Kompyuterning asosiy qismlari
Reja:
Quvvat taqsimlagich(Блок питания);
Ona plata(Motherboard,материнский плата);
Mikroprotsessor(CPU,tosh ham deyiladi);
Tezkor xotira(RAM,ОЗУ);
Doimiy xotira(Qattiq disk-HDD va SSD);
Kompyuter quvvat manbai
Kompyuter yoki server kompyuterini quvvatlantirish uchun tarmoqdagi o'zgaruvchan tokni doimiy kuchlanishga aylantirish uchun mo'ljallangan qurilma. [1]
Ma'lum darajada, quvvat manbai barqarorlashtirish va ta'minot kuchlanishining kichik shovqinlaridan himoya qilish funktsiyalarini ham bajaradi .
Bundan tashqari, kompyuter korpusining muhim qismini egallagan komponent sifatida u kompyuter korpusi ichidagi qismlarni sovutish uchun (yoki PSU korpusiga o'rnatilgan) komponentlarni o'z ichiga oladi.Shaxsiy kompyuter standarti ( kompyuterga mos keladi ), turli yillardagi texnik xususiyatlarga ko'ra, ±5 / ±12 / +3,3 voltsli chiqish kuchlanishlarini , shuningdek +5 volt kutish rejimini (+5VSB) ta'minlashi kerak edi .
Kompyuterlarning asosiy quvvat sxemalari vaqti-vaqti bilan +3,3, +5 va +12 V kuchlanishli liniyalar edi. An'anaga ko'ra, chiziqdagi kuchlanish qanchalik baland bo'lsa, bu sxemalar orqali ko'proq quvvat uzatiladi.
Salbiy ta'minot kuchlanishlari (-5 va -12 V) kichik oqimlarga ruxsat berdi va hozirda foydalanilmaydi zamonaviy anakartlar .
-5 V kuchlanish faqat anakartdagi ISA interfeysi tomonidan ishlatilgan . 1.2 dan oldingi ATX va ATX12V versiyalarida -5VDC ta'minlash uchun 20 pin va oq sim ishlatilgan. Ushbu kuchlanish (shuningdek, pin va sim) 1.2 versiyasida ixtiyoriydir va 1.3 va undan keyingi versiyalarda butunlay yo'q.
-12 V kuchlanish faqat o'rnatilgan invertersiz va kuchlanish ko'paytirgichi bo'lmagan mikrosxemalardan foydalangan holda RS-232 seriyali interfeys standartini to'liq amalga oshirish uchun kerak, shuning uchun u ham ko'pincha yo'q.
Eng kuchli iste'molchilarni quvvatlantirish uchun +12 V kuchlanish ishlatiladi. Ta'minot kuchlanishlarini 12 va 5 voltga bo'lish, taxtalarning bosilgan o'tkazgichlari orqali oqimlarni kamaytirish uchun ham, elektr ta'minotining chiqish rektifikator diodlarida energiya yo'qotishlarini kamaytirish uchun ham tavsiya etiladi.
Kutish rejimida ±5, +12, +3,3 V kuchlanishlar anakart tomonidan ishlatiladi.
Qattiq disklar uchun optik drayvlar , fanatlar, +5 va +12 V kuchlanish ishlatiladi.
Eng kuchli energiya iste'molchilari (masalan, video karta , markaziy protsessor , shimoliy ko'prik ) anakartda yoki video kartada joylashgan ikkilamchi konvertorlar orqali ulanadi, ikkala +5 V va +12 V davrlari bilan quvvatlanadi.
Elektr ta'minotidagi +3,3 V kuchlanish +5 V kuchlanishdan hosil bo'ladi va shuning uchun ±5 va +3,3 V umumiy quvvat iste'moli chegarasi mavjud.
Xotira modullaridagi kuchlanish pasayish tendentsiyasiga ega va DDR4 SDRAM uchun u 1,2 voltgacha pasaygan.
Ko'pgina hollarda, ushbu misoldagi kompyuter uchun kommutatsiya quvvat manbai ishlatiladi , yarim ko'prik (surish-pull) sxemasiga muvofiq amalga oshiriladi . Energiyani to'playdigan transformatorlar (uchib ketish davri) bilan quvvat manbalari tabiiy ravishda transformatorning o'lchamlari bilan cheklangan va shuning uchun kamroq ishlatiladi. Og'irligi va o'lchamlari bo'yicha unchalik cheklangan bo'lmagan oldinga bir tsiklli konvertorning sxemasi ancha keng tarqalgan. Bu flyback konvertoridagi kabi bir xil m/s dan foydalanadi.
Ona (tizim) platasi
Oddiy tilda: "ana plata" - bu modulli elektron qurilmani, masalan, kompyuterni qurish uchun asos bo'lgan bosilgan elektron plata .
Anakart qurilmaning asosiy qismini o'z ichiga oladi, masalan, kompyuterda - protsessor , tizim avtobusi yoki avtobuslar , operativ xotira , "o'rnatilgan" periferik qurilma kontrollerlari, xizmat ko'rsatish mantig'i - va qo'shimcha almashtiriladigan platalarni ulash uchun ulagichlar, Odatda umumiy avtobus yoki avtobusga ulangan kengaytirish platalari deb ataladi - masalan, 2000-yillarning boshlarida, IBM PC-mos keladigan kompyuterning anakarti , qoida tariqasida, uch xil avtobus uchun ulagichlarni olib yurgan - ISA , PCI va AGP . Orqa panel/bortdan farqli o'laroq, kengaytirish kartalarining ulagichlarini oddiygina bir-biriga ulash, anakart har doim ularni o'rnatish uchun faol komponentlar yoki ulagichlarni olib yuradi. Ingliz tilidagi adabiyotlarda anakartlarni kengaytirish va o'zgartirish qobiliyatiga ega bo'lgan anakartlarning o'ziga ("ana platalar") va bunday imkoniyatlarga ega bo'lmagan "asosiy platalar"ga ("mayin platalar") bo'lish odatiy holdir. to‘liq o‘zgarmas tizimni ifodalaydi.Birinchi raqamli kompyuterlar deyarli hech qachon modulli bo'lmagan va ko'pincha alohida simlar bilan bog'langan komponentlar to'plamidan iborat edi. Shunga qaramay, 40-yillarning oxiriga kelib, o'sha paytda juda ishonchsiz chiroq mashinalarining nosozliklarini bartaraf etish va ta'mirlashni sezilarli darajada osonlashtirishga imkon beradigan modulli printsip sanoatda keng qo'llanila boshlandi. Masalan, IBM 700 quvurli kompyuterlarining mashhur seriyasi 4-8 lampalar va passiv elementlarni o'z ichiga olgan standart o'lchamdagi modullardan qurilgan va sirt o'rnatish orqali ulangan . Bunday modullar standart komponentni - masalan, flip-flopni amalga oshirdi va standart ulagichlardan foydalandi, ular orqa panelga o'rnatildi , ulagichlari ulangan.vintli o'rnatish . Vintli va ayniqsa ilmoqli o'rnatish juda tez bosilgan simlar bilan almashtirildi , uni ishlab chiqarish ancha arzon va avtomatlashtirish osonroq edi; 60-yillarning boshlarida bosilgan elektron platalardan foydalanish umumiy qabul qilindi. Biroq, aksariyat elektron qurilmalar - nafaqat kompyuterlar, balki analog tizimlar, aloqa va boshqaruv uskunalari va shunga o'xshashlar - hali ham bir nechta platalar bo'ylab tarqalgan juda ko'p diskret komponentlardan iborat edi.
Mikroprotsessor
bu bitta mikrosxema [1] yoki bir nechta ixtisoslashtirilgan mikrosxemalar to'plami [2] shaklida amalga oshiriladigan protsessor ( mashina kodida yozilgan arifmetik, mantiqiy va boshqaruv operatsiyalarini bajarish uchun mas'ul bo'lgan qurilma ) (amalga oshirishdan farqli o'laroq). protsessorning umumiy maqsadli element bazasida elektr sxemasi ko'rinishida yoki dasturiy ta'minot modeli ko'rinishida).Deyarli bir vaqtning o'zida uchta mikroprotsessor loyihasi paydo bo'ldi: Garrett AiResearch da Markaziy havo ma'lumotlar kompyuteri ( CADC) (1968), Texas Instruments kompaniyasida TMS 1000 (1971) va Intelda 4004 (1971).
Birinchi mikroprotsessorlar elektron kalkulyatorlarda ishlatilgan , ular 4 bitli so'zlarning ikkilik-o'nlik arifmetikasidan foydalanganlar . Tez orada ular boshqa qurilmalarga o'rnatila boshlandi, masalan, terminallar, printerlar va turli xil avtomatlashtirish . 1970-yillarning o'rtalarida 16-bitli manzilli 8-bitli arzon mikroprotsessorlar birinchi iste'molchi mikrokompyuterlarini ishga tushirdi .
Uzoq vaqt davomida markaziy ishlov berish bloklari bir necha birlikdan bir necha yuzgacha tranzistorlarni o'z ichiga olgan katta va o'rta integratsiyaning alohida mikrosxemalaridan yaratilgan. Butun protsessorni bitta ultra-katta integratsiya chipiga joylashtirish orqali uning narxini sezilarli darajada kamaytirish mumkin edi. Kamtarona boshlanganiga qaramay, mikroprotsessorlarning murakkabligining davom etishi kompyuterlarning boshqa shakllarini deyarli eskirgan. Hozirgi vaqtda bir yoki bir nechta mikroprotsessorlar eng kichik o'rnatilgan tizimlar va mobil qurilmalardan tortib yirik meynfreymlar va superkompyuterlargacha bo'lgan hamma narsada hisoblash elementi sifatida ishlatiladi .
1960 va 1970 yillardagi Apollon Oy missiyalarida birlamchi yo'l-yo'riq, navigatsiya va boshqarish uchun bortdagi barcha kompyuterlar Apollon bort kompyuteridagi kichik, maxsus protsessorlar tomonidan ta'minlangan [3] .
1970-yillarning boshidan beri ma'lumki, mikroprotsessor quvvatining o'sishi Mur qonuniga amal qiladi , ya'ni integral mikrosxemadagi tranzistorlar soni har 24 oyda ikki barobar ortadi. 1990-yillarning oxirida issiqlik tarqalishi ( TDP ) [4] yangi mikroprotsessorlarning rivojlanishiga katta to'siq bo'ldi .
RAM
( ingliz. Random Access Memory, RAM - tasodifiy kirish xotirasi ) - ko'p hollarda kompyuter xotirasi tizimining o'zgaruvchan qismi bo'lib, unda kompyuterning ishlashi paytida bajariladigan mashina kodi ( dasturlari ) saqlanadi , shuningdek, kiritish, chiqish va oraliq ma'lumotlarni qayta ishlangan protsessor . Tasodifiy kirish xotirasi ( RAM ) - tasodifiy kirish xotirasi funktsiyalarini amalga oshiradigan texnik qurilma. RAM alohida tashqi modul sifatida ishlab chiqarilishi yoki protsessor bilan bir chipda joylashgan bo'lishi mumkin, masalan, bitta chipli kompyuterlardayoki bitta chipli mikrokontrollerlar .
Protsessor va operativ xotira o'rtasida ma'lumotlar almashinuvi to'g'ridan-to'g'ri va ultra-tezkor nol darajali xotira orqali yoki protsessorda apparat keshi bo'lsa , kesh orqali amalga oshiriladi .
Yarimo'tkazgichli tasodifiy kirish xotirasidagi ma'lumotlar faqat xotira modullariga kuchlanish qo'llanilganda mavjud bo'ladi va saqlanadi. RAMga quvvatni o'chirish, hatto qisqa vaqtga ham, saqlangan ma'lumotlarning yo'qolishiga olib keladi.
Kompyuter anakartining energiyani tejash rejimlari uni uyqu rejimiga o'tkazishga imkon beradi, bu esa kompyuterning quvvat sarfini sezilarli darajada kamaytiradi. Kutish rejimida RAM quvvati o'chiriladi. Bunday holda, operativ xotira tarkibini saqlab qolish uchun operatsion tizim quvvatni o'chirishdan oldin doimiy xotira qurilmasiga ( qattiq disk yoki qattiq disk ) RAM tarkibini yozadi. Masalan, Windows XP da xotira mazmuni faylga , Unixhiberfil.sys oilasi tizimlarida maxsus almashtirish bo'limiga saqlanadi .
Umuman olganda, operativ xotirada operatsion tizimning dasturlari va ma'lumotlari hamda foydalanuvchining ishlaydigan amaliy dasturlari hamda ushbu dasturlarning ma'lumotlari mavjud, shuning uchun operativ xotira miqdori operatsion tizimda ishlaydigan kompyuter bir vaqtning o'zida bajarishi mumkin bo'lgan vazifalar soniga bog'liq.1833 yilda Charlz Bebbaj analitik dvigatelni ishlab chiqishni boshladi ; uning qismlaridan birini "ombor" deb atagan ( do'kon ), bu qism hisob-kitoblarning oraliq natijalarini saqlash uchun mo'ljallangan edi. "Ombor"dagi ma'lumotlar val va tishli g'ildiraklarning aylanishi shaklida sof mexanik qurilmada saqlangan.
Birinchi avlod kompyuterlari turli xil jismoniy printsiplarga asoslangan saqlash qurilmalarining ko'plab turlari va dizaynlaridan foydalangan:
elektromagnit o'rni bo'yicha;
akustik kechikish chiziqlarida ;
katod nurli naychalarda ;
elektrostatik quvurlar ustida.
Magnit barabanlar operativ xotira sifatida ham ishlatilgan , bu esa dastlabki kompyuterlar uchun juda qisqa vaqtni ta'minlagan; ular dasturlar va ma'lumotlarni saqlash uchun asosiy xotira sifatida ham ishlatilgan.
Ikkinchi avlod texnologik jihatdan ilg'or, arzonroq va tezroq operativ xotirani talab qildi. O'sha paytdagi operativ xotiraning eng keng tarqalgan turi magnit yadrolaridagi ferrit xotira edi .
Uchinchi avloddan boshlab kompyuterlarning aksariyat elektron komponentlari mikrosxemalarda , shu jumladan operativ xotirada bajarila boshlandi . Eng keng tarqalgan ikki turdagi RAM:
statik xotira ( SRAM ) triggerlar qatori shaklida ;
dinamik xotira ( DRAM ) kondansatörler bir qator shaklida .
SRAM ma'lumotlarning bir qismini flip-flop holati sifatida saqlaydi. Ushbu turdagi xotira 1 bitni saqlash uchun qimmatroq, lekin, qoida tariqasida, kirish vaqti qisqaroq, ammo DRAMga qaraganda ko'proq quvvat iste'moli mavjud . Zamonaviy kompyuterlarda SRAM ko'pincha protsessor kesh xotirasi sifatida ishlatiladi.
DRAM bir oz ma'lumotni kondansatkichda zaryad sifatida saqlaydi. Bitta bitli xotira katakchasida kondansatör va tranzistor mavjud. Kondensator yuqori yoki past kuchlanish bilan zaryadlangan (mantiqiy 1 yoki 0). Transistor kondensatorni bir xil chipda joylashgan boshqaruv pallasiga ulaydigan kalit vazifasini bajaradi. Tekshirish davri kondansatkichning zaryad holatini o'qish yoki uni o'zgartirish imkonini beradi. Ushbu turdagi xotirada 1 bit ma'lumotni saqlash arzonroq bo'lgani uchun uchinchi avlod kompyuterlarida DRAM ustunlik qiladi.
Qattiq disk
( inglizcha Solid-State Drive, SSD ) - bu qattiq disk drayverlariga (HDD) muqobil xotira chiplariga asoslangan kompyuterning uchuvchan bo'lmagan mexanik bo'lmagan saqlash qurilmasi . Qattiq holatdagi drayverlarning eng keng tarqalgan turi ma'lumotni saqlash uchun NAND flesh xotirasidan foydalanadi, ammo drayver DRAM - xotira asosida yaratilgan , qo'shimcha quvvat manbai - batareya bilan jihozlangan variantlar mavjud [1] . Haqiqiy xotira chiplariga qo'shimcha ravishda, bunday haydovchi nazorat chipini o'z ichiga oladi - kontroller .
Hozirgi vaqtda SSD-lar ishlashni yaxshilash uchun ham taqiladigan qurilmalarda ( noutbuklar , netbuklar , planshetlar ) va ish stoli kompyuterlarida qo'llaniladi . Eng samarali PCIe 5.0 jismoniy interfeysi va NVMe mantiqiy interfeysi bilan M.2 SSD'lar bo'lib , unda ma'lumotlarni yozish / o'qish tezligi 13-14 Gb / s ga yetishi mumkin.
An'anaviy qattiq disklar bilan solishtirganda, SSD'lar kichikroq va engilroq, jimroq, shikastlanishga (masalan, tushish kabi) chidamli va operatsiyalarda ancha tezroq. Shu bilan birga, ular bir gigabayt uchun bir necha baravar yuqori narxga va past aşınma qarshiligiga ega SSD'lar - bu metall disklar yoki magnit lentalar o'rniga ma'lumotlarni chiplarda saqlaydigan qurilmalar. Ularning paydo bo'lishining sababi protsessorda ma'lumotlarni qayta ishlash tezligi HDDda ma'lumotlarni yozish tezligidan ancha yuqori ekanligini aks ettiradi. Magnit disklar korporativ saqlash segmentida o'nlab yillar davomida hukmronlik qildi, bu vaqt ichida (1950-yillardan boshlab) saqlash hajmi 200 ming marta o'sdi, protsessorlarning tezligi ham sezilarli darajada oshdi, ammo ma'lumotlarga kirish tezligi ancha kam o'zgardi va disklar "to'siq" bo'lib qoladi." Qattiq holatdagi drayvlar muammoni hal qiladi - ular qattiq disklarga qaraganda ancha tezroq ma'lumotlarni qayta ishlash tezligini ta'minlaydi [2]. Fleshli xotira chiplaridan foydalanish tufayli SSD-lar o'zlarining xarakteristikalari bo'yicha magnit plastinali qattiq disklardan sezilarli darajada farq qiladi.
SSD-lardan foydalanishni optimallashtirish uchun 2011 yilda NVMe mantiqiy interfeysi ishlab chiqilgan bo'lib, uni qo'llab-quvvatlash Windows-ga faqat 8.1 versiyasidan boshlab qo'shilgan . Windows 7 da protokol KB2990941 tuzatish tomonidan qo'llab-quvvatlanadi. Hamma anakartlar NVMe interfeysini qo'llab-quvvatlamaydi, shuning uchun SATA interfeysi hali ham keng tarqalgan [3] .
Qattiq holatdagi drayverlarning asosiy xususiyatlari [4] :
ma'lumotlarga kirishning eng qisqa vaqti: mexanik disklarga qaraganda yuzdan ming baravar tezroq;
tasodifiy taqsimlangan ma'lumotlar uchun sekundiga bir necha gigabaytgacha bo'lgan yuqori tezlik;
yuqori tezlik va past kirish vaqti tufayli yuqori IOPS ;
Barcha saqlash qurilmalari orasida past narx ko'rsatkichlari, eng yaxshi narx-navo nisbati;
yuqori ishonchlilik; SSD'lar boshqa yarim o'tkazgich qurilmalar kabi ma'lumotlar xavfsizligini bir xil darajada ta'minlaydi.
Qattiq disklardan farqli o'laroq, SSD ning narxi mavjud sig'imga juda bog'liq, bu xotira hujayralarining cheklangan zichligi va mikrosxemadagi chip hajmining cheklanishi bilan bog'liq
|
