Презентация, доклад по информатике Микропроцессор и материнская плата (10 класс углубленный уровень И.Г. Семакин)

логических операций и операций управления, записанных в машинном коде), реализованный в виде одной микросхемы или комплекта из нескольких специализированных микросхем.

Конкретное расположение узлов микропроцессора на кристалле называется архитектурой. Несмотря на то что существует большое количество видов архитектуры, все микропроцессоры работают одинаково.
Устройства в микропроцессоре образуют своеобразную очередь и обрабатывают приходящую информацию в определенном порядке.

— это основной рабочий компонент компьютера, который выполняет арифметические и логические операции, заданные программой, управляет вычислительным процессом и координирует работу всех устройств компьютера.
Центральный процессор в общем случае содержит в себе:
- арифметико-логическое устройство;
- шины данных и шины адресов;
- регистры;
- счетчики команд;
- кэш — очень быструю память малого объема (от 8 до 4096Кбайт);
- математический сопроцессор чисел с плавающей точкой.

и другими узлами автомата, также регулирует обмен информацией между отдельными компонентами микропроцессора.
Устройства разделения на страницы и сегменты помогают устройству сопряжения с шиной устанавливать местонахождение информации.
Управляющее устройство дает команды остальным частям процессора собирать данные, производить вычисления и хранить результаты.
Электрическая схема арифметико-логического устройства осуществляет вычисления в микропроцессоре.
Устройство защитного тестирования проверяет, чтобы в команды и вычисления не вкралась ошибка.
Устройство предпочтительного доступа выстраивает последовательность команд для декодера, который осуществляет их перевод.
Декодер преобразует входные данные в форму, в которой исполняющее устройство может их обрабатывать.
Регистры предназначены для временного хранения данных, необходимые процессору, и промежуточных результатов вычислений.

кристалле. Основные характеристики микропроцессора.

1. Тип микропроцессора.
В зависимости от типа используемого микропроцессора и определенных им архитектурных особенностей компьютера различают пять классов ПК:
1. Компьютеры класса XT;
2. Компьютеры класса AT;
3. Компьютеры класса 386;
4. Компьютеры класса 486;
5. Компьютеры класса Pentium.
2. Тактовая частота микропроцессора.
Тактовая частота микропроцессора - количество импульсов, создаваемых генератором за 1 секунду.
Влияет на скорость работы микропроцессора. Чем выше тактовая частота, тем выше его быстродействие.
3. Быстродействие микропроцессора.
Быстродействие микропроцессора - это число элементарных операций, выполняемых микропроцессором в единицу времени (операции/секунда).
4. Разрядность пpоцессоpа.
Разрядность пpоцессоpа - максимальное количество pазpядов двоичного кода, которые могут обрабатываться или передаваться одновременно.

архитектуру взаимодействия всех основных подсистем компьютера.

производить над электрическим сигналом логические операции, применялись электронные лампы. Они были больших размеров и не всегда надежны.
В 1948 г. коллективом лаборатории компании «Белл Телефон» были созданы первые полупроводниковые транзисторы, которые заменили во многих областях техники громоздкие электронные лампы.

электронных калькуляторах, в них использовалась двоично-десятичная арифметика 4-х битных слов
В 1971 году фирмой Intel (США) создан первый микропроцессор - программируемое логическое устройство, изготовленное по технологии СБИС

время существования электронная промышленность пережила немало потрясений и революций. Коренной перелом - создание электронных микросхем на кремниевых кристаллах, которые заменили транзисторы и которые назвали интегральными схемами. Со времени своего появления интегральные схемы делились на: малые, средние, большие и ультрабольшие ( МИС, СИС, БИС и УБИС соответственно ). Все больше и больше транзисторов удавалось поместить на всё меньших и меньших по размерам кристаллах. Следовательно ультрабольшая интегральная схема оказывалась не такой уж большой по размеру и огромной по своим возможностям. Поэтому процессоры созданы именно на основе УБИС . Развитие микропроцессоров в электронной индустрии проходило настолько быстрыми темпами, что каждая модель микропроцессора становилась маломощной с момента появления новой модели, а ещё через 2-3 года считалсь устаревшей и снималась с производства.

OverDrive
Nehalem
Intel Larrabee
I960
Celeron

Микропроцессоры фирмы AMD

AMD Am9080
AMD K5
AMD K6
AMD K6-III
Alchemy (процессоры)
Duron
Am386
Am486
Athlon 64 FX

Фирма Sun Microsystems

UltraSPARC
UltraSPARC II
UltraSPARC III
UltraSPARC IV
UltraSPARC T1
UltraSPARC T2
UltraSPARC
T3MAJC
MB86900

пятислойный монтаж (количество слоев дорожек между слоями текстолита) и медные дорожки на нём с металлизированными отверстиями в районе переходов по уровням слоёв и в месте монтажа конденсаторов

интегрированных компонентов (звук, видео, сетевой контроллер и т. д.).
Тип поддерживаемой оперативной памяти.

карта,
Модем (внутренний)

Монитор

Шина памяти

Память
(RAM)

Системная
шина (FSB)

Hub
Interface

COM

USB

PCI

UDMA

Жесткие диски,
CD-ROM,
DVD-ROM

Сканер,
Принтер,
Web-камера,
Цифровая камера,
и фотоаппарат
Внешний HDD

LPT

PS/2

Мышь
Клавиатура
Модем (внешний)

Клавиатура

Принтер

подключение ЦПУ к узлам, использующим высокопроизводительные шины: ОЗУ, графический контроллер.

Южный мост периферийный контроллер — содержит контроллеры периферийных устройств (жёсткого диска, Ethernet, аудио), контроллеры шин для подключения периферийных устройств (шины PCI, PCI-Express и USB), а также контроллеры шин, к которым подключаются устройства, не требующие высокой пропускной способности (LPC — используется для подключения загрузочного ПЗУ; также шина LPC используется для подключения мультиконтроллера (англ. Super I/O) — микросхемы, обеспечивающей поддержку «устаревших» низкопроизводительных интерфейсов передачи данных: последовательного и параллельного интерфейсов, контроллера клавиатуры и мыши).

размеры системной платы для ПК, места ее крепления к корпусу; расположение на ней интерфейсов шин, портов ввода/вывода, разъёма центрального процессора и слотов для оперативной памяти, а также тип разъема для подключения блока питания.

Устаревшие: Baby-AT; Mini-ATX; полноразмерная плата AT; LPX.
Современные: АТХ; microATX; Flex-АТХ; NLX; WTX, CEB.
Внедряемые: Mini-ITX и Nano-ITX; Pico-ITX; BTX, MicroBTX и PicoBTX

В последних версиях форм-фактора определяются и требования и к системе охлаждения компьютера.

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

Для процессоров разных производителей требуются разные сокеты. Для нынешних процессоров компании Intel требуются системные платы с сокетами "LGA775" (Land Grid Array, Socket 775), "LGA1366" (Socket 1366) или "LGA1156" (Socket 1156), для процессоров AMD – "Socket AM2", "Socket AM2+" или "Socket AM3".

система ввода-вывода) — микросхема, которая отвечает за выполнение базовых функций и самопроверку системы каждый раз во время ее запуска.

Коннектор служит для подключения к ним шлейфов данных и приводов питания устройств, например вентиляторов

плате внешних устройств и управления ими. Таких контроллеров на плате много, но мы рассмотрим только некоторые из них.

Контроллеры IDE – предназначены для подключения к материнской плате устройств хранения и чтения информации – жестких дисков, CD/DVD-ROMов и т.д. контроллеры IDE уже устарели и на матерях, где встречается контроллер IDE их установлено два и к каждому можно подключить до двух устройств – ведущее Master и ведомое Slave. По умолчания первым ведущим всегда ставится жесткий диск, именно с него производится загрузка системы. Вторым ведущим ставится, как правило, CD/DVD-ROM. Если вы покупаете себе компьютер или отдельно материнскую плату, то вам следует отказать от IDE в пользу нового стандарта Serial ATA (SATA).

SerialATA – новый стандарт интерфейса жестких дисков. К каждому разъему SATA подключается только одно устройство и привычная схема Master/Slave уходит в прошлое. Интерфейс SerialATA позволяет передавать данные с наиболее большей скоростью, чем традиционный ATA. Но здесь один минус – разъемов стало нехватать. Поэтому при покупке системной платы обратите внимание на количество SATA разъемов, их должно быть как можно больше.

стандарт не только слота, но и самой шины (канал, по которому передается информация между устройствами компьютера). Уже долгое время слоты PCI служат для подключения внешних устройств (звуковая плата, сетевая карта и др. контроллеры). Слотов PCI на современных платах три, четыре. Их найти очень легко – они самые короткие и обычно белого цвета, разделенные перемычкой на две неравные части. Сегодня слоты PCI сочетаются с новыми слотами PCI-Express.

Слоты стандарта PCI Express PCI-X. В 2004 году компанией Intel была разработана последовательная шина PCI-Express с пропускной способностью около 4 Гб/с. Каждому устройству, подключенному к этой шине отводится собственный канал со скоростным показателем 250Мб/с. При этом можно использовать сразу несколько каналов, например, при передаче данных к видеокарте. Также к плюсам данной шины можно отнести «горячую замену» любого подключенного к ней устройства, даже не выключая питания системного блока.

PCI-Express имеет два типа слотов для подключения дополнительных плат:

Короткие PCI-Express x1 (скорость передачи данных – 250 Мб/с)
Длинные PCI-Express x16 (до 4 Гб/с) – для подсоединения видеокарты.

их легко различить среди всех разъемов, они снабжены специальными замочками-защелками.

Их может быть на плате от двух до четырех, что позволяет установить от 512 Мб до 4 Гб оперативной памяти. Следует напомнить, что слоты жестко привязаны к типу оперативной памяти, т.е. в слот, предназначенный для памяти DDR2 нельзя вставить память типа DDR3. Иногда бывает, что на одной «материнке» бывает установлено несколько слот для разных типов памяти.

ним разнообразной периферии.

LPT (параллельный порт)
COM (последовательный порт)
USB (универсальная последовательная магистраль)
ethernet – порт сеть

USB коннекторы

платы зависят не только от чипсета, но и также еще и от производителя.

У каждого производителя имеются свои особенности:

ASUSTeK – отличаются отличной оснасткой и стабильностью работы;

Abit - способна к разгону;

Gigabyte – имеют запасную микросхему BIOS, в случае повреждения которой можно легко восстановить;

Albatron и Foxconn – сравнительно при невысокой цене обладают максимальным быстродействием.