров системные платы содержат лишь основные функциональные узлы, а остальные элементы расположены на отдельных печатных платах (платах расширения), которые устанавливаются в разъемы расширения. Например, устройство формирования изображения на экране монитора - видеоадаптер - чаще всего располагается на отдельной плате расширения - видеокарте. Основы информатики: Учеб. Пособие / В.А. Коднянко. Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2004 
 

1.2 Микропроцессор (МП, CPU, Central Processor Unit, ЦПУ или центральное процессорное устройство)

важнейший компонент  любого персонального компьютера, его "мозг". Он управляет работой  компьютера и выполняет большую  часть обработки данных. Микропроцессор представляет собой сверхбольшую интегральную схему (СБИС), возможности которой  определяются размером кристалла и  количеством транзисторов. Иногда интегральные микросхемы называют чипами (chip). 
Базовыми элементами микропроцессора являются транзисторные переключатели, на основе которых строятся регистры, представляющие собой совокупность устройств, имеющих два устойчивых состояния и предназначенных для хранения данных и быстрого доступа к ним. Количество и разрядность регистров определяют архитектуру микропроцессора. Основы информатики: Учеб. Пособие / В.А. Коднянко. Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2004 
Выполняемые микропроцессором команды предусматривают, как правило, арифметические действия, логические операции, передачу управления (условную и безусловную) и перемещение данных (между регистрами, оперативной памятью и портами ввода/вывода). С внешними устройствами микропроцессор сообщается благодаря своим шинам адреса, данных и управления, выведенным на специальные контакты корпуса микросхемы. Эталоном являются микропроцессоры фирмы Intel. Кроме этой фирмы производством микропроцессоров занимаются и другие производители. Выпускаемые ими микропроцессоры иногда называют клонами (AMD, Cyrix, IBM и др.). 
У процессоров Intel Pentium (наиболее распространенные процессоры ПК) адресная шина 32-разрядная. Это означает, что она имеет 32 параллельные линии. Если на линиях есть напряжение, то на них выставляется единица, в противном случае - нуль, образуя, таким образом, 32-разрядный двоичный адрес, указывающий на определенную ячейку оперативной памяти. Процессор подключается к этой ячейке для копирования данных в свой регистр из области, где хранятся данные. 
Обработку данных процессор ведет при помощи команд, поступающих на него из той области их оперативной памяти, где хранятся программы. Команды представлены байтами (8 разрядами) данных, хотя существуют команды, которые могут быть представлены большим числом байтов. Например, в процессоре Intel Pentium шина 32-разрядная (существуют также 64 - и 128-разрядные шины). 
Процессор обрабатывает данные, расположенные в регистрах оперативной памяти и своих внешних портах. Существует три вида таких данных - обычные данные, адреса и команды. Процессоры Intel Pentium насчитывают более тысячи команд и относятся к процессорам с расширенной системой команд (CISC-процессоры). Это означает, что команды представлены в нем длинными байтовыми записями, в отличие от ранних процессоров с сокращенной системой команд (RISC-процессоры), в которой команды требует меньше памяти для запоминания, а их число многократно меньше. По этой причине CISC-процессоры имеют много меньшую производительность, измеренную в тактах, в сравнении с RISC-процессорами. Однако такое сравнение применимо только к системным командам этих процессоров. Реально в процессе работы RISC-процессора на него могут поступать сложные команды, которые отсутствуют в его системе. В таких случаях их приходится эмулировать последовательностью простейших команд, что заметно снижает производительность RISC-процессоров. В настоящее время находят применения гибридные процессоры, сочетающие достоинства CISC - и RISC-процессоров. 
Основными параметрами процессоров является напряжение, разрядность тактовая частота, размер кэш-памяти. Напряжение, подаваемое на процессор от материнской платы, измеряется несколькими вольтами. На ранних процессорах оно составляло 5 В. По мере развития процессоров оно снижалось, достигнув к настоящему времени величины меньше 3 В. Понижение напряжения позволило уменьшить размеры кристалла процессора, снизить тепловыделение и, как следствие, угрозу перегрева процессора, уменьшить энергопотребление кулера (вентиляторного устройства отвода тепла от процессора). Разрядность указывает на количество байт, которые процессор может обработать в своих регистрах за один такт. В ПК такты задает чипсет - микропроцессорный комплекс, расположенный на материнской плате. Производительность процессора определяется частотой поступающих на него тактов, называемой тактовой частотой. Чем выше тактовая частота, тем выше производительность процессора, т.е. количество выполняемых команд за единицу времени. В ранних процессорах она не превышала нескольких мегагерц. Тактовая частота современных процессоров составляет тысячи мегагерц (2400 МГц и выше). Обмен данными внутри процессора происходит намного быстрее, чем обмен с внешними устройства, например с оперативной памятью. Чтобы уменьшить время чтения данных, в процессоре размещена сверхоперативная кэш-память. При чтении необходимых данных процессор сначала обращается к ней и, только не найдя их там, обращается к оперативной памяти. При этом, получив порцию данных, процессор обрабатывает их и одновременно заносит их в кэш-память. Чем больше объем кэш-памяти, тем чаще процессор "находит" там нужные данные и, следовательно, тем выше производительность ПК в целом. Объем кэш-памяти современных ПК составляет несколько сотен мегабайт. 
 
 

 
 
В первой половине 60-х годов, скоро  после начала работы Arpanet, предшественницы нынешней сети Интернет, получила распространение небольшая программа, позволяющая всем работающим на одной и той же машине писать сообщения, адресованные остальным пользователям этого компьютера, в один текстовый файл друг за другом, а также читать написанное коллегами до него. Получился некий аналог современных гостевых книги сетевых форумов. Программа была названа Send Message, а файл, хранящий сообщения, — «почтовый ящик». Одновременно с Send Message разрабатывалась и программа обмена файлами между различными компьютерами Arpanet, для которой был создан протокол CypNet. Оставался лишь нерешенным вопрос обмена сообщениями между пользователями разных компьютеров сети Arpanet. Send Message для этого не годилась — она работала только на одной машине.  
 
В 1971 году Р эй Томлинсон, сотрудник компании “Bolt Beranek and Newman, Inc. ” (BBN), разработал почтовую программу для пересылки сообщений по распределенной сети, делавшую то же самое, что и Send Message, только на удаленном компьютере. Она посылала по протоколуCypNet сообщение на удаленную машину и там помещала его в тот же файл-«почтовый ящик», что и работающая на ней локальная Send Message.  
 
К марту 1972 года Р эй Томлинсон модернизировал свою почтовую программу, адаптировав ее для использования в сетиARPANET. В это время в адресах электронной почты стал использоваться символ @ –(Этот знак использовался Томлинсон ом вместо предлога «at» (на), то есть выражение user@machine означает: пользователь такой-то на компьютеретаком-то. ). К программе был добавлен элементарный пользовательский интерфейс, позволяющий отправлять сообщения по сети и загружать из почтового ящика те из них, которые предназначены конкретному человеку.  
 
Июль 1972 года – Ларри Робертс написал первую программу, которая облегчила пользователям работу с электронной почтой. Она позволяла создавать и сортировать списки писем, пользователь мог выбирать и читать требуемое сообщение, сохранять послание в файле, а также пересылать электронные письма на другой адрес или автоматически отвечать на полученное послание. (2)  
 
В 1973 году уже 75% всего трафика сети ARPANET приходилось на электронную почту.  
 
1975 год. Появилась первая почтовая рассылка в сети ARPANET. Ее основателем стал Стив Уолкер (SteveWalker). Первая почтовая рассылка не была автоматизирована, и все делалось вручную. Была разработана программа “MSG”, кото...