системный блок2.0

1.

Сопроцессор предназначен для выполнения
специфического набора функций:
• выполнение операций с вещественными
числами (математический сопроцессор),
• подготовка графических изображений и
трехмерных
сцен
(графический
сопроцессор),
• цифровая обработка сигналов (сигнальный
сопроцессор) и т.п.

2. Материнская плата

3.

• Материнская плата— это сложная
многослойная печатная плата, на которой
устанавливаются основные компоненты
персонального компьютера (центральный
процессор, контроллер ОЗУ и собственно
ОЗУ, загрузочное ПЗУ, контроллеры базовых
интерфейсов ввода-вывода)

4. Основные компоненты, установленные на материнской плате:

1. Центральный процессор (CPU)
- Главное вычислительное устройство компьютера.
- Устанавливается в специальный разъём (сокет).
2. Чипсет
- Управляет связью между компонентами (CPU, памятью, периферией).
- Определяет функциональность и возможности платы.
3. Слоты оперативной памяти (RAM)
- Для установки модулей памяти DDR3, DDR4 или DDR5.
- Обеспечивают быстродействие системы.
4. Слоты расширения (PCIe, PCI)
- Для подключения видеокарт, звуковых карт, сетевых адаптеров и др.
- PCI Express (PCIe) — современный и быстрый интерфейс.
5. Системная шина (шина данных и адреса)
- Обеспечивает передачу данных между процессором и другими компонентами.

5.

. BIOS/UEFI
- Прошивка для начальной загрузки и настройки системы.
- Хранится в энергонезависимой памяти.
7. Разъёмы питания
- Для подключения блока питания (обычно 24-pin и 8-pin разъёмы).
8. Разъёмы и контроллеры периферии
- SATA для подключения накопителей (жёстких дисков, SSD).
- USB порты и контроллеры.
- Аудио разъёмы.
- Сетевые интерфейсы (Ethernet).
9. Часы реального времени (RTC) и батарея

6.

7.

8.

Чипсет — это группа микросхем на материнской плате, управляющая связью между
центральным процессором (CPU), оперативной памятью (RAM), видеокартой,
накопителями и другими периферийными устройствами. Он выполняет ключевую
роль в определении совместимости и производительности компьютера.
Основные функции чипсета
- Управление шиной данных — обмен информацией между процессором и памятью.
- Поддержка интерфейсов — USB, SATA, PCIe и других для подключения устройств.
- Регулировка работы компонентов — настройка частоты шины, энергопотребления.
Типы чипсетов
Раньше чипсет делился на два основных компонента:
- Northbridge — управлял высокоскоростной связью (процессор, память,
видеокарта).
- Southbridge — отвечал за медленные интерфейсы (жесткие диски, USB, аудио).
В современных системах большинство функций Northbridge интегрировано в
процессор, а Southbridge заменен на единую платформенную контроллерную
микросхему (Platform Controller Hub у Intel, например).

9.

Сокет — это разъём на материнской плате, предназначенный для
установки процессора. Он обеспечивает физическое и электрическое
соединение центрального процессора (CPU) с остальными
компонентами компьютера.
Основные характеристики
- Типы сокетов зависят от производителя и поколения процессора
(например, Intel LGA1151, AMD AM4).
- Обеспечивает совместимость процессора и материнской платы.
- Включает множество контактов (ножек или пинов), через которые
передаются питание и данные.
- Различают сокеты с контактами на процессоре (Pin Grid Array —
PGA, как у AMD) и на материнской плате (Land Grid Array — LGA, как
у Intel).
Роль сокета
- Упрощает замену и установку процессора.
- Определяет максимальную совместимость процессоров с
материнской платой.
- Влияет на возможность модернизации системы.

10.

11.

12.

13. Современная видеокарта состоит из следующих частей:

Графический процессор (GPU)
Основной вычислительный чип, отвечающий за обработку графики и выполнение параллельных вычислений.
2. Видеопамять (VRAM)
Высокоскоростная память (чаще всего GDDR6 или GDDR6X), используемая для хранения текстур, кадровых буферов
данных, необходимых GPU для работы.
3. Система охлаждения
Включает радиатор, вентиляторы (или водяное охлаждение), которые отводят тепло от GPU и других элементов.
4. Система питания
VRM (Voltage Regulator Module) — контроллер и цепи стабилизации питания, обеспечивающие GPU и память
стабильным напряжением.
5. Печатная плата (PCB)
Основа, на которой смонтированы все компоненты, обеспечивает электрические соединения.
6. Интерфейс подключения
Обычно PCI Express (PCIe) разъём для подключения к материнской плате.
7. Выходы видео
Порты DisplayPort, HDMI, иногда DVI для подключения мониторов.
8. BIOS видеокарты
Микропрограмма, управляющая стартовой и базовой работой карты.

14.

• Жёсткий диск (Hard Disk Drive, HDD),
или накопитель на жёстких магнитных
дисках (НЖМД), винчестер— это
энергонезависимое устройство
долговременного хранения данных. В
отличие от оперативной памяти (ОЗУ),
данные на HDD сохраняются после
выключения питания.

15. В иерархии памяти HDD относится к внешней (вторичной) памяти

16.

• Назначение HDD:
• хранение операционной системы,
программ и пользовательских файлов;
• обеспечение долговременного хранения
больших объёмов данных;
• использование в серверах и системах
резервного копирования.

17.

HDD состоит из следующих ключевых частей:
Корпус — герметичная камера (в большинстве
современных дисков) с фильтром для выравнивания
давления. Внутри поддерживается чистота на уровне,
исключающем повреждение пластин.
Магнитные пластины (диски) — алюминиевые или
стеклянные диски, покрытые ферромагнитным слоем. На
них хранится информация. В одном диске может быть
несколько пластин.
Шпиндельный двигатель — вращает пластины с
постоянной скоростью (обычно 5400, 7200 об/мин, в
серверных моделях — 10 000–15 000 об/мин).
Блок магнитных головок — каждая поверхность пластины
обслуживается отдельной головкой. Головки не касаются
поверхности диска: они «парят» над

18.

• Привод головок — чаще всего —
звуковая катушка — быстро и точно
позиционирует головки над нужной
дорожкой.
• Плата электроники — контроллер
диска, буферная память, интерфейсы.
Управляет всеми операциями
чтения/записи, преобразованием
данных, коррекцией ошибок.

19.

20.

Принцип магнитной записи и считывания
данных
Информация хранится в виде магнитных доменов на
поверхности пластин. Каждый домен ориентирован
в одном из двух направлений, что соответствует
битам 0 и 1.
Процесс записи: головка создаёт локальное
магнитное поле, которое переориентирует домены на
нужной дорожке.
Процесс чтения: головка фиксирует слабые
изменения магнитного поля и преобразует их в
электрические сигналы,

21.

Логическая и физическая структура хранения данных
Физическая структура
1. Дорожка (track) — концентрическая окружность на поверхности
пластины.
2. Сектор — минимальная адресуемая единица на дорожке.
Традиционно размер сектора — 512 байт (в новых дисках — 4096 байт,
Advanced Format).
3. Цилиндр — совокупность дорожек с одинаковым номером на всех
поверхностях (актуально для понимания старой геометрии).
Головка — отвечает за чтение/запись на одной поверхности
Логическая структура
Операционная система оперирует более крупными единицами:
Кластер — минимальный блок, который ОС выделяет файлу.
Обычно состоит из нескольких секторов. Размер кластера зависит
от файловой системы и объёма диска.

22.

Основные характеристики HDD и их влияние на
производительность
1. Ёмкость — объём хранимых данных (ГБ, ТБ). Важна для задач хранения
больших массивов данных.
2. Скорость вращения шпинделя (об/мин) — влияет на задержку вращения
и общую скорость доступа.
3. Время произвольного доступа — среднее время позиционирования
головки и ожидания нужного сектора. У HDD оно существенно выше, чем
у SSD.
4. Скорость передачи данных — внутренняя и внешняя: зависит от
плотности записи, скорости вращения, интерфейса.
5. Объём буфера (кэш-памяти) — помогает сглаживать разницу скоростей
между диском и шиной, ускоряет повторяющиеся операции.
6. Уровень шума и вибрации — важен для домашних и офисных ПК.
7. Надёжность (MTBF, количество циклов парковки) — указывает на
ожидаемый срок службы.

23.

Интерфейсы подключения и форм-факторы
Интерфейсы:
1. SATA — наиболее распространён в настольных ПК и
ноутбуках. Пропускная способность растёт с каждой версией
(SATA I/II/III).
2. SAS — для серверов и систем хранения, обеспечивает более
высокую производительность и надёжность.
3. IDE (PATA) — устаревший интерфейс, встречается в старых
системах.
4. USB, Thunderbolt — для внешних HDD.
Форм-факторы:
• 3,5″ — стандарт для настольных ПК и NAS.
• 2,5″ — для ноутбуков и компактных систем.
• Менее распространённые — 1,8″ и другие.

24.

Сравнение HDD с другими типами
накопителей
Характеристика
HDD
SSD
Гибридный (SSHD)
Принцип хранения
Магнитные пластины
Флеш-память (NAND)
HDD + кэш SSD
Скорость доступа
Низкая (мс)
Высокая (мкс)
Средняя
Ёмкость
Большая (до десятков ТБ)
Растёт, но дороже за ГБ
Большая + ускорение
Надёжность при ударах
Низкая (есть механика)
Высокая (нет механики)
Зависит от HDD-части
Шум
Есть
Нет
Есть
Применение
Архивы, хранилища
ОС, игры, приложения
Бюджетные ноутбуки

25.

RAID-массивы (Redundant Array of Independent Disks)
позволяют объединить несколько дисков для повышения
производительности, надёжности или обоих параметров:
1. RAID 0 — чередование, высокая скорость, но нет
избыточности (выход из строя одного диска — потеря всех
данных).
2. RAID 1 — зеркалирование, высокая надёжность
(дублирование данных), скорость чтения может быть
выше.
3. RAID 5/6 — чередование с чётностью, баланс между
скоростью и отказоустойчивостью.