Информатика является одной из наиболее быстро и динамично разви-вающихся научных дисциплин
| Вид материала | Документы |
- Доклад внастоящее время индустрия туризма является одной из наиболее динамично развивающихся, 88.22kb.
- Тема: «Краткая история физики» Учитель физики моу «Каширская оош» Горчакова Елена Павловна, 362.97kb.
- Программа по специальности 030501. 65 Юриспруденция рассмотрена на заседании кафедры, 350.02kb.
- «Определение страхования и понятие страхового фонда», 265.12kb.
- На данный момент общепризнанным является тот факт, что наиболее значимой с позиции, 148.1kb.
- План: I. Информатика в наше время. Быстро развивающаяся наука информатика, 195.76kb.
- Постановление, 55.64kb.
- Ярославский план 10-15-20: 10 лет пути, 15 шагов и 20 предостережений Дорожная карта, 3685.92kb.
- Этика социальной работы профессиональная этика социального работника Этика, 1918.94kb.
- Литература, 544.15kb.
Лекция № 4
Продолжение темы: “Внутренние устройства системного блока”.
7) Шинные интерфейсы материнской платы.
Связь между всеми собственными и подключаемыми устройствами ма-теринской платы выполняют ее шины и логические устройства, размещенные в микросхемах микропроцессорного комплекта (чипсета). От архитектуры этих элементов во многом зависит производительность компьютера.
a) Стандарт ISA. Четверть века назад для компьютеров платформы IBM PC была разработана архитектура промышленного стандарта ISA (Industry Standard Architecture). Она позволила связать все устройства системного блока между собой и обеспечила простое подключение новых устройств через стан-дартные разъемы (слоты). Персональный компьютер превратился в конструк-тор “Собери сам”. Пропускная способность шины, выполненной по такой архи-тектуре 5,5 Мбайт/с.
b) Стандарт EISA – расширенный стандарт ISA (Extended ISA). Отли-чается от ISA увеличенными размерами разъема и производительностью, уве-личенной до 32 Мбайт/с.
В настоящее время материнские платы с разъемами ISA/EISA не выпус-каются.
c) Стандарт VLB – локальная шина стандарта VESA (VESA Local Bus). Использовалась в поздних моделях материнских плат с основной шиной ISA/EISA для связи процессора и оперативной памяти в обход основной шины на повышенной частоте. Впоследствии в эту шину был добавлен интерфейс для подключения более быстрого видеоадаптера. Тактовая частота – до 50 МГц; пропускная способность – до 130 Мбайт/с.
d) Стандарт PCI (Peripheral Component Interconnect) – стандарт под-ключения внешних компонентов был введен в персональных компьютерах, вы-полненных на базе процессоров Intel Pentium. По своей сути это тоже интер-фейс локальной шины, связывающей процессор с оперативной памятью, в ко-торую врезаны разъемы для подключения подключаемых устройств.
Для связи с основной шиной компьютера ISA/EISA используются спе-циальные интерфейсные преобразователи – мосты PCI (PCI Bridge). Частота шины 33 – 66 МГц. Пропускная способность – до 264 Мбайт/с.
Важным нововведением, реализованным стандартом PCI стала поддерж-ка режима plug-and-play, в последствии оформившегося в промышленный стан-дарт на самоустанавливающиеся устройства. Его суть состоит в том, что после физического подключения подключаемого устройства к разъему шины PCI, происходит обмен данными между устройством и материнской платой; и далее происходит установка нового устройства с помощью автоматических про-граммных средств.
e) Стандарт FSB. Шина PCI, появившаяся в компьютерах как локаль-ная шина, предназначенная для связи процессора с оперативной памятью, сего-дня используется только для подключения подключаемых устройств. Для связи процессора и памяти используется специальная локальная шина FSB (Front Side Bus). Частота 133 – 233 МГц и выше. Пропускная способность – более 800 Мбайт/с.
Итак, сначала шина PCI заменила VLB, затем шина FSB заменила PCI, а шина PCI – шину ISA. Таким образом, в современных компьютерах роль ос-новной шины материнской платы выполняет PCI, а для связи процессора с опе-ративной памятью служит шина FSB. Частота шины FSB является одним из ос-новных параметров – именно она указывается в спецификации материнской платы.
f) Стандарт AGP. Поскольку видеоадаптер – устройство, требующее особенно высокой скорости передачи данных, при внедрении каждой новой ло-кальной шины (VLB, PCI), он всегда был первым устройством “врезаемым” в данную шину.
Сегодня параметры шины PCI не соответствуют требованиям видео-адаптеров, а подключение видеоадаптера к шине FSB вызовет значительное за-медление её работы (что в своё время было опробовано на шине VLB); поэтому для видеоадаптеров разработана специальная шина AGP (Advanced Graphic Port – усовершенствованный графический порт). Частота этой шины соответствует частоте шины PCI, но она имеет в четверо большую пропускную способность – до 1066 Мбайт/с.
g) Стандарт USB (Universal Serial Bus – универсальная последова-тельная магистраль). Этот стандарт определяет способ взаимодействия компь-ютера с периферийным оборудованием. Он позволяет подключить до 256 уст-ройств, имеющих последовательный интерфейс. Устройства могут включаться цепочками (каждое следующее к предыдущему).
Производительность шины – всего 1,5 Мбит/с, пиковая – 12 Мбайт/с, но для большинства периферийных устройств этого в полнее достаточно. (По-следняя версия – USB 2.0 – до 60 Мбайт/с).
Следует отметить, что основная шина материнской платы имеет выве-денные на заднюю стенку системного блока разъёмы: более медленный после-довательный (COM) порт и более быстрый параллельный (LPT) порт, предна-значенные для подключения периферийных устройств.
8) Микропроцессорный комплект (чипсет).
Чипсет – это набор микросхем, управляющих работой внутренних уст-ройств компьютера и определяющих основные функциональные возможности материнской платы.
В настоящее время большинство чипсетов материнских плат выпуска-ются на базе двух микросхем, получивших название “северный мост” и “юж-ный мост”.
“Северный мост” управляет взаимосвязью процессора, оперативной памяти, порта AGP и шины PCI. Поэтому его также называют четырехпорто-вым контроллером.
“Южный мост” называют также функциональным контроллером. Он выполняет функции контроллера жестких и гибких дисков, функции моста ISA – PCI (если материнская плата ещё поддерживает стандарт ISA/EISA), контрол-лера клавиатуры, мыши, шины USB и т. п.
II. Внутренние устройства, непосредственно подключаемые к сло-там материнской платы (карты).
1) Видеоадаптер (видеокарта).
Видеоадаптер предназначен для передачи изображения на монитор. Со-вместно с монитором он образует видеоподсистему персонального компьюте-ра. Физически видеоадаптер выполнен в виде отдельной дочерней платы, назы-ваемой видеокартой. Видеокарта имеет стандартный разъем для подключения монитора, выведенный на заднюю стенку системного блока. На видеокарте расположены видеоконтроллер, видеопроцессор и видеопамять.
За время существования персональных компьютеров сменилось не-сколько стандартов видеоадаптеров:
MDA – монохромный;
CGA – 4 цвета;
EGA – 16 цветов;
VGA – 256 цветов;
SVGA – 16,7 млн. цветов.
Одним из важнейших параметров видеоподсистемы является разреше-ние экрана – количество точек по вертикали и горизонтали.
Стандартный ряд разрешений:
640 × 480 точек;
800 × 600 точек;
1024 × 768 точек;
1152 × 864 точек;
1280 × 1024 точек и т. д.
Цветовое разрешение (глубина цвета) определяет количество различ-ных оттенков, которые может понимать отдельная точка экрана. Максимально возможное цветовое разрешение зависит от свойств видеоадаптера и, в первую очередь, от количества установленной на нем видеопамяти. Кроме того, оно за-висит от установленного разрешения экрана.
Необходимый объем видеопамяти можно определить по формуле:
,
где – необходимый объем памяти видеоадаптера (байт);
– горизонтальное разрешение экрана (точек);
– вертикальное разрешение экрана (точек);
– разрядность кодирования цвета (бит).
Минимальное требование по глубине цвета на сегодняшний день – 256 цветов; большинство программ требуют не менее 65 тыс. цветов (режим High Color). Идеал – 16,7 млн. цветов (режим True Color). {Кодирование цветных графических изображений подробно рассматривается в 4 й лекции по основам информатики.}
Работа в полноцветном режиме True Color с высоким экранным разре-шением требует значительных размеров видеопамяти. Пусть разрешение 800 × 600 точек, разрядность кодирования цвета 24 бит, тогда:
С ростом разрешения необходимый в статическом режиме объём видео-памяти увеличивается, а в случае работы с динамическими объектами (игры, видео), его следует увеличить ещё как минимум на порядок.
За последние годы объем видеопамяти вырос с 2 – 4 Мбайт в конце 90-х годов XX века до 64 – 128 Мбайт в 2003 – 04 г.г., а в самое последнее время – до 256 – 512 Мбайт.
Современные видеоадаптеры способны также выполнять функции обра-ботки изображения, снижая нагрузку на центральный процессор ценой допол-нительных затрат видеопамяти.
Видеоускорение – одно из свойств видеоадаптера, которое заключается в том, что часть операций по построению изображений может происходить без выполнения математических вычислений в основном процессоре компьютера, а чисто аппаратным путем – преобразованием данных в микросхемах видеоуско-рителя.
Видеоускорители могут входить в состав видеоадаптера (в этом случае видеокарта обладает функциями аппаратного ускорения), а могут поставляться в виде отдельной платы, устанавливаемой на материнской плате и подключае-мой к видеоадаптеру (устаревший вариант). Большинство современных видео-карт снабжены видеоускорителями.
Различают два типа видеоускорителей – ускорители плоской (2D) и трехмерной (3D) графики. Первые наиболее эффективны для работы с при-кладными программами и оптимизированы для оперативной системы Windows, а вторые ориентированы на работу мультимедийных развлекательных про-грамм (компьютерных игр) и профессиональных программ обработки трехмер-ной графики.