Зміст
Зміст    2
I. Вступ    3
II. Принципи будови ЕОМ    4
III. Мікропроцесор    7
1. Chip Set    9
2. BIOS    9
IV. Пам'ять    13
1. Cache-пам'ять    13
2. Зовнішня пам’ять    17
V. Шини і інтерфейси    18
1. Шини розширень    18
2. Локальні шини    20
3. Інтерфейси IDE і SCSI    22
VI. Висновок    25
VII. Список використаної літератури    26

I. Вступ
Найважливішим вузлом ПК є системна плата (main board), яку ще називаюсь материнською платою (motherboard). Системна плата є не у всіх комп'ютерах. У деяких ПК елементи, що зазвичай встановлюються на системній платі, розташовані на окремих платах розширення, вставлених в роз'єми системної плати - слоти розширення. У комп'ютерах такого типу плата з роз'ємами називається об'єднувальною платою (backplane), а системні блоки подібної конструкції називаються об'єднувальними системними блоками.
Об'єднувальна плата може бути пасивною і активною. На пасивній платі встановлюються роз'єми шини і, можливо, електричні схеми для обробки буферів і дискових накопичувачів. Решта всіх компонентів розташовується на одній або декількох платах розширення, що вставляються в роз'єми об'єднувальної плати. Іноді вся схема розміщується на одній платі розширення, яку називають системною, або материнською картою (mothercard). Така системна карта є, по суті, системною платою, що вставляється в роз'єм пасивної об'єднувальної плати. Системи такого типу рідко зустрічаються із-за дорожнечі високопродуктивних системних карт. Конструкції з об'єднувальною платою популярні в промисловості, де їх часто вмонтовують в стійках. Такою ж конструкцією відрізняються деякі могутні файл-серверы.
На активній об'єднувальній платі встановлений котроллер шини. Зазвичай на ній містяться і інші компоненти. У більшості комп'ютерів на активній об'єднувальній платі розташовуються практично всі вузли звичайної системної плати, окрім процесорного модуля. Процесорний модуль - це плата, на якій встановлені центральний процесор і всі пов'язані з ним вузли, наприклад схема синхронізації, кеш і так далі. Конструкція з процесорним модулем дозволяє легко перевести систему на інший процесор, змінивши всього одну плату. Фактично мова йде про модульну системну плату зі змінною секцією процесора. У більшості сучасних ПК об'єднувальна плата активна і має окремий процесорний модуль.

II. Принципи будови ЕОМ
Основні архітектурно-функціональні принципи побудови ЕОМ були розроблені і опубліковані в 1946 р. угорським математиком і фізиком Джоном фон Нейманом і його колегами Г. Голдстайном і А. Берксом в звіті, що став класичним, «Попереднє обговорення логічного конструювання електронного обчислювального пристрою».
Рис 1. Структурна схема функціонування ЕОМ


Ось ці основні принципи:
1. Обчислювальна машина повинна складатися з наступних частин:
Пристрій управління (ПУ) - пристрій, що керує порядком виконанням операцій, координує роботу обчислювальної машини в цілому і взаємозв'язок її з додатковими пристроями. ПУ формує команди управління пристроями (керуючі імпульси) і відправляє їх в певні моменти часу. Формує адреси елементів пам'яті, і передає ці адреси іншим пристроям ЕОМ.
Арифметико-логічний пристрій (АЛП) - призначено для виконання всіх арифметичних і логічних операцій над числовою і символьною інформацією.
Оперативний запам’ятовуючий пристрій, або оперативна пам'ять (ОЗП) - пристрій, безпосередньо пов'язаний з процесором і призначений для зберігання даних, що беруть участь в його операціях;
Зовнішній запам’ятовуючий пристрій (ЗЗП) - пристрій, призначений для тривалого зберігання великих масивів інформації  (дискета, жорсткий диск, компакт-диск);
Пристрої введення/виведення інформації - призначені для введення в ЕОМ даних і виведення результатів.
2. Програмне управління роботою ЕОМ. Програми складаються з окремих кроків - команд; команда здійснює одиничний акт перетворення інформації; послідовність команд, необхідна для реалізації алгоритму, є програмою; всі різновиди команд, що використовуються в конкретній ЕОМ, в сукупності є мовою машини або системою команд машини.
3. Принцип умовного переходу. Це можливість переходу в процесі обчислень на ту або іншу ділянку програми залежно від проміжних, отримуваних в ході обчислень, результатів. Завдяки принципу умовного переходу, число команд в програмі виходить у багато разів менше, ніж число виконаних машиною команд при виконання даної програми за рахунок багатократного входження в роботу ділянок програми.
4. Принцип програми, що зберігається. Цей один з найважливіших принципів полягає в тому, що команди представляються в числовій формі і зберігаються в тому ж ОЗП, що і початкові дані. Тільки команди для виконання вибираються з ОЗП в пристрій управління (ПУ), а числа (операнди) - в АП; але для машини і команда, і число є машинним словом, і якщо команду направити в АП як операнд, то над нею можна провести арифметичні операції, змінивши її. Це відкриває можливості перетворення програм в ході їх виконання; крім того, принцип програми, що зберігається в ОЗП, забезпечує однаковий час вибірки команд і операндів з ОЗУ для виконання, дозволяє швидко міняти програми або частини їх, вводити непрямі системи адресації, видозмінювати програми по певних правилах.
5. Принцип використання двійкової системи числення для уявлення інформації в ЕОМ. Цей принцип істотно розширив номенклатуру фізичних приладів і явищ, які можна використовувати в АП і ЗП ЕОМ. Дійсно, в двійковій системі є тільки дві цифри 0 і 1, тому вони можуть зображатися положенням будь-якої системи з двома стійкими станами, наприклад тріодом у відкритому і закритому стані, станом трігера, ділянкою феромагнітної поверхні - намагніченим або не намагніченим, динамічно - відсутністю або наявністю електричного імпульсу і тому подібне Кількість інформації визначається одиницею (біт) в двійковій системі числення; до логічних схем, побудованих по двійковій системі числення, може бути застосований добре розроблений математичний апарат алгебри логіки. Двійкова система єдино-можлива система представлення інформації в ЕОМ, на сьогоднішній день.
6. Принцип ієрархічності ЗП. З самого початку розвитку ЕОМ існувала невідповідність між швидкодією АП і ОЗП; виконуючи ОЗП на тих же елементах, що і логічні пристрої, вдавалося частково вирішити цю невідповідність, але таке ОЗП виходило дуже дорогим і значно збільшувало кількість радіоламп в ЦОМ, знижуючи в цілому її надійність; ієрархічна побудова ЗП дозволяє мати швидкодіючий оперативний ЗП (ОЗП) порівняно невеликій ємкості тільки для операндів і команд, що беруть участь в рахунку в даний момент і найближчим часом. Наступний нижчий рівень - це зовнішнє ЗП (ЗЗП); ОЗП достатньо швидко, за соті долі секунди, може обмінятися з ЗЗП цілим масивом даних; ємкість ЗЗП на порядок більше, чим ємкість ОЗП. Ієрархічність ЗП в ЕОМ є важливим компромісом між ємкістю і швидким доступом до даним, що забезпечують вимоги швидкодії, великій ємкості пам'яті, відносної дешевизни і надійності.


III. Мікропроцесор
Процесор, мікропроцесор, центральний процесор (Central Processing Unit. CPU). Достатні багато назв, але суть одна - функціонально-закінчений програмно-керований пристрій, призначений для обробки інформації, і виконаний на базі однієї або декількох великих або надвеликих інтегральних схем. На сучасних комп'ютерах може бути встановлене декілька центральних процесорів, на персональних, як правило, тільки один центральний процесор. Але майже кожен сучасний комп'ютер має в своєму складі декілька мікросхем, що виконують функції локального процесора: мікросхема відповідає за роботу системної плати, мікросхема відповідає за роботу контроллера гнучких і жорстких дисків і деякі інші. У літературі їх, як правило, називають не процесором, а простіше - чіпом, щоб розрізняти з центральним процесором. Але, будь-який сучасний персональний комп'ютер можна, по праву, називати багатопроцесорним пристроєм, хоча при цьому центральний процесор встановлений на даному комп'ютері тільки один.
У комп'ютерів п'ятого покоління функції центрального процесора виконує мікропроцесор (МП) - надвелика інтегральна схема (НВІС), реалізована в єдиному напівпровідниковому кристалі площею 0,1 см2.
Виконання мікропроцесором команди передбачає арифметичні дії, логічні операції, передачу управління (умовну і безумовну), переміщення даних з одного місця пам'яті в інше і координацію взаємодії різних пристроїв ЕОМ.
Процесори характеризуються швидкістю (тактовою частотою) обробки інформації і розрядністю.
При перемножуванні великих величин виходять значення, які не уміщаються в арифметичному пристрої, що сильно зменшує швидкість обчислень або зовсім приводить до зупинки ЕОМ. Для уникнення цього потрібно, щоб числа мали масштаб менше одиниці. Тому в ЕОМ прийняті форми представлення чисел з плаваючою комою. Число, записане в природній формі, наприклад 697,229, може бути представлене в такій формі, як 0,697229 • 10^3. Перша частина числа називається мантисою, а друга - порядком, порядок записується тільки ступенем підстави числення і визначає місце коми в мантисі числа.
Для поліпшення показників при виконанні операцій з плаваючою комою, на які навіть наймогутніші універсальні мікропроцесори витрачають достатньо багато часу, створено і використовується спеціальний пристрій - математичний співпроцесор. Ця інтегральна схема, що працює у взаємодії з центральним МП, призначена тільки для виконання математичних операцій. У них немає потреби, якщо робота на комп'ютері йде з базами даних або звичайними текстовими редакторами, але якщо йде робота з електронними таблицями, з тривимірною графікою, видавничими пакетами, спеціальними програмами по математичному моделюванню, та відсутність математичного співпроцесора істотно знижує продуктивність комп'ютера. Тому все МП фірми Intel, починаючи з i486, мають вбудовані співпроцесори, що помітно підвищує їх продуктивність.
Інтерфейсна система мікропроцесора. Реалізує сполучення і зв'язок з іншими компонентами ПК. Включає внутрішній інтерфейс процесора, буферні регістри, що запам'ятовують, схеми управління портами введення-виведення і системною шиною.
Системна шина. Основна інтерфейсна система ПК, що забезпечує сполучення і зв'язок всіх пристроїв між собою. Системна шина забезпечує передачу даних між:
1. Мікропроцесором і основною пам'яттю;
2. Мікропроцесором і портами введення-виведення зовнішніх пристроїв;
3. Основною пам'яттю і портами введення-виведення зовнішніх пристроїв.
Всі блоки, а точніше їх порти введення-виведення, підключаються або безпосередньо, або через спеціальні пристрої - контроллери. Управління системною шиною здійснюється процесором.

1. Chip Set
Chipset- це набір або одна мікросхема, на яку і покладається основне навантаження по забезпеченню центрального процесора даними і командами, а також, по управлінню периферією (відео карта, звукова система, оперативна пам'ять, дискові накопичувачі і різні порти введення/виведення). Вони містять в собі контроллери переривань прямого доступу до пам'яті, зазвичай в одну з мікросхем набору входить також годинник реального часу з CMOS-памятью і іноді - клавіатурний контроллер. Проте ці блоки можуть бути присутніми і у вигляді окремих чіпів. У останніх розробках до складу мікросхем набору для інтегрованих плат почали включатися і контроллери зовнішніх пристроїв. Зовні мікросхеми Chipset'а виглядають, як найбільші після процесора, по кількість виводів від декількох десятків до двох сотень. Останні розробки Chipset'а використовують власні імена; у ряді випадків це - фірмова назва (INTEL, VIA, Viper). Тип набору в основному визначає функціональні можливості плати: типи підтримуваних процесорів, структура об'єм Кеша, можливі поєднання типів і об'ємів модулів пам'яті, підтримка режимів енергозбереження, можливість програмної настройки параметрів і тому подібне. На одному і тому ж наборі може випускатися декілька моделей системних плат, від простих до досить складних з інтегрованими контроллерами портів, дисків, відео і т.д. Chipset системної плати містить пристрої управління (контроллери) для клавіатури, флоппі-диска, вінчестера, CD-ROMа, миші і ін., і організовує взаємодію між процесором і іншими вузлами комп'ютера. Chipset’ом також називають і інші спеціалізовані набори, наприклад, графічний Chipset для відеокарти.

2. BIOS
Basic Inрut Outрut System - основна система введення-виведення, зашита в ПЗП (звідси назва ROM BIOS). Призначення полягає у виконанні найбільш простих і універсальних послуг операційної системи, пов'язаних із здійсненням введення-виведення. Вона є набором програм перевірки і обслуговування апаратури комп'ютера, і виконує роль посередника між DOS і апаратурою. BIOS отримує управління при включенні і скиданні системної плати, тестує саму плату і основні блоки комп'ютера - відеоадаптер, клавіатуру, контроллери дисків і портів введення/виводу, настроює Chiрset плати і завантажує зовнішню операційну систему. При роботі під DOS і Windows BIOS управляє основними пристроями, при роботі під OS/2, UNIX, Windows NT - BIOS практично не використовується, виконуючи лише початкову перевірку і настройку.
Раніше BIOS зашивався в одноразово програмовані ПЗП або в ПЗП з ультрафіолетовим стиранням; зараз в основному випускаються плати з електрично перепрограмованими ПЗП (Flash ROM), які допускають перешивку BIOS засобами самої плати. Це дозволяє виправляти заводські помилки в BIOS, змінювати заводські умовчання, програмувати власні екранні заставки і тому подібне Тип мікросхеми ПЗП зазвичай можна визначити по маркіровці: 27 xxxx звичайний ПЗП, 28xxxx або 29xxxx - flash. Якщо на корпусі мікросхеми 27xxxx є прозоре вікно - це ПЗП з ультрафіолетовим стиранням, яке можна «перешити» програматором; якщо вікна немає - це одноразово програмований ПЗП.
Складові частини BIOS.
BIOS - Базова система введення-виведення (Basic Input Output System) називається так тому, що включає обширний набір програм введення-виведення, завдяки яким операційна система і прикладні програми можуть взаємодіяти з різними пристроями як самого комп'ютера, так і подключеними до нього. Взагалі кажучи, в РС система BIOS займає особливе місце. З одного боку, її можна розглядати як складову частину апаратних засобів, з іншого боку, вона є як би одним з програмных модулів операційної системи. Сам термін BIOS, мабуть, запозичений з операційної системи CP/M, в якій модуль з подібною назвою був реалізований програмно і виконував приблизно подібні дії.
Більшість сучасних відеоадаптерів, а також контроллери накопичувачів мають власну систему BIOS, яка зазвичай доповнює системну. У багатьох випадках програми, що входять в конкретну BIOS, замінюють відповідні програмні модулі основної BIOS. Виклик програм BIOS, як правило, здійснюється через програмні або апаратні переривания.
Система BIOS в РС реалізована у вигляді однієї мікросхеми, встановленої на материнській платі комп'ютера. Відмітимо, що назва ROM BIOS в даний час не зовсім справедливо, бо «ROM» - припускає використання постійних пристроїв (ROM - Read Only Memory), що запам'ятовують, а для зберігання код BIOS в даний час застосовуються в основному перепрограмовані (стирані електрично або за допомогою ультрафіолетового випромінювання) пристрої, що запам'ятовують. Мало того, найбільш перспективною для зберігання системи BIOS є зараз флэш-память. Це дозволяє легко модифікувати старі або додавати додаткові функції для підтримки нових пристроїв, що підключаються до комп'ютера.
Оскільки вміст ROM BIOS фірми IBM було захищено авторським правом, тобто його не можна піддавати копіюванню, та більшість інших виробників комп'ютерів вимушена була використовувати мікросхеми BIOS незалежних фірм, системи BIOS яких, зрозуміло, були практично повністю сумісні з оригіналом. Найбільш відомі з цих фірм три: American Megatrends Inc. (AMI), Award Software і Phoenix Technologies. Відмітимо, що конкретні версії BIOS нерозривно пов'язані з набором мікросхем (chipset), використовуваним на системній платі. До речі, компанія Phoenix Technologies вважається піонером у виробництві ліцензійно-чистих BIOS. Саме у них вперше були реалізовані такі функції, як завдання типу жорсткого диска, підтримка приводу флоппі-дисків ємкістю 1,44 Мбайта і так далі Більш того, вважається, що процедура POST цих BIOS має наймогутнішу діагностику. Ради справедливості треба відзначити, що BIOS компанії AMI найбільш поширені. За деякими даними, AMI займає близько 60% цього сегменту ринку. Крім того, з програми Setup AMI BIOS можна викликати декілька утиліт для тестування основних компонентів системи і роботи з накопичувачами. Проте при їх використанні особливу увагу слід звернути на тип інтерфейсу, який використовує привід накопичувача.
Система BIOS в комп'ютерах, нерозривно пов'язана з CMOS RAM. Під цим розуміється «незмінна» пам'ять, в якій зберігається інформація про поточні показання годинників, значення часу для будильника, конфігурації комп'ютера: кількості пам'яті, типах накопичувачів і т.д. Саме цієї інформації потребують програмні модулі системи BIOS. Своєю назвою CMOS RAM зобов'язана тому, що ця пам'ять виконана на основі CMOS-структур (CMOS-Complementary Metal Oxide Semiconductor), які, як відомо, відрізняються малим енергоспоживанням. Відмітимо, що CMOS-память енергонезалежна тільки тому, що постійно подживлюється, наприклад, від акумулятора, розташованого на системній платі, або батареї гальванічних елементів, як правило, змонтованою на корпусі системного блоку. Більшість системних плат допускають живлення CMOS RAM як від вбудованого, так і від зовнішнього джерела.
У разі пошкодження мікросхеми CMOS RAM (або розряді батареї або акумулятора) програма Setup має можливість використовувати якусь інформацією за умовчанням (BIOS Setup Default Values), яка зберігається в таблиці відповідної мікросхеми ROM BIOS. До речі, на деяких материнських платах живлення мікросхеми CMOS RAM може здійснюватися як від внутрішнього, так і від зовнішнього джерела. Вибір визначається установкою відповідної перемички.
Програма Setup підтримує установку декількох режимів енергозбереження, наприклад Doze (що дрімає), Standby (очікування, або резервний) і Suspend (припинення роботи). Дані режими перераховані в порядку зростання економії електроенергії. Система може переходити в конкретний режим роботи після закінчення певного часу, вказаного в Setup. Крім того, BIOS зазвичай підтримує і специфікацію АРМ (Advanced Power Management). Вперше її запропонували фірми Microsoft і Intel. У їх сумісному документі містилися основні принципи розробки технології управління споживаною портативним комп'ютером потужністю.
Нагадаємо, що завдання повній конфігурації комп'ютера здійснюється не тільки установками з програми Setup, але і замиканням (або розмиканням) відповідних перемичок на системній платі. Призначення кожною з них вказано у відповідній документації.

IV. Пам'ять
1. Cache-пам'ять
Одним із способів підвищення швидкодії МП є використання кеш-пам'яті (Cache - запас), розташованої між центральним процесором і ОЗУ. Cache - сама швидкодіюча частина оперативної пам'яті, до якої процесор звертається безпосередньо, а не через системну шину. Вона має відносно невеликий об'єм і зберігає в собі найбільш часто використовувані ділянки оперативної пам'яті, а оскільки час доступу до кеш-пам'яті у декілька разів менше ніж до оперативної, то середній час доступу до пам'яті зменшується.
Фізично Cache є частиною пристрою процесора або окремими мікросхемами пам'яті. У сучасних комп'ютерах використовуються два рівні Cache'а: L1 (найшвидший, але невеликого розміру, перший рівень) усередині процесора, і L2 (другий рівень), який може знаходитися як усередині (Celeron "А"), так і зовні (Pentium).
Функціонально кеш-пам'ять призначена для узгодження швидкості роботи порівняно повільних пристроїв з відносно швидким МП.
Основна пам'ять призначена для зберігання і оперативного обміну інформацією з іншими блоками комп'ютера. Ділиться на постійний запаам’ятовуючий пристрій (ПЗП), і оперативний запам’ятовуючий пристрій (ОЗП).
1.ПЗП (ROM)  служить для зберігання незмінної програмної і довідкової інформації. Це різного роду параметри інших пристроїв, а також записані в BIOS програми перевірки і обслуговування апаратури.
2.ОЗП (Оперативна пам'ять) - це обов'язкова складова частина комп'ютера, що призначена для зберігання змінної інформації і допускає зміну свого вмісту в ході виконання процесором операцій по обробці інформації. Вся інформація, що вводиться в ЕОМ і виникає в ході її роботи, зберігається в цій пам'яті. ОП є сукупністю осередків, розділених на розряди для зберігання в кожному біті інформації. У будь-який елемент пам'яті може бути записаний деякий набір нулів і одиниць, створюючий машинне слово - фіксовану, впорядковану послідовність бітів, що розглядається апаратною частиною комп'ютера як єдине ціле. Машинне слово може бути різної довжини залежно від типу ЕОМ і визначає найбільше число, яке може утримуватися в елементі пам'яті. При байтовій архітектурі мінімальною одиницею вимірювання інформації є байт, а машинне слово (команда процесора) може дорівнювати 2, 4 або 8 байтам. Отже, можна говорити про об'єм пам'яті комп'ютера, вимірювати його в кілобайтах, мегабайтах, гігабайтах відповідно до кількості байтових осередків як дискретних структурних одиниць пам'яті.
Крім дискретності структури властивістю оперативної пам'яті є її адресність. Всі елементи пам'яті пронумеровані, номер комірки - це її адреса. Він дозволяє відрізняти комірки одну від одної, звертатися до будь-якої комірки, щоб записати в неї нову інформацію замість старої або скористатися такою, що вже зберігається в комірці, для виконання якихось дій з нею. При такому прочитуванні слово, що зберігається в комірці, не змінюється. У оперативній пам'яті у вигляді послідовності машинних слів зберігаються як дані, так і програми. Оскільки у будь-який момент часу доступ може здійснюватися до довільно вибраної комірки, то цей вид пам'яті також називають пам'яттю з довільною вибіркою - RAM (Random Access Memory).
З мікросхем пам'яті (RAM - Random Access Memory, пам'ять з довільним доступом) використовується два основні типи: статична (SRAM - Static RAM) і динамічна (DRAM - Dynamic RAM).
У статичній пам'яті елементи (комірки) побудовані на різних варіантах трігерів-схем з двома стійкими станами. Після запису бита в такий осередок вона може перебувати в цьому стані скільки завгодно довго - необхідна тільки наявність живлення. При зверненні до мікросхеми статичної пам'яті на неї подається повна адреса, яка за допомогою внутрішнього дешифратора перетвориться в сигнали вибірки конкретних комірок. Елементи статичної пам'яті мають малий час спрацьовування (одиниці-десятки наносекунд), проте мікросхеми на їх основі мають низьку питому щільність даних (порядку одиниць Мбіт на корпус) і високе енергоспоживання. Тому статична пам'ять використовується в основному як буферна (кеш-пам'ять).
У динамічній пам'яті комірки побудовані на основі областей з накопиченням зарядів, що займають набагато меншу площу, ніж трігери, і практично не споживаючих енергії при зберіганні. При записі біта в таку комірку, в ній формується електричний заряд, який зберігається протягом декількох мілісекунд; для постійного збереження заряду комірки необхідно регенерувати-перезаписувати вміст для відновлення зарядів. Осередки мікросхем динамічної пам'яті організовані у вигляді прямокутної (зазвичай - квадратною) матриці; при зверненні до мікросхеми на її входи спочатку подається адреса рядка матриці, що супроводжується сигналом RAS (Row Address Strobe - строб адреси рядка), потім, через деякий час - адреса стовпця, що супроводжується сигналом CAS (Column Address Strobe - строб адреси стовпця). При кожному зверненні до осередку регенерують всі комірки вибраного рядка, тому для повної регенерації матриці досить перебрати адреси рядків. Елементи динамічної пам'яті мають більший час спрацьовування (десятки-сотні наносекунд), але велику питому щільність (порядку десятків Мбіт на корпус) і менше енергоспоживання. Динамічна пам'ять використовується як основна.
Звичайні види SRAM і DRAM називають також асинхронними - тому, що установка адреси, подача сигналів, що управляють, і читання-запис даних можуть виконуватися в довільні моменти часу - необхідне тільки дотримання тимчасових співвідношень між цими сигналами. У ці тимчасові співвідношення включені так звані охоронні інтервали, необхідні для стабілізації сигналів, які не дозволяють досягти теоретично можливої швидкодії пам'яті. Існують також синхронні види пам'яті, одержуючі зовнішній синхросигнал, до імпульсів якого жорстко прив'язані моменти подачі адрес і обміну даними; крім економії часу на охоронних інтервалах, вони дозволяють більш повно використовувати внутрішню конвеєризацію і блоковий доступ.
FРM DRAM (Fast Рage Mode DRAM - динамічна пам'ять з швидким сторінковим доступом) активно використовується в останні декілька років. Пам'ять із сторінковим доступом відрізняється від звичайної динамічної пам'яті тим, що після вибору рядка матриці і утриманням RAS допускає багатократну установку адреси стовпця, а також швидку регенерацію по схемі «CAS раніше RAS». Перше дозволяє прискорити блокові передачі, коли весь блок даних або його частина знаходяться усередині одного рядка матриці, званої в цій системі сторінкою, а друге - понизити накладні витрати на регенерацію пам'яті.
EDO (Extended Data Out - розширений час утримання даних на виході) фактично є звичайними мікросхемами FPM, на виході яких встановлені регістри-замичі даних. При сторінковому обміні такі мікросхеми працюють в режимі простого конвеєра: утримують на виходах даних вміст останньсї вибраної комірки, тоді як на їх вході вже подається адреса наступної вибираної комірки. Це дозволяє приблизно на 15 % в порівнянні з FPM прискорити процес прочитування послідовних масивів даних. При випадковій адресації така пам'ять нічим не відрізняється від звичайної.
BEDO (Burst EDO - EDO з блоковим доступом) - пам'ять на основі EDO, що працює не одиночними, а пакетними циклами читання/запису. Сучасні процесори, завдяки внутрішньому і зовнішньому кешуванню команд і даних, обмінюються з основною пам'яттю переважно блоками слів максимальної ширини. У разі пам'яті BEDO відпадає необхідність постійної подачі послідовних адрес на вході мікросхем з дотриманням необхідних тимчасових затримок - досить спробувати перехід до чергового слова окремим сигналом.
SDRAM (Synchronous DRAM - синхронна динамічна пам'ять) - пам'ять з синхронним доступом, що працює швидше звичайної асинхронної (FРM/EDO/BEDO). Крім синхронного методу доступу, SDRAM використовує внутрішнє розділення масиву пам'яті на два незалежні банки, що дозволяє суміщати вибірку з одного банку з установкою адреси в іншому банку. SDRAM також підтримує блоковий обмін. Основна вигода від використання SDRAM полягає в підтримці послідовного доступу в синхронному режимі, де не вимагається додаткових тактів очікування. При випадковому доступі SDRAM працює практично з тією ж швидкістю, що і FPM/EDO.
РВ SRAM (Pipelined Burst SRAM - статична пам'ять з блоковим конвеєрним доступом) - різновид синхронних SRAM з внутрішньою конвеєризацією, за рахунок якої приблизно удвічі підвищується швидкість обміну блоками даних.
2. Зовнішня пам’ять
Зовнішня пам'ять використовується для довготривалого зберігання інформації. Цей вид пам'яті підтримується використанням різних видів пристроїв, що запам'ятовують. Але основним можна рахувати накопичувачі на жорстких магнітних дисках. До недавнього часу достатньо великий відсоток займали накопичувачі на гнучких магнітних дисках, але в даний час вони все більше витісняються накопичувачами, типу: CD, DVD, JAZ, ZIP і подібними до них. Не можна не сказати і про стример, накопичувач на магнітній стрічці. Перетворення даних при передачі даних від системної шини до пристроїв зовнішньої пам'яті виконується контроллером гнучких і жорстких дисків, або через стандартні паралельний або послідовний порти.


V. Шини і інтерфейси
Інтерфейс - пристрій сполучення різних систем представлення даних (може забезпечувати логічну і фізичну взаємодію систем і програм обчислювальної системи або обмін інформацією між користувачем і комп'ютером);
Окремі компоненти системного блоку зв'язані за допомогою внутрішньомашинного системного інтерфейсу, тобто системи зв'язку і сполучення вузлів і блоків ЕОМ між собою, який представлений сукупністю електричних ліній зв'язку, схем сполучення з окремими компонентами комп'ютера, протоколів передачі і перетворення сигналів.
Існує два варіанти внутрішньомашинного інтерфейсу:
Багатозв'язковий інтерфейс, коли кожен блок пов'язаний з іншими своїми локальними проводами.
Однозв’язковий інтерфейс, коли всі блоки зв'язані один з одним через загальну або системну шину. Ця система набула найбільшого поширення.
Як системна шина використовуються шини двох типів:
Шини розширень, що дозволяють підключати велике число найрізноманітніших пристроїв.
Локальні шини, що спеціалізуються на обслуговуванні невеликого класу певних пристроїв.
1. Шини розширень
Перша шина, яка була використана в сімействі IBM РС, - це шина Multibus1. На її основі створено дві модифікації:
Шина PC/XT bus (Personal Computer Extended Technology, буквально, персональний комп'ютер з розширеною технологією). 8 - розрядна шина даних і 20 - розрядна адресна шина, з тактовою частотою 4,77 Мгц. Містить 4 лінії для апаратних переривань і 4 канали прямого доступу в пам'ять (DMA - Direct Memory Access). Адресний простір до 1 Мб. Використовувалася з процесорами 8086, 8088.
Шина PC/AT bus (Personal Computer Advanced Technology - ПК з вдосконаленою технологією). 16 - розрядна шина даних і 24 розрядна адресна шина, з тактовою частотою до 8 Мгц, але може використовуватися і з процесором на 16 Мгц, оскільки контроллер шини може ділити частоту навпіл. Містить 7 ліній для апаратних переривань і 4 канали DMA. Використовувалася з процесорами 80286.
Шина ISA (Industry Standard Architecture - архитектура промышленного стандарта). 16 - разрядная шина данных и 24 разрядная адресная шина, с тактовой частотой до 8 Мгц, но может использоваться и с процессором до 50 Мгц. Содержит до 15 линии для аппаратных прерываний и до 11 каналов DMA. Адресное пространство увеличено до 16 Мб.

Шина EISA (Extended ISA - Розширена архітектура промислового стандарту). 32- розрядні шина даних і адресного простору, була створена в 1989 році. Адресний простір до 4 Гб. Пропускна спроможність 33 Мб/с. Повністю сумісна з ISA.
Шина MCA (Micro Channel Architecture - мікроканальна архітектура) - шина комп'ютерів РS/2 фірми IBM. Не сумісна ні з однією іншою, розрядність - 32/32 (базова - 8/24, останні - як розширення). Підтримує Bus Mastering, має арбітраж і автоматичну конфігурацію, синхронна (жорстко фіксована тривалість циклу обміну), гранична пропускна спроможність - 40 Мб/с. Виконана на базі одно-трьох секційному роз'ємі (такий же, як у VLB). Перша, основна, секція - 8-розрядна (90 контактів), друга - 16-розрядне розширення (22 контакти), третя - 32-розрядне розширення (52 контакти). У основній секції передбачені лінії для передачі звукових сигналів. Додатково поряд з одним з роз'ємів може встановлюватися роз'їм відео розширення (20 контактів). EISA і MCA багато в чому паралельні, поява EISA була обумовлена власністю IBM на архітектуру MCA.
2. Локальні шини
У зв'язку із стрімким зростанням швидкодії процесорів і появою програм, що вимагають великої кількості інтерфейсних операцій, розробники пішли по шляху створення локальних шин, що підключаються безпосередньо до шини мікропроцесора, і що працюють на відповідній тактовій частоті процесора.
Існує декілька основних стандартів універсальних локальних шин:
Шина VLB (VESA Local Bus - локальна шина стандарту VESA) - 32-розрядне доповнення до шини ISA створена в 1992 році Асоціацією стандартів відео устаткування (VESA - Video Electronics Standards Association). Конструктивно є додатковим роз'ємом (116-контактний, як у MCA) при роз'ємі ISA. Розрядність - 32/32, тактова частота - 25..50 Мгц, гранична швидкість обміну - 130 Мб/с. Електрично виконана у вигляді розширення локальної шини процесора - більшість вхідних і вихідних сигналів процесора передаються безпосередньо VLB-платам без проміжної буферизації. Через це зростає навантаження на вихідні каскади процесора, погіршується якість сигналів на локальній шині і знижується надійність обміну по ній. Тому VLB має жорстке обмеження на кількість встановлюваних пристроїв: при 33 Мгц - три, 40 Мгц - два, і при 50 Мгц - одне, причому бажано - інтегроване в системну плату.
Шина РCI (Рeriрheral Comрonent Interconnect - з'єднання зовнішніх пристроїв) - розвиток VLB убік EISA/MCA. Створена в 1993 році фірмою Intel. Не сумісна ні з якими іншими, розрядність - 32/32 (розширений варіант - 64/64), тактова частота - до 33 Мгц (РCI 2.1 - до 66 Мгц), пропускна спроможність - до 132 Мб/с (264 Мб/с для 32/32 на 66 Мгц і 528 Мб/с для 64/64 на 66 Мгц), підтримка Bus Mastering і автоконфігурації. Кількість роз'ємів шини на одному сегменті обмежена чотирма. Сегментів може бути декілька, вони з'єднуються один з одним за допомогою мостів (bridge). Сегменти можуть об'єднуватися в різній топології (дерево, зірка і тому подібне). Роз'єм схожий на MCA/VLB, але трохи довше (124 контакти). 64-розрядний роз'єм має додаткову 64-контактну секцію з власним ключем. Всі роз'єми і карти до них діляться на підтримуючі рівні сигналів 5 В, 3.3 В і універсальні; перші два типи повинні відповідати один одному, універсальні карти ставляться в будь-який роз'єм. Ця шина, хоча і є локальною, виконує багато функцій шини розширення, зокрема шини розширення ISA, EISA, MCA, за наявності шини PCI підключаються не безпосередньо до процесора, а до самої шини PCI. Найпопулярніша шина в даний час, використовується також на інших комп'ютерах.
Необхідно сказати ще про одну шину, РCMCIA (Рersonal Comрuter Memory Card International Association - асоціація виробників плат пам'яті для персональних комп'ютерів) - зовнішня шина комп'ютерів класу NoteBook. Інша назва модуля PCMCIA - РС Card. Гранично проста, розрядність - 16/26 (адресний простір - 64 Мб), підтримує автоконфігурацію, можливе підключення і відключення пристроїв в процесі роботи комп'ютера. Виконана на базі мініатюрного 68-контактного роз'єму. Контакти живлення зроблені довшими, що дозволяє вставляти і виймати карту при включеному живленні комп'ютера.
Окрім цього, з'явилися ще ряд нових інтерфейсів для підключення деяких пристроїв:
USB (Universal Serial Bus - універсальна послідовна магістраль) - новий інтерфейс для підключення різних зовнішніх пристроїв. Передбачає підключення до 127 зовнішніх пристроїв до одного USB-каналу (за принципом загальної шини), реалізації зазвичай мають по два канали на контроллер. Обмін по інтерфейсу - пакетний, швидкість обміну - 12 Мбіт/с.
AGР (Accelerated Graрhics Рort - прискорений графічний порт) інтерфейс для підключення відеоадаптера до окремої магістралі AGР, що має вихід безпосередньо на системну пам'ять. У системній пам'яті розміщуються переважно текстури тривимірних об'єктів, що вимагають швидкого доступу з боку як процесора, так і відеоадаптера. Інтерфейс виконаний у вигляді окремого роз'єму, в який встановлюється AGР-видеоадаптер.
ACРI (Advanced Configuration Рower Interface - інтерфейс розширеної конфігурації по живленню) - запропонована Microsoft єдина система управління живленням для всіх комп'ютерів, на зразок використовуваної в NoteBook. Зокрема, дозволяє передбачене збереження стану системи перед відключенням живлення, з подальшим його відновленням без повного перезавантаження.

3. Інтерфейси IDE і SCSI
Зараз фактично залишилися тільки два діючих інтерфейси: IDE (поширений зараз у варіанті Enhanced IDE - EIDE) і SCSI. На будь-якій материнській платі, випущеній після 1996 року, можна виявити контроллер EIDE. Це, а також істотно нижча вартість IDE дисків в порівнянні з SCSI пояснює значну перевагу IDE дисків в кількісному виразі над SCSI.
Кожен контроллер EIDE має два канали (primary - первинний і secondary - вторинний), до кожного з яких можна підключити до двох пристроїв (всього чотири). З інтерфейсом IDE в даний час, окрім жорстких дисків, випускаються також приводи CD-ROM, накопичувачі Iomega Zip, накопичувачі на магнітній стрічці. Інтерфейс SCSI, як правило, вимагає окремого контроллера, оскільки поки дуже незначна кількість материнських плат випускаються з контроллером SCSI. Сканери, магнітооптичні накопичувачі, пристрої запису для CD і тому подібне випускаються як з інтерфейсом SCSI, так і з IDE. При ухваленні рішення про покупку жорсткого диска з тим або іншим інтерфейсом, слід врахувати головне - якщо вам не потрібне підключення декількох жорстких дисків, ваш комп'ютер не є сервером або могутньою робочою станцією, ресурси якої доступні іншим користувачам, SCSI диск не дасть ніяких відчутних переваг в порівнянні з EIDE диском. Це правило, природно, справедливо для однакових по фізичних характеристиках дисків. Виграш буде тільки в зниженні навантаження на центральний процесор за рахунок використання процесора SCSI контроллера. Інтерфейс SCSI дозволяє підключати до 7 пристроїв, а Wide SCSI до 14 пристроїв. Існують також багатоканальні контроллери SCSI, що дозволяють підключити і більшу кількість пристроїв.
Основний недолік інтерфейсу EIDE - відсутність "інтелекту". Якщо на одному каналі підключені жорсткий диск і накопичувач CD-ROM, то у разі звернення до CD-ROM процесор чекатиме завершення операцій з CD-ROM, перш ніж зможе звернутися до жорсткого диска. Тому очевидно, що не можна до одного каналу EIDE підключати швидкий і повільний пристрій одночасно. CD-ROM завжди слід підключати тільки до другого каналу. Канали EIDE в сучасних контроллерах EIDE, як правило, достатньо незалежні один від одного. Для підвищення продуктивності EIDE були розроблені і стандартизовані режими PIO (Programming Input Output - програмоване введення/виведення), single word DMA (обмін одиночними словами в режимі DMA - Direct Memory Access - прямого доступу до пам'яті) і multi word DMA (обмін декількома словами в режимі DMA).
Інтерфейс SCSI дає відчутний виграш в основному тільки в багатозадачному середовищі, коли декілька програм одночасно добиваються доступу до дисків і у разі потреби досягнення максимальної продуктивності дискової підсистеми, оскільки поки тільки диски SCSI мають швидкість обертання 10000 і 15000 об/мин і час доступу 5-6 ms.
Застосування SCSI також ще виправдане при вирішенні завдань, пов'язаних як з високим навантаженням на диск, так і з істотним завантаженням процесора, наприклад, при обробці великих (за об'ємом) зображень в Adobe Photoshop, хоча необхідність в SCSI дисках у зв'язку із зростанням продуктивності процесорів в подібних випадках стає все меншою.
Вартість високошвидкісних дисків SCSI в 2-3 рази вище за кращі диски IDE такої ж ємкості. По планах виробників жорстких дисків відмінності у фізичних параметрах жорстких дисків IDE і SCSI зменшуватимуться і SCSI диски все більш йтимуть в сферу спеціальних завдань - на сервера і могутні робочі станції. Вже, починаючи з середини 1999 року, відпала необхідність в застосуванні SCSI дисків для роботи з відеопотоками, хоча декількома роками раніше використання IDE дисків для запису відео навіть не обговорювалася.

VI. Висновок
На закінчення мені хотілося б трохи торкнутися теми інтеграції абсолютно всього на системній платі. На даному етапі розвитку технологій зайве захоплення інтеграцією різних пристроїв в одному чіпі може зіграти поганий жарт, що можна бачити на прикладі SIS, що спробувала в своїх чіпах серії 630/730 вміщати всі функції чіпсета в один кристал. Вміщали, а далі що? А те, що однією з причин нездатності фірми забезпечити всіх замовників своїми мікросхемами якраз і є низький вихід гірських кристалів, не останньою причиною якого є їх дуже великий розмір. У результаті в своїх нових розробках фірма повернулася до старої перевіреної схеми двухчіпових рішень. Сюди ж можна віднести і поступове зменшення інтересу розробників до дуже популярної ідеї створення "компьютера-на-кристалле", що виражається в інтеграції в одному кристалі процесора і чіпсета з інтегрованим графічним ядром. Розробка компанією Intel такого пристрою під кодовою назвою Timna була припинена, та і не дуже чутно про особливі успіхи аналогічних проектів VIA і SIS. Поступово зменшується число системних плат, обладнаних інтегрованим RAID-контроллером, і навіть чіпсети з інтегрованим графічним ядром, в поголовному переході на яких багато хто був упевнений ще рік-два назад (типовий тому приклад - чіпсет Intel 815), зайняли належне ним місце в найдешевших інтелектуальних машинках.
Нарешті, виробники почали усвідомлювати, що споживач сам має уявлення про те, який склад і конфігурація системи краще всього підійде для вирішення його насущних завдань, і менше почали нав'язувати рішення, більшою мірою вигідні самим виробникам