Архитектура ЭВМ: основные понятия, термины, определения

1. Архитектура ЭВМ: основные понятия, термины, определения.

2.

3.

Системная плата

4. Системная плата

Форм-фактор материнской
платы
стандарт, определяющий
размеры материнской платы для ПК,
места ее крепления к корпусу;
расположение на ней интерфейсов шин,
портов ввода/вывода,
сокета центрального процессора
и слотов для оперативной памяти, а также
тип разъема для подключения блока питания.
В последних версиях - требования и к системе охлаждения
компьютера.
Рекомендательный характер
При выборе комплектующих необходимо помнить, что корпус
компьютера должен поддерживать форм-фактор материнской
платы.

5. Форм-фактор материнской платы

Форм-фактор АТХ
с июля 1995 года
размещение портов ввода/вывода на системной
плате;
встроенный разъем типа PS/2 для клавиатуры и
мыши;
расположение
разъемов IDE и
FDD ближе к
самим
устройствам;
размещение гнезд
процессора в
задней части
платы, рядом с
блоком питания;
использование
единого 20контактного и 24контактного
разъемов
питания.

6. Форм-фактор АТХ

7.

Процессор

8. Процессор

Сокет
разъем на материнской
плате для подключения
центрального процессора.
Чипсет и формат разъема
микропроцессора
определяют, какой тип
процессоров может быть
установлен в данную
материнскую плату

9. Сокет

Процессор и Сокет

10. Процессор и Сокет

Процессор в разъеме

11. Процессор в разъеме

Система охлаждения
Активная и пассивная

12. Система охлаждения

Активная и пассивная

13. Система охлаждения

Контроллер

14. Контроллер

15. Контроллер

набор микросхем
системной логики
наиболее значимый
элемент системной
платы, состоящий из двух
частей – северного
(Northbridge) и южного
(Southbridge) мостов.
Северный и Южный
мосты располагаются на
двух микросхемах.
Именно они определяют
особенности материнской
платы и то, какие
устройства могут быть к
ней подключены.
Чипсет

16. Чипсет

Северный мост
Северный мост работает напрямую с
процессором
осуществляет поддержку
оперативной памяти
и видеокарты.
От него зависит частота
системной шины,
максимальный объем
и тип оперативной памяти.
связь вышеперечисленных
компонентов с южным
мостом.

17. Северный мост

Южный мост
микросхема, посредством
которой обеспечивается связь
центрального процессора с
другими компонентами:
жесткий диск
порты для подключения
оптических приводов,
карты расширения,
интерфейс SATA, USB и др.
Южный мост в отличии от
северного подключается не
напрямую к процессору,
поэтому они расположены на
разных микросхемах.
Чипсет

18. Чипсет

19.

20.

Оперативная память
DDR5

21. Оперативная память

DDR
DDR
DDR2
DDR3
DDR4
DDR5
Год выпуска
2002
2004
2007
2013
2021
Частота (МГц)
266
400
1066
2133
4800
Максимальный объем
планки (ГБ)
1
2
16
32
128
Использование
энергии (В)
2,5
1,8
1,5
1,2
1,1

22. DDR

Слоты оперативной памяти
2, 4, редко 8
Возможен двуканальный режим

23. Слоты оперативной памяти

Внешняя память

24. Внешняя память

для ноутбука

25. Внешняя память для ноутбука

Интерфейсы внешней памяти

26. Интерфейсы внешней памяти

Способы передачи
информации
Параллельная
передача данных
Последовательная
передача данных

27. Способы передачи информации

Форм-фактор M.2 у SSDнакопителей
Форм-фактор SSD: плата, на
которой расположены чипы,
контроллер, буферная память.
Накопители SSD M.2
подключаются в специальные
слоты, без кабелей питания;
питание от материнской платы
Взаимодействие с
материнской платой и
процессором возможно через
разные шины и стандарты:
через один и тот же М.2-слот
диск может передавать
данные по-разному: по SATA
или PCIе.

28. Форм-фактор M.2 у SSD-накопителей

Платы расширения
Видео
Звук
Сеть
Расширители
портов
Модемы
Видеозахват

29. Платы расширения

Видеоплаты

30. Видеоплаты

Звуковые платы

31. Звуковые платы

Сетевые платы

32. Сетевые платы

Расширители портов

33. Расширители портов

Интерфейсы плат расширения
PCI ~ до 133
Мбайт/с между
всеми
устройствами
PCI-Express 1.0 от
250 Мбайт/сек в
одном
направлении

34. Интерфейсы плат расширения

Пропускная способность PCI
Express, ГБайт/с.
Год
выпуска
Скорость
передачи
одной
линии
PCI-E х1
PCI-E х2
PCI-E х4
PCI-E х8
PCI-E х16
PCI-E 1.0
2002
2.5 ГТ/с
250 Mб/с 500 Mб/с
1 Гб/с
2 Гб/с
4 Гб/с
PCI-E 2.0
2007
5 ГТ/с
500 Mб/с
1 Гб/с
2 Гб/с
4 Гб/с
8 Гб/с
PCI-E 3.0
2010
8 ГТ/с
~1 Гб/с
~2 Гб/с
~4 Гб/с
~8 Гб/с
~16 Гб/с
PCI-E 4.0
2017
16 ГТ/с
~2 Гб/с
~4 Гб/с
~8 Гб/с
~16 Гб/с
~32 Гб/с
PCI-E 5.0
2019
32 ГТ/с
~4 Гб/с
~8 Гб/с
~16 Гб/с
~32 Гб/с
~64 Гб/с
PCI-E 6.0*
2022
64 ГТ/с
~8Гб/с
~16 Гб/с
~32 Гб/с
~64 Гб/с
~128 Гб/с
*Январь 2022 запланирован PCI Express 6.0

35. Пропускная способность PCI Express, ГБайт/с.

Слоты расширения

36. Слоты расширения

Интегрированные устройства
Представлены на системной плате в виде контроллеров
и кодеков (специализированные микросхемы, входящие
в состав чипсета, предназначенные для
специализированной обработки сигнала)
Звук
Сеть
Графика
Контроллер RAID

37. Интегрированные устройства

BIOS
basic input/output
system — «базовая
система вводавывода»
Набор микропрограмм
для начальной
загрузки и
последующего запуска
операционной
системы
Основная
и дублирующая микросхемы ПЗУ
материнской платы Gigabyte,
содержащие BIOS компании AWARD

38. BIOS

Функции BIOS
Инициализация и проверка работоспособности
аппаратуры POST (Power On Self-Test):
BIOS проверяет работоспособность контроллеров на
материнской плате, задаёт низкоуровневые параметры их
работы (например, частоту шины и параметры центрального
микропроцессора, контроллера оперативной памяти).
При сбое BIOS может выдать информацию, позволяющую
выявить причину сбоя, или дать звуковой сигнал.
Загрузка операционной системы
BIOS ищет на доступных носителях загрузчик операционной
системы и передаёт управление операционной системе.
Возможно производить загрузку операционной системы через
интерфейсы USB и IEEE 1394

39. Функции BIOS

Блок питания

40. Блок питания

Разъемы для
внешних устройств

41. Разъемы для внешних устройств

Материнская плата. Где что?