Функции микропроцессорного комплекта (чипсета)

Базовая аппаратная конфигурация персонального компьютера (стр. 7 из 9)

Функции микропроцессорного комплекта (чипсета)

PCMCIA (Personal Computer Memory Card International Association — стандарт международной ассоциации производителей плат памяти для персональных компьютеров). Этот стандарт определяет интерфейс подключения плоских карт памяти небольших размеров и используется в портативных персональных компьютерах.

USB

USB (Universal Serial Bus — универсальная последовательная магистраль). Это одно из последних нововведений в архитектурах материнских плат. Этот стандарт определяет способ взаимодействия компьютера с периферийным оборудованием.

Он позволяет подключать до 256 различных устройств, имеющих последовательный интерфейс. Устройства могут включаться цепочками (каждое следующее устройство подключается к предыдущему).

Производительность шины USB относительно невелика и составляет до 1,5Мбит/с, но для таких устройств, как клавиатура, мышь, модем, джойстик и т.п., этого достаточно.

Удобство шины состоит в том, что она практически исключает конфликты между различным оборудованием, позволяет подключать и отключать устройства в «горячем режиме» (не выключая компьютер) и позволяет объединять несколько компьютеров в простейшую локальную сеть без применения специального оборудования и программного обеспечения.

Функции микропроцессорного комплекта (чипсета)

Параметры микропроцессорного комплекта (чипсета) в наибольшей степени определяют свойства и функции материнской платы. В настоящее время большинство чипсетов материнских плат выпускаются на базе двух микросхем, получивших название «северный мост» и «южный мост».

«Северный мост» управляет взаимосвязью четырех устройств: процессора, оперативной памяти, порта AGP и шины PCI. Поэтому его также называют четырехпортовым контроллером.

«Южный мост» называют также функциональным контроллером. Он выполняет функции контроллера жестких и гибких дисков, функции моста ISA — PCI, контроллера клавиатуры, мыши, шины USB и т.п.

ПЕРИФЕРИЙНЫЕ УСТРОЙСТВА ПК

Периферийные устройства персонального компьютера подключаются к его интерфейсам и предназначены для выполнения вспомогательных операций. Благодаря им компьютерная система приобретает гибкость и универсальность.

По назначению периферийные устройства можно подразделить на:

— устройства ввода данных;

— устройства вывода данных;

— устройства хранения данных;

— устройства обмена данными.

Устройства ввода знаковых данных

Специальные клавиатуры

Клавиатура является основным устройством ввода данных. Специальные клавиатуры предназначены для повышения эффективности процесса ввода данных. Это достигается путем изменения формы клавиатуры, раскладки ее клавиш или метода подключения к системному блоку.

Клавиатуры, имеющие специальную форму, рассчитанную с учетом требований эргономики, называют эргономичными клавиатурами. Их целесообразно применять на рабочих местах, предназначенных для ввода большого количества знаковой информации.

Эргономичные клавиатуры не только повышают производительность наборщика и снижают общее утомление в течение рабочего дня, но и снижают вероятность и степень развития ряда заболеваний, например туннельного синдрома кистей рук и остеохондроза верхних отделов позвоночника.

Раскладка клавиш стандартных клавиатур далека от оптимальной. Она сохранилась со времен ранних образцов механических пишущих машин.

В настоящее время существует техническая возможность изготовления клавиатур с оптимизированной раскладкой, и существуют образцы таких устройств (в частности, к ним относится клавиатура Дворака).

Однако практическое внедрение клавиатур с нестандартной раскладкой находится под вопросом в связи с тем, что работе с ними надо учиться специально. На практике подобными клавиатурами оснащают только специализированные рабочие места.

По методу подключения к системному блоку различают проводные и беспроводные клавиатуры. Передача информации в беспроводных системах осуществляется инфракрасным лучом. Обычный радиус действия таких клавиатур составляет несколько метров. Источником сигнала является клавиатура.

Устройства командного управления

Специальные манипуляторы

Кроме обычной мыши существуют и другие типы манипуляторов, например: трекболы, пенмаусы, инфракрасные мыши.

Трекбол в отличие от мыши устанавливается стационарно, и его шарик приводится в движение ладонью руки. Преимущество трекбола состоит в том, что он не нуждается в гладкой рабочей поверхности, поэтому трекболы нашли широкое применение в портативных персональных компьютерах.

Пенмаус представляет собой аналог шариковой авторучки, на конце которой вместо пишущего узла установлен узел, регистрирующий величину перемещения.

Инфракрасная мышь отличается от обычной наличием устройства беспроводной связи с системным блоком.

Для компьютерных игр и в некоторых специализированных имитаторах применяют также манипуляторы рычажно-нажимного типа (джойстики) и аналогичные им джойпады, геймпады и штурвально-педальные устройства. Устройства этого типа подключаются к специальному порту, имеющемуся на звуковой карте, или к порту USB.

Устройства ввода графических данных

Для ввода графической информации используют сканеры, графические планшеты (дигитайзеры) и цифровые фотокамеры. Интересно отметить, что с помощью сканеров можно вводить и знаковую информацию. В этом случае исходный материал вводится в графическом виде, после чего обрабатывается специальными программными средствами (программами распознавания образов).

Планшетные сканеры

Планшетные сканеры предназначены для ввода графической информации с прозрачного или непрозрачного листового материала.

Принцип действия этих устройств состоит в том, что луч света, отраженный от поверхности материала (или прошедший сквозь прозрачный материал), фиксируется специальными элементами, называемыми приборами с зарядовой связью (ПЗС).

Обычно элементы ПЗС конструктивно оформляют в виде линейки, располагаемой по ширине исходного материала. Перемещение линейки относительно листа бумаги выполняется механическим протягиванием линейки при неподвижной установке листа или протягиванием листа при неподвижной установке линейки.

Основными потребительскими параметрами планшетных сканеров являются:

— разрешающая способность;

— производительность;

— динамический диапазон;

— максимальный размер сканируемого материала.

Разрешающая способность планшетного сканера зависит от плотности размещения приборов ПЗС на линейке, а также от точности механического позиционирования линейки при сканировании. Типичный показатель для офисного применения: 600-1200dpi (dpi — dots per inch — количество точек на дюйм). Для профессионального применения характерны показатели 1200-3000dpi.

Производительность сканера определяется продолжительностью сканирования листа бумаги стандартного формата и зависит как от совершенства механической части устройства, так и от типа интерфейса, использованного для сопряжения с компьютером.

Динамический диапазон определяется логарифмом отношения яркости наиболее светлых участков изображения к яркости наиболее темных участков. Типовой показатель для сканеров офисного применения составляет 1,8-2,0, а для сканеров профессионального применения — от 2,5 (для непрозрачных материалов) до 3,5 (для прозрачных материалов).

Ручные сканеры

Принцип действия ручных сканеров в основном соответствует планшетным. Разница заключается в том, что протягивание линейки ПЗС в данном случае выполняется вручную. Равномерность и точность сканирования при этом обеспечиваются неудовлетворительно, и разрешающая способность ручного сканера составляет 150-300dpi.

Барабанные сканеры

В сканерах этого типа исходный материал закрепляется на цилиндрической поверхности барабана, вращающегося с высокой скоростью.

Устройства этого типа обеспечивают наивысшее разрешение (2400-5000dpi) благодаря применению не ПЗС, а фотоэлектронных умножителей.

Их используют для сканирования исходных изображений, имеющих высокое качество, но недостаточные линейные размеры (фотонегативов, слайдов и т.п.).

Сканеры форм

Предназначены для ввода данных со стандартных форм, заполненных механически или «от руки». Необходимость в этом возникает при проведении переписей населения, обработке результатов выборов и анализе анкетных данных.

От сканеров форм не требуется высокой точности сканирования, но быстродействие играет повышенную роль и является основным потребительским параметром.

Штрих-сканеры

Эта разновидность ручных сканеров предназначена для ввода данных, закодированных в виде штрих-кода. Такие устройства имеют применение в розничной торговой сети.

Графические планшеты (дигитайзеры)

Эти устройства предназначены для ввода художественной графической информации.

Существует несколько различных принципов действия графических планшетов, но в основе всех их лежит фиксация перемещения специального пера относительно планшета.

Такие устройства удобны для художников и иллюстраторов, поскольку позволяют им создавать экранные изображения привычными приемами» наработанными для традиционных инструментов (карандаш, перо, кисть).

Цифровые фотокамеры

Как и сканеры, эти устройства воспринимают графические данные с помощью приборов с зарядовой связью, объединенных в прямоугольную матрицу.

Основным параметром цифровых фотоаппаратов является разрешающая способность, которая напрямую связана с количеством ячеек ПЗС в матрице. Наилучшие потребительские модели в настоящее время имеют до 1млн.

ячеек ПЗС и, соответственно, обеспечивают разрешение изображения до 800х1200 точек. У профессиональных моделей эти параметры выше.

Источник: https://mirznanii.com/a/111010-7/bazovaya-apparatnaya-konfiguratsiya-personalnogo-kompyutera-7

Функции микропроцессорного комплекта (чипсета)

Функции микропроцессорного комплекта (чипсета)

Замечание 1

Шины используются для передачи данных от ЦП к другим устройствам ПК. Для согласования передачи данных к отдельным компонентам, которые работают на своей частоте, используется микропроцессорный комплект (чипсет), от параметров которого в наибольшей степени зависят свойства и функции системной платы.

Большинство чипсетов материнских плат для современных ПК выпускаются на базе двух микросхем:

  • «Северный мост» (или четырехпортовый контроллер), управляющий взаимосвязью $4$-х устройств: ЦП, оперативной памяти, порта $AGP$ и шины $PCI$;
  • «Южный мост» (многофункциональный контроллер), выполняющий функции контроллера устройств, которые подключаются через соответствующие разъемы: жесткие и гибкие диски, функции моста $ISA – PCI$, устройства, которые находятся на системной плате (встроенная аудиосистема, сетевое устройство и др.); для внешних устройств: клавиатура, мышь, шины $USB$ и т.д.

В ранних версиях системных плат связь между обоими мостами обеспечивала шина $PCI$, контроллер которой располагался в северном мосте. У современных системных плат мосты соединены новой шиной повышенной производительности, а контроллер шины $PCI$ находится в южном мосте вместе с контроллерами остальных устройств.

Ничего непонятно?

Попробуй обратиться за помощью к преподавателям

Рисунок 1. Схема системной платы

Связь ЦП с мостами обеспечивается шиной $FSB$ ($Front \ Side \ Bus$). В современных ПК наиболее часто используются $Hyper-Transport$ и $SCI.$

Северный мост отвечает за функционирование наиболее производительных устройств – видеоадаптера через шину $PCI \ Express \ 16x$ и оперативной памяти с помощью шины памяти.

Южный мост позволяет функционировать менее скоростным устройствам, которые подключаются с помощью карт расширения (аудиокарта, сетевая карта, видеокарта и т.д.

) с помощью шины $PCI$ и шины $PCI \ Express$, оптическим дисководам и жестким дискам с помощью шины $ATA$ (ранее называлась $IDE$, сейчас – $PATA$ ($Parallel \ ATA$) и наиболее современной шины $SATA$.

Еще более медленные устройства подключаются к южному мосту с помощью шины $LPC$: микросхема $BIOS$, мультиконтроллер для связи с внешними устройствами через последовательные и параллельные порты (клавиатура, мышь, принтер и др.).

В наиболее современных ПК функции северного моста выполняет ЦП. Основной шиной в ПК является шина передачи данных между ЦП и Северным мостом. Следующая шина имеется между ЦП и оперативной памятью (раньше она была между Северным мостом и оперативной памятью). Рассмотрим шины, которые ведут к картам расширения.

Рисунок 2. Шины, ведущие к картам расширений

Для передачи данных в ПК используется специальная шина, состоящая из трех частей, которыми передаются данные, адреса и управляющие сигналы. Таким образом данные передаются тремя частями через:

  • шину адреса – для передачи адреса ячейки или порта к памяти или устройства ввода/вывода (УВВ);
  • шину данных – для передачи данных или команд;
  • шину управления – для передачи синхронизирующих сигналов и информации о состоянии устройств.

Рисунок 3. Общая схема взаимодействия устройств

Число линий адресной шины указывает на максимальное адресное пространство, куда можно направлять данные, в основном в оперативную память.

ЦП $8086$, который имел $20$ линий для адреса, мог адресовать $220 = 1$ Мб памяти; ЦП $286$ имел $24$ линии ($224 =16$ Мб), а ЦП $386 – 32$ линии ($232 = 4$ Гб). Современные же ПК имеют более $32$ линий. Т.е.

чем больше линий в адресной шине, тем большее количество оперативной памяти поддерживает системная плата.

Шина данных отвечает за непосредственную передачу данных. Таким образом, чем больше шина имеет линий, тем больше е количество данных она сможет передать за $1$ такт. При разработке шин компании разработчики постоянно увеличивает число линий – от $8$ в первых ПК до $32$ в современных системах.

Информация между ЦП и внешними устройствами (по отношению к системной плате) передается с помощью вставки плат в разъемы системной платы.

Следовательно, через эти разъемы невозможно передать больше данных, чем поддерживает внутренняя системная шина, и даже меньше, в зависимости от типа той шины, с которой работают карты расширения. Существует несколько видов шин и разъемов под них: $ISA$, $EISA$, $PCI$ и др.

В современных моделях ПК чаще всего применяется наиболее производительная шина $PCI-Е$. Но многие устройства до сих пор работают с менее производительными шинами, потому в современных системных платах установлены до $5$ разных шин и им соответствующих разъемов.

С помощью шины управления передаются сигналы, которые определяют характер обмена передаваемой информацией по магистрали – считывание или запись информации, синхронизируется обмен информацией между устройствами и т.д.

Источник: https://spravochnick.ru/informatika/arhitektura_personalnogo_kompyutera/funkcii_mikroprocessornogo_komplekta_chipseta/

Назначение чипсета материнской платы ПК

Функции микропроцессорного комплекта (чипсета)

Как вы, уже наверное, знаете, основными устройствами компьютера являются процессор и оперативная память (ОЗУ), а располагаются они на материнской плате. Но помимо них  на системной плате находится и еще один важный компонент, а именно, чипсет материнской платы.

Чипсет представляет собой комплект из нескольких микросхем, предназначенных для управления работой всех функциональных элементов материнской платы.

Помимо этого, чипсет является элементом, в котором «зашит» тот или иной набор функций и возможностей, которыми располагает материнская плата.

Чипсеты в современном понимании этого слова впервые появились в персональных компьютерах платформы Amiga Atari. На платформе Intel первый чипсет появился в компьютерах PC/AT (на базе процессоров i80286).

Состав «набора микросхем»

Вообще говоря, слово «чипсет» (chipset) в переводе с английского переводится как «набор микросхем». Как правило, однако, в современных компьютерах этот набор состоит из небольшого числа элементов – обычно это 2, иногда 3 микросхемы. А многие современные чипсеты, в частности некоторые чипсеты Intel, вообще обходятся всего лишь одним контроллером.

В традиционной схеме чипсет состоит из двух микросхем со вполне устоявшимся набором функций. Традиционно эти две микросхемы носят название «южный мост» и «северный мост». Это название пошло от того, что обычно «северный» чип располагается в верхней части материнской платы, а «южный» – соответственно, в нижней.

Мостами эти микросхемы называются не случайно, поскольку именно через них идет связь между всеми элементами компьютера, такими как процессор, оперативная память, шины ввода-вывода, шины накопителей, и.т.д. Но северный и южный мосты – это, скорее, обиходный термин.

Формальное название, которое носит северный мост – контроллер-концентратор памяти, а южный – контроллер-концентратор ввода/вывода.

Северный и южный мост связывает специальная шина для обмена данными. Если раньше эти данные передавались по шине ввода-вывода, такой как PCI, то сейчас у каждого производителя чипсетов для этой цели существует высокоскоростная шина своего собственного формата.

Схема взаимодействия чипсета со всеми элементами материнской платы.

Основные функции

Как уже было сказано, в функции chipset-а входит интеграция различных устройств,  расположенных на системной плате – памяти, процессора, шин в/в, портов, и.т.д. и координация их взаимодействия. Также чипсет часто содержит встроенную систему видео- и аудиовывода и сетевой контроллер.

Южный и северный мосты отвечают за различные функции. В ведении северного моста находятся высокоскоростные устройства, такие, как процессор, память, шина PCI-E. Также в северном мосту располагается встроенная видеосистема. Южный мост ответственен за всю остальную периферию, как правило, низкоскоростную.

Это шины PCI, SATA, USB и многие другие. Кстати, если вспомнить, что северный мост зовется контроллером памяти, то часто это правило не соблюдается, поскольку во многих моделях чипсетов управление памятью не входит в функции северного моста, а осуществляется за счет возможностей центрального процессора.

На многих материнских платах существует также небольшая микросхема Super I/O, ответственная за низкоскоростные порты, такие, как LPT и PS/2. Южный мост и контроллер Super I/O соединяет специальная шина.

Северный мост, chipset Intel 815

Южный мост

Производители и модели

Производство чипсета – это высокотехнологичный процесс, немногим менее сложный, чем производство процессоров, поскольку от качества чипсета и от набора тех функций, которые он поддерживает, зависят характеристики компьютера, а также его бесперебойная работа. Поэтому их производителей этих наборов микросхем сейчас в мире не так уж много – как правило, это фирмы, производящие сами процессоры – Intel и AMD, а также компании NVIDIA, VIA и SIS.

В настоящее время разработано очень много различных моделей чипсетов. Как правило,  определенные модели чипсетов предназначены для работы с определенными процессорами или линейками процессоров. Если вы хотите узнать название модели чипсета своей материнской платы, то следует помнить, что название модели чипсета пишется на микросхеме северного моста.

Заключение

Чипсет – это набор микросхем, обеспечивающий интеграцию и координирующий работу основных систем персонального компьютера, расположенных на системной плате. Чипсет определяет возможности  персонального компьютера и те функции, которые он поддерживает, кроме того, от надежной работы чипсета зависит производительность компьютера и его бесперебойная работа.

Источник: https://biosgid.ru/osnovy-ustrojstva-pk/chipset-materinskoy-platy-kompyutera-ili-nabor-mikroskhem.html

Booksm
Добавить комментарий