Принцип открытой архитектуры, составные компоненты компьютера

Появление в 1975 г. персонального компьютера вызвало революционный переворот во всех областях человеческой деятельности.

До этого ЭВМ была атрибутом крупной организации или учебно-научного центра. Устанавливать большие ЭВМ на мелких предприятиях было экономически невыгодно. Персональные ЭВМ (ПЭВМ) относятся к машинам индивидуального пользования. Таким образом, они стали универсальным инструментом, многократно превышающим производительность интеллектуального труда.

Выполняя сходные задачи, различные ЭВМ, тем не менее, конкурировали между собой, так же, как и их производители. Различные производители пытались улучшить свой продукт путем применения каких-то конструктивных решений. Естественно, эти решения становились коммерческой тайной, и никто не знал, каким образом работает то или иное устройство. Каждый компьютер являлся монолитным блоком, не подлежащим модернизации и замене деталей. Вся архитектура компьютера была скрыта от пользователя.

Настоящей революцией было решение одной из крупнейших фирм на компьютерном рынке, компании IBM выпустить компьютер, архитектура которого не скрывалась, а прямо указывалась. Этим компьютером стал IBM PC (на базе процессора Intel-8086), выпущенный в 1981 г. Кроме того, фирма подчеркивала, что данную модель компьютера можно модернизировать, добавляя различные детали и периферийные устройства, а также заменяя их. В дальнейшем другие фирмы начали создавать компьютеры, совместимые с IBM PC и, таким образом, этот компьютер стал как бы стандартом.

По-видимому, это решение и сгубило фирму. Так или иначе, сейчас ее доля на рынке компьютерной продукции ничтожно мала, но всем знакомо понятие «IBM-PC-совместимые», что навсегда вписало это фирму в историю.

Таким образом, принцип открытой архитектуры заключается в том, что производителем не скрываются узлы и детали, из которых состоит компьютер, эти узлы и детали могут быть легко демонтированы и заменены другими. Это дает возможность говорить о замене конкретной детали в компьютере, не беспокоясь о том, что она может быть несовместима с конкретной моделью. Другими словами, желая модернизировать компьютер, пользователь должен найти только деталь с более высокими параметрами, но любого производителя (если только эта деталь относится к классу IBM-PC-совместимых устройств).

Примерно 85% всего компьютерного рынка составляют компьютеры, сконструированные по принципу «открытой архитектуры». Примером компьютеров, построенному не по этому принципу, являются компьютеры фирмы Apple. Они не очень распространены в России из-за их большой стоимости и абсолютно несовместимым программным обеспечением. Однако благодаря этому достигается большой уровень безопасности, ибо очень трудно взломать «закрытую архитектуру».

Составные части компьютера

Современный компьютер состоит из системного блока, монитора, клавиатуры и манипулятора типа «мышь»^[2] Эти 4 составные части составляют т.н. «базовую конфигурацию» ПК. К системному блоку можно также подключить множество дополнительных периферийных устройств с помощью специальных разъемов (принтеров, сканеров, переносных жестких дисков и т.д.).

Внутри системного блока располагается материнская плата (системная плата) – самая большая электронная схема. Она предназначена для синхронизации работы всех остальных частей компьютера, объединения их в одно целое. На системной плате располагаются все остальные составные части компьютера. Для этого в материнской плате существуют специальные слоты расширения^[3].

Оперативная память – устройство, предназначенное для хранения промежуточных данных. Является внутренней энергозависимой памятью. Физически представляет собой одну или несколько планок, вставляемых в специальные слоты параллельно друг другу. Объем оперативной памяти может быть 256 Мб, 512 Мб, 1024 Мб, 2048 Мб, но обязательно степенью числа 2. Это связано с адресацией каждой ячейки. Адрес каждой ячейки является двоичным числом, поэтому количество ячеек должно быть таким, чтобы для каждой из них нашелся одинаковый по длине двоичный код.

Современные «планки» оперативной памяти имеют вид DDR-2, что означает, что их внутренняя тактовая частота в 2 раза выше частоты системной шины. В материнскую плату, имеющую слоты для оперативной памяти другого типа, такие планки просто не войдут.

Видеокарта – устройство, предназначенное для вывода изображения на экран монитора. Это наиболее дорогое и сложное устройство компьютера. Она имеет свой собственный процессор, чипсет, собственную тактовую частоту и оперативную память, которую называют видеопамятью. Подключается в материнской плате с помощью контроллеров AGP (устарел) и PCI-E.

Основные параметры видеокарты:

- Чипсет – набор микросхем. Обычно характеризует фирму-изготовитель. Выделяют двух лидеров: NVIDIA с их видеокартой (Ge Force) и ATI с видеокартой (Radeon). Отмечают, что первая славится своей производительностью, а у второй больше дополнительных мультимедиа возможностей.

- Объем оперативной памяти. Оперативная память необходима для хранения текстур. На сегодняшний момент вполне достаточных является показатель в 512 Мб.

- Разрядность шины. Нормальный показатель 256 бит.

- Интерфейс подключения к системной плате. Все современные платы имеют возможность подключения только к PCI-Express.

Сетевая карта – устройство, позволяющее осуществлять взаимодействие компьютеров посредством соединения их кабелем.

Процессор – основная деталь компьютера, производящая все вычисления и обеспечивающая выполнение команд. Представляет собой кремниевый кристалл квадратной формы. Соединяется с системной платой с помощью разъема типа «сокет». В ходе работы непременно нагревается, поэтому требует постоянного охлаждения. Для охлаждения используется радиатор, кулер, а в последнее время появилось и гидроохлаждение.

Жесткий диск – устройство долговременного хранения информации. Является энергонезависимой внешней памятью. Стоит отметить, что это единственное логическое устройство, имеющее движущиеся детали.

Параметры жесткого диска:

- емкость. Может достигать размера одного Тб.

- Объем кэш-памяти (до 8 Мб).

- Количество оборотов в минуту (до 10000).

Тип интерфейса. Здесь может быть только 2 стандарта: ATA (использует шлейф – специальный кабель – IDE) и SATA (использует специальный кабель SATA). В настоящее время стандарт ATA устарел. Имеется возможность подключения жесткого диска с интерфейсом IDE к SATA-шлейфу, используя специальный переходник