В марте 1993 года Intel приступила к поставкам версий 66 и 60 МГц процессора Pentium. ПК на базе Pentium, полностью совместимы с компьютерами, использующими микропроцессоры i8088, i80286, i80386, i486. Новый процессор содержал около 3,1 миллиона транзисторов и имел 32-разрядную адресную и 64-разрядную внешнюю шину данных.
В мае 1997 года компания Intel представила процессор Pentium II, созданный на базе Pentium Pro. В ядро P6 был добавлен блок обработки MMX-инструкций. Из корпуса процессора кэш-память второго уровня была вынесена, и это способствовало массовому распространению Pentium II. Тактовые частоты процессоров Pentium II заметно возросли. У разных моделей составляли: 233, 266, 300, 333, 350, 400, 433, 450, 466, 500, 533 МГц.
32-битный микропроцессор шестого поколения Intel Pentium III был выпущен компанией Intel в феврале 1999 года. Он практически копировал Pentium II, но включал в себя новые возможности: 70 вещественных инструкций SSE (Streaming SIMD Extensions, именовавшихся также MMX2), ориентированных на поддержку мультимедиа; улучшенный контроллер кэш-памяти первого уровня. Тактовые частоты процессоров Pentium III (Katmai) составляли – 450, 500, 533, 550, 600 МГц. На базе Coppermine – от 533 до 1133 МГц. У процессоров Pentium III на ядре Tualatin – от 1000 до 1400 МГц.
В конце ноября 2000 года Intel представила процессоры Pentium 4 с тактовой частотой более 1 ГГц, построенные на основе архитектуры NetBurst и использующие быструю память Rambus с эффективной частотой системной шины 400 МГц. Процессоры содержали 144 дополнительные инструкции SSE2. Тактовые частоты первых процессоров Pentium 4 варьировались от 1,4 до 2,0 ГГц. В следующих модификациях тактовая частота выросла с 2,2 до 3,8 ГГц.
В июле 2006 года Intel создала двухъядерные процессоры – Core 2, первыми процессорами этой линейки стали Intel Core 2 Duo и Intel Core 2 Extreme. Процессоры были разработаны на базе новой архитектуры Intel Core, которую компания называет самым существенным этапом в развитии своих микропроцессоров с момента появления торговой марки Intel Pentium в 1993 году. Используя технологию EM64T, процессоры Intel Core 2 могут работать как в 32-битном, так и в 64-битном режиме. Основными отличиями новых процессоров от семейства Pentium 4 являются низкое тепловыделение и энергопотребление и большие возможности для разгона. Частота процессоров Core 2 Duo составляет от 1,5 до 3,5 ГГц.
В начале 2007 года был представлен Core 2 Quad – четырехъядерный процессор. Тактовые частоты – от 2,33 до 3,2 ГГц.
В январе 2010 года появились процессоры Intel Core i3. В них добавлены так называемые «графические» процессоры, они проводят вычисления в «графическом» режиме. Встроена функция, обеспечивающая «разумность» в работе, авторазгон. При средней и низкой нагрузках работает на номинальной производительности и экономит энергию. Повышение нагрузки вызывает автоматическое увеличение производительности процессора. Увеличен размер кэша (внутренняя оперативная память процессора), он динамически распределяется между ядрами – зависит от нагрузки. Новые процессоры греются сильнее, особенно при авторазгоне. Соответственно, требуют более эффективной системы охлаждения. Тактовые частоты процессоров i-Series (i3, i5, i7) – от 2,66 до 3,6 МГц.
Из чего состоит ПК
На сегодняшний день существует множество различных моделей персональных компьютеров. В целом структура большинства ПК сводится к стандартной блок-схеме.
Обычно домашний или офисный ПК состоит из системного блока, монитора, клавиатуры, мыши и различных периферийных устройств: принтера, сканера, модема, акустических систем, различных игровых манипуляторов.
«Мозг и сердце» ПК расположены в системном блоке, где производятся вычисления и хранятся их результаты. Системный блок состоит из корпуса, в который вмонтированы импульсный блок питания, материнская плата, с установленными на ней процессором, модулями оперативной памяти, видеокартой и другими платами расширения. Также в системном блоке находятся: жесткий диск, привод компакт-дисков – CD либо DVD-ROM-дисковод, флоппи-дисковод, считыватель флеш-карт и т. д.
Корпус – это металлическая коробка, основа, внутри которой монтируются (собираются) комплектующие. Обычно корпус поставляется вместе с блоком питания (БП). Но встречаются в продаже корпуса и без БП, в таком случае его нужно приобретать отдельно.
На передней панели корпуса находятся кнопка включения (Power), кнопка перезагрузки ПК (Reset) – в некоторых моделях корпусов она может отсутствовать, светодиоды индикации: питания и обращения к жесткому диску. Многие современные ПК имеют на лицевой стороне корпуса USB-разъемы для подключения флешек – такие носители информации практически уже полностью вытеснили дискеты 3,5".
Основа компьютера – материнская плата, на ней находятся соединительные разъемы для подключения внешних устройств, также к материнской плате подключаются разъемы БП. В большой квадратный разъем на материнской плате устанавливается процессор (ЦПУ). Соответственно, к плате механически крепится и охладитель процессора – радиатор с вентилятором. Установленные в материнской плате модули оперативной информации хранят результаты промежуточных вычислений. Микропроцессор получает программный код и исходные данные из оперативной памяти, а затем записывает в нее результаты вычислений, после чего они пересылаются на внешние запоминающие устройства. Скорость работы оперативной памяти выше, чем у жесткого диска и привода компакт-дисков. Быстродействие оперативной памяти соизмеримо со скоростью работы процессора. Однако оно меньше скорости кэш-памяти процессора.
При отключенном питании компьютера его оперативная память не содержит никакой информации. От объема оперативной памяти зависит производительность ПК, достаточный ее объем обеспечит более высокую скорость работы компьютера в различных ресурсоемких приложениях.
Вся основная информация в ПК хранится на жестком диске, который нередко называют винчестером по имени первой фирмы-производителя.
Чем выше объем жесткого диска, тем больше можно записать информации. При тенденции к росту объемов информации, емкость жестких дисков всегда востребована: операционная система, приложения, цифровая фотография, видеофильмы, музыка и т. д.
Видеокарта или видеоадаптер предназначены для формирования видеосигнала, подаваемого на монитор. Видеоадаптер может быть интегрированным – встроенным в материнскую плату, в таком случае можно обойтись без дополнительной видеокарты. Однако экономия средств – не всегда самое лучшее решение, когда планируется использование графических приложений: игры, графические редакторы, программы для проектирования.
Как правило, звуковая микросхема встроена во все материнские платы, и дополнительно звуковая карта приобретается в целях достижения более качественного звучания, работы со звуком, написания музыки и т. д.
ПК представляет собой блочно-модульную конструкцию, в которой комплектующие соединяются между собой с помощью стандартизированных разъемов. Благодаря этому ПК легко разбирать, собирать и модернизировать.
Как работает ПК
Двоичный код
Компьютер не умеет думать так, как думаем мы, – словами и образами. Он оперирует другими объектами. Процесс «мышления» ПК основан на двоичной системе счисления. В ней для записи чисел – представления данных используются всего лишь два символа, обычно 0 и 1, они называются битами. То есть бит это разряд двоичного числа. Каждый бит представляет собой одно из двух чисел: 1 или 0.
Один бит может определять два противоположных состояния: «Да» – «Нет», «Истина» – «Ложь», и т. д.
На базе двоичного кода строится вся работа компьютера – более сложные процессы. «Умная» электроника ПК четко различает два состояния: ноль и единица. Последовательность электрических сигналов физически представляет двоичные числа, что обеспечивает высокую надежность хранения и обработки данных.
В вычислительной технике применяется двоичная система по причине того, что для ее моделирования требуются электронные схемы только с двумя устойчивыми состояниями. Есть напряжение – нет напряжения, есть намагниченность – нет намагниченности и т. д.
В случае применения десятичной системы потребовались бы устройства, которые могли бы находиться в десяти разных состояниях.
Благодаря тому, что схемные элементы находятся лишь в двух состояниях, обеспечивается надежность, помехоустойчивость и простота операций.
Для выполнения логических преобразований используется булева алгебра, а с помощью комбинации нулей и единиц происходит передача информации.
Поскольку бит – слишком мелкая единица информации, то в вычислительной технике используется число битов, кратное 8. Оно называется байтом. «Слово» – 16 битов – 2 байта, 32 бита – 4 байта, 64 бита – 8 байтов.
С помощью комбинирования битов компьютеры отображают десятичные числа. Любое число от 0 до 255 представляется в виде восьмибитного числа. С помощью 16 битов можно представить числа в диапазоне от 0 до 65 535.