02 Состав компьютера

Минимальная конфигурация компьютера включает в себя системный блок, монитор, клавиатуру и мышь. Но, как правило, в архитектуру зачастую включаются дополнительные устройства, существенно расширяющие его функциональные возможности. Ниже показана упрощённая схема компоновки компьютера.

______________________________________________________________________________________________________

03 Шинный интерфейс

В архитектуре компьютера шина – это подсистема передачи данных между функциональными блоками. Обычно шина управляется драйвером. К шине можно подключить несколько устройств по одному набору проводников. Каждая шина определяет свой набор соединений для физического подключения устройств.

ВНУТРЕННЯЯ ШИНА (Local Bus) используется для подключения внутренних устройств, таких как видеоадаптеры, звуковые платы и т.п.

ФРОНТАЛЬНАЯ ШИНА (Front Side Bus – FSB) – интерфейс, соединяющий центральный процессор ПК с чипсетом материнской платы и оперативной памятью. Частота фронтальной шины напрямую влияет на скорость операций с нею. Пропускная способность шины при частоте 100 МГц составляет порядка 800 Мбайт/с. Рабочие частоты FSB – 133 МГц и более.

ШИНА ПАМЯТИ – это шина, по которой память обменивается данными с графическим процессором. За один раз по этой шине может быть передано 128 или 256 бит. Для видеокарт нижней и средней категории достаточно 128 бит. Для более производительных видеокарт (nVidia GeForce FX5900 и выше, ATi Radeon 9700 и выше) ширина шины памяти должна составлять 256 бит.

ШИНА SMBus (System Management Bus) – двухпроводной интерфейс для обмена данными между микросхемами различных системных компонентов компьютера, а также связи их с самим компьютером. Основное назначение интерфейса – управление подсистемой питания и сопутствующими подсистемами.

ШИНА I2C (рус. ай–ту–си/и–два–цэ) – последовательная шина данных для связи интегральных схем, разработанная фирмой Philips как простая шина внутренней связи для управляющей электроники. Название представляет собой аббревиатуру слов Inter–Integrated Circuit. Используется для соединения низкоскоростных периферийных компонентов с материнской платой, встраиваемыми системами и мобильными телефонами.

ШИНА ISA (Industry Standard Architecture) – основная шина на античных компьютерах типа PC AT. Предельная пропускная способность – 5.55 Мб/с. Конструктив – 62–контактный разъём с прилегающим к нему 36–контактным разъемом расширения. Разрядность 8 или 16. Устаревшая шина.

ШИНА LPC (Low Pin Count) – шина для подключения устройств, не требующих большой пропускной способности к ЦПУ. Обычно контроллер шины LPC расположен в Южном мосте на материнской плате. Введена фирмой Intel в 1998 для замены шины ISA, остававшейся стандартом до 1997. Хотя LPC физически сильно отличается от ISA, программная модель периферийных контроллеров, подключаемых через LPC, осталась прежней. Это позволило без доработок использовать на компьютерах с LPC ПО, разработанное для управления контроллерами, которые подключались к шине ISA. Основное преимущество шины LPC: для работы требуется лишь 7 сигналов, что позволяет отказаться от разводки от 30 до 72 проводников, которые пришлось бы развести при использовании шины ISA.

ШИНА ГРАФИЧЕСКОГО КОНТРОЛЛЕРА – интерфейс для подключения видеокарты к отдельной магистрали AGP (Accelerated Graphic Port), имеющей выход непосредственно на системную память. В системной памяти размещаются преимущественно параметры трёхмерных объектов (текстуры, альфа-канал, z–буфер), требующие быстрого доступа со стороны как процессора, так и видеоадаптера. Интерфейс выполнен в виде отдельного разъема, в который устанавливается AGP-видеоадаптер. Разработан на базе PCI фирмой Intel. Пропускная способность шины – 500 Мб/с.

ШИНА AMR (Audio/Modem Riser Card) – единый интерфейс для работы с аналоговым звуковым сигналом, изобретенный Intel. Он может быть встроен в чипсет, либо выполнен в виде отдельного контроллера, в котором располагаются звуковой кодек или модемный кодек или оба вместе.

ШИНА PCI (Peripheral Component Interconnect) – разрядность 32 (расширенный вариант – 64), пропускная способность до 132 Мб/с. Относится к классу так называемых mezzanine–шин, то есть шин–пристроек, поскольку между внутренней шиной процессора и самой PCI находится специальная микросхема согласующего моста (bridge). Важным нововведением, стала поддержка так называемого режима Plug-and-Play, впоследствии оформившегося в промышленный стандарт на самоустанавливающиеся устройства. Его суть состоит в том, что после физического подключения внешнего устройства к разъему шины PCI происходит обмен данными между устройством и материнской платой, в результате которого устройство автоматически получает номер используемого прерывания, адрес порта подключения и номер канала прямого доступа к памяти (осуществляется программно, эти функции во многом были возложены на ОС).

ШИНА PCI Express – локальная шина. Программная модель PCI Express во многом унаследована от PCI, поэтому существующие системы и контроллеры могут быть доработаны для использования шины PCI Express заменой только физического уровня, без доработки ПО. Высокая производительность шины PCI Express позволяет использовать её вместо шин AGP и тем более PCI и PCI-X. Де–факто PCI Express заменила эти шины в персональных компьютерах.

ШИНА USB (Universal Serial Bus – универсальная последовательная магистраль) – интерфейс для подключения до 127 внешних устройств к одному USB–каналу (по принципу общей шины), реализации обычно имеют по два канала на контроллер. USB 3.0 позволяет передавать информацию со скоростью до 4.8 Гбит/с, что на порядок больше 480 Мбит/с, которые может обеспечить USB 2.0. Удобство шины состоит и в том, что она практически исключает конфликты между различным оборудованием, позволяет подключать и отключать устройства в «горячем» режиме (не выключая компьютер). И позволяет объединить несколько компьютеров в простейшую локальную сеть без применения специального оборудования и программного обеспечения.

ШИНА IEEE 1394 или FireWire – это последовательная высокоскоростная шина, предназначенная для обмена цифровой информацией между компьютером и другими электронными устройствами. Благодаря невысокой цене и большой скорости передачи данных эта шина становится новым стандартом шины ввода-вывода для PC. Её изменяемая архитектура и одноранговая топология делают FireWire идеальным вариантом для подключения жестких дисков и устройств обработки аудио- и видеоинформации. Эта шина также идеально подходит для работы мультимедийных приложений в реальном времени. Стандарт поддерживает пропускную способность шины на уровнях 100, 200 и 400 Мбит/с. В зависимости от возможностей подключенных устройств одна пара устройств может обмениваться сигналами на скорости 100 Мбит/с, в то время как другая на той же шине – на скорости 400 Мбит/с. Такие высокие показатели пропускной способности последовательной шины практически исключают необходимость использования параллельных шин, основной задачей которых станет передача потоков данных, например несжатых видеосигналов, внутри компьютера.

ВНЕШНИЕ ШИНЫ (External Bus). разработаны для подключения внешних устройств, например, сканеров.

ШИНА Advanced Technology Attachment или ATA (также известна, как PATA, IDE, EIDE, ATAPI) – шина для подключения дисковой и ленточной периферии.

ШИНА SATA (Serial ATA) – современный вариант ATA. Эта шина использует 7–контактный разъём вместо 40–контактного разъёма у PATA.

ШИНА SCSI (Small Computer System Interface), шина для подключения дисковых и ленточных накопителей.

ШИНА SAS (Serial Attached SCSI) – современный вариант SCSI.

______________________________________________________________________________________________________