Архитектура персонального компьютера. Часть 2

1.

Архитектура персонального
компьютера

2.

Персональный компьютер (ПК)
Компьютер —
многофункциональное электронное
устройство, предназначенное для накопления,
обработки и передачи информации.
Архитектура ПК —
логическая организация, структура и
ресурсы, то есть средства вычислительной
системы,
которые могут быть выделены процессу
обработки данных на определённый
интервал времени.
Основные логические узлы
компьютера:
центральный процессор (ЦП);
основная память;
внешняя память;
периферийные устройства.

3.

Магистрально-модульный принцип
Предназна
чена для
передачи
адресов
устройств,
которым
передаютс
я данные
Центральный
процессор
Память
Видеопамять
Используется
для передачи
управляющих
сигналов,
которые
синхронизиру
ют работу
устройств
Используется
для передачи
данных к
функциональн
ым блокам
данных
адреса
управления
Шина
К
…
К
К
…
К
К
…
К
Внешнее
Внешнее
Устройство
Устройство
Устройство
Устройство
запоминающее
запоминающее
ввода
ввода
вывода
вывода
устройство
устройство

4.

Магистрально-модульный принцип
Центральный
процессор
Память
Видеопамять
Контроллеры – это
периферийные устройства,
которые управляют
внешними устройствами.
данных
адреса
управления
Шина
К
…
К
К
…
К
К
…
К
Внешнее
Внешнее
Устройство
Устройство
Устройство
Устройство
запоминающее
запоминающее
ввода
ввода
вывода
вывода
устройство
устройство

5.

Магистрально-модульный принцип
направление потоков информации
направление управляющих сигналов
Центральный
процессор
Память
Видеопамять
данных
адреса
управления
Шина
К
…
К
К
…
К
К
…
К
Внешнее
Внешнее
Устройство
Устройство
Устройство
Устройство
запоминающее
запоминающее
ввода
ввода
вывода
вывода
устройство
устройство

6.

Принцип открытой архитектуры
Драйвер —
Открытая архитектура ПК —
специальная программа ОС для управления
подключаемыми устройствами.
архитектура, предусматривающая модульное
построение компьютера с возможностью
добавления и замены отдельных устройств.

7.

Материнская плата
Материнская плата —
Основные (несъёмные) части:
сложная многослойная печатная плата,
являющаяся основой построения
вычислительной системы.
разъём процессора;
разъёмы оперативной памяти;
микросхемы чипсета;
загрузочное ПЗУ;
контроллеры шин и их слоты
расширения;
контроллеры и интерфейсы
периферийных устройств.

8.

Чипсет
Чипсет —
набор микросхем, который связывает память,
процессор, видеоадаптер, устройства
ввода/вывода и другие элементы ПК для
выполнения совместных функций.
Что это?
И где
находится?
Контроллерконцентратор
памяти (северный
мост)
Контроллерконцентратор
ввода/вывода
(южный мост)

9.

Схема архитектуры ПК
Процессор
Монитор
Проектор
Видеоплата
PCI Express
Жёсткие диски
CD-дисководы
DVD-дисководы
SATA
Северный
мост
Южный
мост
Шина памяти
Оперативная память
USB
Принтер
Сканер
Цифровая фотокамера
Web-камера
Модем
Клавиатура
Мышь

10.

Быстродействие устройств
Быстродействие устройства
Разрядность —
зависит от тактовой частоты обработки
данных (обычно измеряется в МГц) и
разрядности.
количество битов данных, обрабатываемых
за один такт.
Такт —
промежуток времени между подачами
электрических импульсов, которые
синхронизируют работу устройств
компьютера.

11.

Пропускная способность
Пропускная способность шины
—
Вывод:
скорость передачи данных различных шин
будет также отличаться.
скорость передачи данных между
устройствами, которые она соединяет.
Формула вычисления пропускной способности (бит/с):
пропускная способность шины =
разрядность шины · частота шины
(бит)
(Гц, 1 ГЦ = 1 такт в секунду)
Процессор
Северный мост
Шина памяти
Оперативная память

12.

Частота процессора
Тактовая частота процессора
Вывод:
показывает, сколько процессор может
произвести вычислений в единицу времени.
чем больше частота, тем больше операций в
единицу времени может выполнить
процессор.
Формула вычисления тактовой частоты:
тактовая частота = внешняя (базовая) частота · коэффициент
от 1 до 4 ГГц
Зависит от
характеристик
процессора

13.

Схема архитектуры ПК
Процессор
Монитор
Проектор
Видеоплата
Аналоговый разъём VGA
или
цифровой разъём DVI
PCI Express
Жёсткие диски
CD-дисководы
DVD-дисководы
SATA
Северный
мост
Южный
мост
Шина памяти
Оперативная память
USB
Принтер
Сканер
Цифровая фотокамера
Web-камера
Модем
Клавиатура
Мышь

14.

Процессор
При увеличении производительности процессора происходит увеличение
производительности компьютера.
Q ~ P ~ v2
Q – теплота, выделяемая процессором;
P – потребляемая мощность;
v2 – квадрат частоты.
Для увеличения производительности
процессора начали увеличивать количество
ядер процессора (арифметических логических
устройств).

15.

Двухъядерный микропроцессор
2005 г.
Такая архитектура позволяет производить на ПК параллельную обработку данных, что
существенно увеличивает его производительность.
Центральный
процессор
К
Центральный
процессор
Данные

16.

Многоядерные микропроцессоры
2
ядра
3
ядра
4
ядра
5
ядер
6
ядер
7
ядер
8
ядер