Системна (материнська) плата

Материнська (головна) плата (англ. - motherboard, MB, розм. - мамка, мати) - це основна плата, до якої приєднуються всі частини комп'ютера (процесор, відеокарта, ОЗУ і ін.), встановлюється в системному блоці. Головне завдання материнської плати – об’єднати і забезпечити спільну роботу всіх інших елементів.

Так називають велику друковану плату одного із стандартних форматів, яка несе на собі головні компоненти комп'ютерної системи: ЦП; оперативну пам'ять; кеш-пам'ять; комплект мікросхем логіки, що підтримують роботу плати, — чіпсет (chipset); центральну магістраль, або шину; контролер шини і кілька рознімних з'єднань-гнїзд (слотів, від англ. slot — щілина), які служать для підключення до материнської плати інших плат (контролерів, плат розширення та ін.). Частина слотів у початковій комплектації ПК залишається вільною. В рознімні з'єднання іншої конфігурації встановлюють модулі оперативної пам'яті. Кількість і тип рознімних з'єднань є однією з важливих характеристик системної плати, оскільки при доукомплектовуванні або модернізації комп'ютера вільних слотів може не вистачити.

Крім того, на материнській платі є мініатюрні перемички (jumpers) або перемикачі (switches), за допомогою яких відбувається настроювання плати. На системній платі розташовано також з'єднувачі, до яких за допомогою спеціальних кабелів (шлейфів) підключають додаткові пристрої.

Ще один важливий елемент, який встановлюють на системній платі, — мікросхема BIOS (Basic Input-Output System, базова система введення-виведення). Вона є енергонезалежним постійним запам’ятовуючим пристроєм (ПЗП), в який записано програми, що реалізують функції введення-виведення, а також програму тестування комп'ютера в момент вмикання живлення (POST, Power On Self Test), програму настроювання параметрів BIOS і системної плати та інші спеціальні програми.

У роботі BIOS використовують відомості про апаратну конфігурацію комп'ютера, які зберігає ще одна мікросхема — CMOS RAM (Complementary Metal-Oxide Semiconductor RAM). Це енергозалежна пам'ять, що постійно підживлюється від батарейки, яка також знаходиться на системній платі. Вона живить і схему кварцового годинника — годинника реального часу (real-time, clock, RTC), що безперервно відлічує час і поточну дату.

Мікропроцесор

Центральний процесор (ЦП, розм. - проц, камінь і т.д.) - мабуть, найважливіша частина комп'ютера, що здійснює обробку всієї інформації, встановлюється на материнську плату в спеціальний роз'єм (сокет). Саме продуктивністю процесора в першу чергу визначаються можливості комп'ютера.

Мікропроцесор (МП) — це, по суті, мініатюрна обчислювальна машина. Основними параметрами МП є: набір команд, розрядність, тактова частота.

Набір або система команд постійно вдосконалюється, з'являються нові команди, що замінюють серії найпримітивніших команд, — мікропрограми. На виконання нової команди потрібна менша кількість тактів, ніж на мікропрограму. Сучасні МП можуть виконувати до кількох сотень команд (інструкцій).

Розрядність показує, скільки двійкових розрядів (бітів) інформації обробляється (або передається) за один такт, а також скільки двійкових розрядів може бути використано у МП для адресації оперативної пам'яті, передачі даних та ін.

Кількість пам'яті, що адресується, або адресний простір, залежить від числа ліній шини адреси МП. Якщо Цих ліній 20, то адресний простір становитиме 220 = 1 Мбайт; якщо ліній 24, то — 224 = 16 Мбайт, і т. д.

Тактова частота вказує, скільки елементарних операцій (тактів) МП виконує за секунду, вимірюється в мегагерцях (1 МГц = 1 000 000 Гц). Вона є лише відносним показником продуктивності МП. Через архітектурні відмінності МП у деяких з них за один такт виконується робота, на яку інші витрачають кілька тактів.

Важливими характеристиками сучасних МП, що впливають на їхню продуктивність, є ємність і швидкість функціонування вмонтованої кеш-пам'яті (від англійського cache — тайник). Річ у тім, що сучасні МП "обганяють" за тактовою частотою інші елементи комп'ютера. Найпринциповіше, що тактова частота МП в кілька разів вища, ніж частота синхронізації системної шини, по якій відбувається обмін інформацією з відносно повільним оперативним запам’ятовуючим пристроєм (ОЗП). Без внутрішньої кеш-пам'яті (що має особливо високу швидкодію) МП часто працював би вхолосту, чекаючи чергової інструкції з ОЗП або закінчення операції запису у пам'ять.

Накопичувачі

Накопичувачі — це запам'ятовуючі пристрої, призначені для тривалого (що не залежить від електроживлення) зберігання великих обсягів інформації.

Накопичувач можна розглядати як сукупність носія та відповідного приводу. Розрізняють накопичувані зі змінними і незмінними носіями.

Привід — це поєднання механізму читання-запису з відповідними електронними схемами керування. Його конструкція визначається принципом дії та виглядом носія. Носій, що є середовищем зберігання інформації, на зовнішній вигляд може бути дисковим або стрічковим; за принципом запам'ятовування — магнітним, магнітооптичним, оптичним. Стрічкові носії застосовують тільки в магнітних накопичувачах; у дискових використовують магнітні, магнітооптичні й оптичні методи запису-зчитування. Дискові носії (дисководи) розрізняються залежної від типу носія.

Інформація на дискових носіях зберігається в сектоpax (як правило, по 512 байт). На магнітних носіях сектори розташовуються вздовж концентричних кіл — доріжок. Якщо запис ведеться на кількох поверхнях носія (для дискети це два боки магнітного диска), то сукупність доріжок з однаковими номерами називається циліндром. Сектори і доріжки утворюються під час форматування носія. Форматування виконує користувач за допомогою спеціальних програм-утилітів. Ніяка інформація користувача не може бути записана на неформатований носій.

Накопичувані на жорстких магнітних дисках (НЖМД)

Запам'ятовуючий пристрій (жорсткий диск, SSD) - частина комп'ютера, в якій зберігається вся інформація. На відміну від оперативної пам'яті, дані на жорсткому диску зберігаються постійно, не зникають після вимикання комп'ютера або відключення вінчестера від материнської плати і живлення (дані можуть видалятися або змінюватися користувачем). У порівнянні з ОЗП, швидкість доступу до даних на жорсткому диску в сотні разів нижча. Жорсткий диск підключається до материнської плати.

Накопичувач на жорстких магнітних дисках — це пристрій з незмінним носієм. Його конструктивна схема схожа зі схемою НГМД, але реалізація істотно інша. НЖМД має забезпечувати в сотні разів більші ємність та швидкість обміну даними. Тому інформація записується не на один, а на набір дисків, що складається з кількох пластин, ідеально плоских і з відполірованим феромагнітним шаром. При цьому запис проводиться на обидві поверхні кожної пластини (крім крайніх).

Отже, працює не одна, а група магнітних головок, складених в єдиний блок. Пакет дисків обертається безперервно і з великою частотою (до 7500, а в окремих моделях до 10 000 об/ід), поки ПК ввімкнений, і тому меідео пі контакт головок і дисків недопустимий. Кожна головка „плаває” над поверхнею диска на відстані 0,5—0,13 мкм. Проникнення в такий механізм найдрібніших пилинок вивело б його з ладу; тому електромеханічну частину накопичувана закрито герметичним корпусом.

На швидкодію НЖМД впливають такі характеристики: частота обертання шпинделя, ємність кеш-памяті, час пошуку або час доступу, час затримки, швидкість обміну.