Компьютердің ішкі құрылымы мен қосымша құрылғылары
Жүйелік блоктың қақпағын ашып көрген бе едің? Ішінде — жасыл тақшалар, желдеткіштер, сымдар шоғыры. Бір қарағанда — хаос. Бірақ шын мәнінде әр бөлшектің өз орны, өз қызметі бар, және бәрі бір «қала» сияқты ұйымдасқан. Бұл сабақта біз жүйелік блоктың ішіне «саяхат» жасаймыз.
Компьютер сатып алғанда «конфигурациясы қандай?» деп сұрайды. Дербес компьютер — әмбебап техникалық жүйе: оны керегіңе қарай «жинауға» болады. Негізгі конфигурация үшеу-ақ: жүйелік блок, монитор, пернетақта.
Ең бастысы — жүйелік блок. Оның ІШІНДЕГІ құрылғылар ішкі құрылғылар, ал сырттан кабельмен қосылатындар (монитор, тінтуір, принтер) — сыртқы құрылғылар деп аталады.
Бионика (грек. bion — тіршілік ететін) — жанды табиғаттың ұйымдастыру принциптерін техникалық құрылғылар мен жүйелерде пайдаланатын қолданбалы ғылым.
Жүйелік блокты ашсақ, ішінен мыналарды табамыз: аналық тақта, процессор, жедел жад, қатқыл диск, дискжетектер, бейнеграфикалық бейімдеуіш, дыбыстық және желілік тақшалар, енгізу-шығару порттары, қоректендіру блогы.
Барлық ішкі құрылғы бір жерге бекітілуі керек және бір-бірімен «сөйлесуі» керек. Ол үшін негіз қажет — үлкен басты тақша. Барлық басқа бөлшек соған орнатылатындықтан, оны аналық тақша деп атайды.
Аналық тақша (ағыл. motherboard) — орталық процессор, жедел жад микросхемалары, дыбыстық және бейнекарталар сияқты ішкі құрылғылар орнатылатын негізгі тақша. Кейде бас немесе жүйелік тақша деп те аталады.
Тақшаға мұқият қарасаң, бетінде жіңішке «жолдарды» көресің — бұл мыс өткізгіштер желісі. Деректер осы жолдармен микросхемалар мен слоттарға «жүріп» барады. Аналық тақшаның сипаттамалары: өлшемі, BIOS, процессор типі, чипсет типі, жүйелік шина жиілігі, кэш-жад өлшемі, жедел жад типі, контроллер, қатқыл диск типі.
Аналық тақшадағы ең басты «тұрғын» — процессор: компьютердегі барлық есептеу мен ақпарат өңдеуді жүргізетін электронды микросхема. Екі негізгі көрсеткішін қазірден біліп қой: разрядтылық (бір тактіде қанша бит деректі өңдейді) және тактілік жиілік (Герцпен өлшенеді). Толығырақ — келесі сабақта, ол түгел процессорға арналады.
Ал енді ойланайық: процессор деректерді жадтан қалай алады? Құрылғылар арасында деректер немен «жүреді»?
Шина — компьютер құрылғылары арасындағы электрлік сигналдарды басқаратын әрі олар арқылы деректер тасымалдауды жүзеге асыратын жалғастыру арналары.
Шинаның негізгі үш түрі бар: деректер шинасы — деректердің екілік разрядтарын құрылғылар арасында параллель жеткізеді; адрестік шина — жад адресін немесе енгізу-шығару портының адресін жеткізеді; командалық шина — командаларды жеткізеді. Шина стандарттары көп: ISA, MCA, EISA, SCSI, VLB, PCI, AGP, USB т.б.
Чипсет — орталық процессордың шалғай құрылғылармен деректер алмасу жұмысын жасақтайтын, аналық тақтада орналасқан микросхемалар жиынтығы.
Компьютерді қосқан сәтте не болады? Экранда бірден Windows шыға қалмайды — алдымен бірнеше секунд қара экран, жазулар... Бұл кезде кім жұмыс істеп жатыр? Операциялық жүйе әлі жүктелген жоқ қой!
Бұл — BIOS жұмысы. Аналық тақтада кішкентай микросхема бар, оның ішіне зауытта арнайы программа «тігілген». Компьютер қосылғанда дәл сол бірінші оянады.
BIOS (енгізу-шығарудың базалық жүйесі) — аналық тақтада орналасқан, жүйе параметрлерін орнатуға арналған микросхема, компьютердің негізгі құрылғыларының бірі.
BIOS төрт негізгі қызмет атқарады: (1) қосылған сәтте автоматты тестілеу (POST) жүргізеді; (2) аппараттық құралдардың параметрлерін баптайды; (3) операциялық жүйені дискіден жүктейді; (4) жүйелік және аппараттық үзілістердің қызметін қамтамасыз етеді. Түрлері: AwardBIOS (ескі, Pentium II/III заманы), AMIBIOS (өте кең таралған), PhoenixBIOS, UEFI (ең соңғы, графикалық интерфейсі бар нұсқа).
Осының бәрі немен жұмыс істейді? Әрине, электрмен. Бірақ розеткадағы 220 Вольт — компьютер бөлшектері үшін өте көп! Осы жұмысты қоректендіру блогы атқарады: ол розетка тогын компьютерге қажет 5 және 12 Вольттық төмен кернеуге түрлендіреді.
Сымдардың түсі кернеуді көрсетеді: сары — +12 В, қызыл — +5 В, қара — 0 В. Блоктың қуаты 150-ден 320 Ватқа дейін болады. Ішінде желдеткіш бар — ол блоктың өзін ғана емес, бүкіл жүйелік блокты салқындатады. Ал процессордың жеке желдеткіші бар — кулер.
Компьютерге жаңа мүмкіндік қосқың келсе ше? Мысалы, дыбысты жақсарту немесе желіге қосылу. Бүкіл компьютерді ауыстырудың қажеті жоқ — аналық тақшада бос ойықтар бар, соларға жаңа тақта саласың.
Слот кеңейтілімі — компьютердің аналық тақшасындағы кеңейтілімнің алып-қосу ойығы. Слот графикалық адаптерді, тізбекті және параллель интерфейстерді, дыбыс карталарын шинамен байланыстырады.
| Слот | Қосылатын құрылғылар |
|---|---|
| AGP | бейнекарта |
| AMR | модем, дыбыс картасы |
| CNR | модем, желі картасы, дыбыс картасы |
| EISA | SCSI, желі картасы, бейнекарта |
| ISA / PCI | желі картасы, дыбыс картасы, бейнекарта |
| SCSI, PCIe | бейнекарта, желі картасы, дыбыс карталары т.б. |
Слоттарға салынатын негізгі тақталар: бейнекарта (меншікті жедел жады — бейнежад, VRAM бар: көлемі үлкен болса, кескіндер сапалы көрсетіледі), дыбыстық тақта, желілік тақта (Ethernet, Wi-Fi). Корпустың алдыңғы/артқы жағындағы ажыратқыштар — енгізу-шығару порттары: оларға кабель арқылы принтер, флешка сияқты құрылғылар қосылады.
Тағы бір қызық «көмекші» бар. Кейде негізгі процессорға ауыр математикалық жұмыс көп түседі. Оған көмекке мамандандырылған процессор қосылады.
Сопроцессор — негізгі процессордың қызметтік мүмкіндігін толықтыратын мамандандырылған арнайы процессор. Өз программасы болмайды, негізгі процессордың командалар жүйесін кеңейтіп, онымен бірігіп жұмыс атқарады.
Сопроцессор жүйені басқармайды — тек орталық процессордан команда күтеді. Есесіне арифметикалық операциялардың орындалу уақытын 80% немесе одан да көп қысқартады.
- Аналық тақша — негізі: процессор, жедел жад, чипсет, BIOS орналасқан.
- Құрылғылар үш түрлі шина арқылы сөйлеседі: деректер, адрестік, командалық.
- BIOS — компьютер қосылғанда бірінші іске қосылады: POST → баптау → ОЖ жүктеу.
- Қоректендіру блогы 220 В-ты 12 В және 5 В-қа түрлендіреді.
- Мүмкіндіктерді кеңейту: слотқа тақта (бейне, дыбыс, желі), портқа сыртқы құрылғы.