Устройство компьютера. Из чего состоит компьютер
1 Структура персонального компьютера 2
2 Общие сведения о периферийных устройствах ПК 7
2.1 Системные периферийные устройства 9
2.2 Дополнительные периферийные устройства 24
Литература 32
1Структура персонального компьютера
Обычно персональный компьютер состоит из трех частей:
системного блока;
клавиатуры, позволяющей вводить символы в компьютер;
монитора (или дисплея) – для изображения текстовой или графической информации.
Компьютеры выпускаются и в портативном варианте (как дипломат) или блокнотном (ноутбук) исполнении. Здесь системный блок, монитор и клавиатура заключены в один корпус: системный блок "спрятан" под клавиатурой, а монитор сделан как крышка к клавиатуре.
Хотя из этих частей компьютера системный блок выглядит наименее эффектно, именно он является в компьютере "главным". В нем располагаются все основные узлы компьютера:
электронные схемы, управляющие работой компьютера (микропроцессоры, оперативная память, контроллеры устройств);
блок питания, преобразующий электропитание сети в постоянный ток низкого напряжения, подаваемый на электронные схемы компьютера;
накопители (или дисководы) для гибких магнитных дисков, используемые для чтения и записи на гибкие магнитные диски (дискеты);
накопитель на жестких магнитных дисках, предназначенные для чтения и записи на несъемные жесткие магнитные диски (винчестер).
Микропроцессор – важнейший элемент компьютера, так как им определяется скорость выполнения машиной программ пользователя. Со времени появления персональных компьютеров (ПК) сменилось несколько поколений процессоров, что составляет следующий ряд в порядке увеличения скорости: 8088, 286, 386SX, 386DX, 486SX, 486DX, 486DX2, Pentium, Pentium Pro и другие.
Параметры процессора:
разрядность – ширина "такта", по которому передается компьютерная информация: 8, 16, 32 или 64 бита;
тактовая частота, характеризующая число команд, выполняемых процессором за одну секунду (измеряется в мегагерцах (МГц)). Обычно тактовая частота соответствует 160…200МГц.
Микропроцессор включает в себя:
арифметико-логическое устройство (АЛУ), которое выполняет операции (микрооперации), необходимые для выполнения команд микропроцессора;
устройство управления (УУ) – управляет всеми частями компьютера посредством принципов программного управления;
микропроцессорная память (МПП). В микропроцессоре есть несколько ячеек собственной памяти, они называются регистрами. Некоторые из них предназначены для хранения операндов – величин, участвующих в текущей операции. Такие регистры называются регистрами общего назначения (RON).
Регистр команд (RK) предназначен для хранения текущей команды. В регистре – счетчике команд (СК) хранится текущий адрес. Перед выполнением программы необходимо задать ее начальный адрес – записать его в счетчик команд.
Через интерфейсную систему, основу которой составляет системная шина персонального компьютера, микропроцессор соединяется с:
а) Основной памятью компьютера:
оперативное запоминающее устройство (RAM) хранит работающую программу и данные;
постоянное запоминающее устройство (ROM) - хранит информацию, которая необходима для постоянной работы.
RAM и ROM разбиты на ячейки, каждой из которых присвоен порядковый номер (адрес).
б) Внешней памятью:
накопители на жестких магнитных дисках – устройства с несъемными носителями (винчестеры). Жесткие диски служат для постоянного хранения в компьютере программ и данных.
Выполнение многих современных прикладных программ без них невозможно. Большинство жестких дисков, в отличие от имеющих меньшую емкость дискет, нельзя снять, поэтому их иногда называют несъемными дисками. Можно, однако приобрести и съемные жесткие диски. Они ценны, когда нужно сохранять конфиденциальность информации и как средство переноса больших объемов данных между компьютерами. Емкость современных накопителей на жестких магнитных дисках может достигать нескольких Гбайт.
Более популярны становятся накопители на оптических дисках благодаря большой емкости и надежности.
Неперезаписываемые лазерно-оптические диски обычно называют компакт-дисками ПЗУ – Compact disc (CD) ROM. Они имеют емкость до 1,5Гбайт, время доступа – от 30 до 300мс.
накопители на гибких магнитных дисках. Для данных накопителей носителями являются дискеты (флоппи-диски).
в) С монитором через видеоадаптер.
г) С принтером через адаптер принтера.
д) С источником питания.
ж) С каналом связи через сетевой адаптер.
Сетевой адаптер дает возможность подключить компьютер в локальную сеть. При этом пользователь может получать доступ к данным, находящимся на других компьютерах.
з) С таймером (таймер – внутренние электронные часы, которые подключены к автономному источнику питания (аккумулятору), продолжающий работать даже после отключения машины от питающей сети).
и) Микропроцессор через интерфейс связан с клавиатурой, а также имеет генератор тактовых импульсов, который генерирует последовательность электрических импульсов, а частота этих импульсов определяет тактовую частоту машины (ее быстродействие).
к) С математическим сопроцессором.
Обычно универсальные микропроцессоры относительно медленно выполняют арифметические операции над числами с плавающей запятой. Это объясняется тем, что они работают с целыми числами, и при использовании чисел, представленных в другой форме, им требуются дополнительные команды преобразования.
Для ускорения выполнения арифметических операций часто используется отдельный процессор, называемый математическим сопроцессором. Он выполняет арифметические операции над числами с плавающей запятой самостоятельно, без дополнительных программных средств. Благодаря этому в несколько раз возрастает скорость вычислительного процесса.
2Общие сведения о периферийных устройствах ПК
Различные типы периферийных устройств, подключаемых к компьютерной системе, играют важную роль в ее работе. Они в значительной степени определяют возможности использования компьютеров и их технические характеристики. Широкий ассортимент выпускаемых периферийных устройств позволяет выбирать те из них, с которыми профессиональные компьютеры используются наиболее эффективно в различных областях деятельности.
В зависимости от функций, выполняемых компьютерной системой, периферийные устройства могут подразделяться на две основные группы. К первой относятся те периферийные устройства, наличие которых абсолютно необходимо для функционирования компьютерной системы. Их обычно называют системными периферийными устройствами. К этой группе относятся видеомонитор, клавиатура, накопитель на гибком магнитном диске (НГМД), накопитель на жестком магнитном диске (НЖМД) и печатающее устройство (принтер).
Ко второй группе периферийных устройств относятся накопители на магнитной ленте, устройства для ввода графической информации, устройства для вывода графической информации (плоттеры), модем, сканер, аудиоплата, мышь или трекбол, коммуникационные адаптеры и другие. Они предоставляют профессиональному компьютеру дополнительные возможности. Однако наличие их в его конфигурации определяется конкретной областью деятельности. В связи с этим данная группа носит название дополнительных периферийных устройств.
Многие периферийные устройства подсоединяются к компьютеру через специальные гнезда (разъемы),находящиеся обычно на задней стенке системного блока компьютера. Кроме монитора и клавиатуры такими устройствами являются:
принтер – устройство для вывода на печать текстовой и графической информации;
мышь – устройство, облегчающее ввод информации в компьютер;
джойстик – манипулятор в виде укрепленной на шарнире ручки с кнопкой, употребляется в основном для компьютерных игр;
а также другие устройства.
Некоторые устройства, например, многие разновидности сканеров (приборов для ввода рисунков и текста в компьютер), используют смешанный способ подключения: в системный блок компьютера вставляется только электронная плата (контроллер), управляющая работой устройства, а само устройство подсоединяется к этой плате кабелем.
В настоящее время разрабатываются все более новые и совершенные периферийные устройства.
2.1Системные периферийные устройства
Видеомонитор
Видеомонитор (дисплей или просто монитор) – устройство отображения текстовой и графической информации в стационарных ПК – на экране электронно-лучевой трубки, а в портативных ПК – на жидкокристаллическом плоском экране.
Мониторы бывают цветными и монохромными, могут работать в одном из двух режимов: текстовом или графическом. В текстовом режиме экран монитора условно разбивается на отдельные участки – знакоместа, чаше всего на 25 строк по 80 символов (знакомест). В каждое знакоместо может быть выведен один из 256 заранее заданных символов. В число этих символов входят большие и малые латинские буквы, цифры, символы: ! @ # $ % ^ & * () - + = ? { } : ; " " / | \ . , ~ `, а также псевдографические символы, используемые для вывода на экран таблиц и диаграмм, построения рамок вокруг участков экрана.
В число символов изображаемых на экране в текстовом режиме могут входить и символы кириллицы (буквы русского алфавита).
На цветных мониторах каждому знакоместу может соответствовать свой цвет символа и свой цвет фона, что позволяет выводить красивые цветные надписи на экран. На монохромных мониторах для выделения отдельных частей текста и участков экрана используется повышенная яркость символов, подчеркивание и инверсия изображения (темные символы на светлом фоне).
Графический режим монитора предназначен для вывода на экран графиков, рисунков. Разумеется, в этом режиме можно также выводить и текстовую информацию в виде различных надписей, причем эти надписи могут иметь произвольный шрифт, размер букв.
В графическом режиме экран монитора состоит из точек, каждая из которых может быть темной или светлой на монохромных мониторах или одного из нескольких цветов – на цветном. Количество точек по горизонтали и вертикали называется разрешающей способностью монитора в данном режиме. Например, выражение "разрешающая способность 640 200" означает, что монитор в данном режиме выводит на экран 640 точек по горизонтали и 200 точек по вертикали. Следует заметить, что разрешающая способность не зависит от размера экрана монитора, подобно тому как и большой, и маленький телевизоры имеют на экране 625 строк развертки изображения. Современные мониторы обладают разрешающей способностью до 1024 768 или 1248 1024 точек.
Важной характеристикой монитора, определяющей четкость изображения на экране, является размер точки на экране. Чем меньше она, тем выше четкость. Обычно величина точки колеблется от 0,41 до 0,18 мм.
К прочим характеристикам монитора можно отнести: наличие плоского или выпуклого экрана, уровень высокочастотного радиоизлучения, частоту обновления изображения на экране, наличие системы энергосбережения.
Клавиатура
Клавиатура – один из важнейших элементов связи человека с компьютером. Клавиатура является основным устройством ввода информации в персональный компьютер. Данные, которые требуется обработать, и команды, подлежащие выполнению, сообщаются компьютеру посредством клавиатуры. Кроме того, через нее производится управление работой компьютера во время выполнения программы.
Клавиатура должна быть эргономичной, то есть удобной и не утомляющей во время работы. Для этого она может устанавливаться под небольшим наклоном (от 5 до 7 ) относительно горизонтальной поверхности. К клавишам должен быть обеспечен свободный доступ, они должны срабатывать от легкого нажатия. Обозначения на ней должны быть ясными и не утомительными для зрения.
Расположение букв на наборном поле клавиатуры аналогично обычной пишущей машинке, что дает возможность использовать в работе с компьютером навыки, приобретенные при работе с пишущей машинкой, достигая высокой скорости ввода как текста, так и цифровых данных.
При работе с компьютером возникает необходимость ввода определенных команд или частого выполнения определенных функций. Занесение их всякий раз в печатном виде занимало бы много времени. Поэтому для ввода этих наиболее часто используемых команд и функций в клавиатурах компьютеров предусматриваются отдельный, так называемые функциональные клавиши. При нажатии каждой из них в компьютер вводится не отдельная буква или цифра, а целое предложение или команда. Так, например, при вводе текста в одной программе нажатие данной функциональной клавиши может означать "установить курсор в конце строки", а в другой программе ее нажатие означает "стереть текст до конца строки".
Клавиатура компьютеров имеет также клавиши, облегчающие управление ими, - так называемые управляющие клавиши. Так, например, существуют отдельные клавиши для перемещения светового курсора по экрану, для вставки символов, для удаления символов.
К управляющим относятся также клавиши, которыми задается работа со строчными или заглавными буквами, с русским или латинским алфавитом.
Для клавиатур компьютеров используются кнопки различных типов, из которых наиболее широкое распространение получили два: емкостные и контактные.
Емкостные кнопки имеют достаточно простое устройство. Они состоят из подвижной металлической пластинки, прикрепленной к кнопке, и двух металлических выступов на печатной плате, образующих практически неподвижные электроды одного конденсатора переменной емкости. При каждом нажатии на клавишу подвижная пластина приближается к выступам, что приводит к изменению емкости конденсатора. Это изменение является указанием на нажатие (или отпускание) клавиши. В электронной схеме такой клавиатуры имеются компоненты, различающие состояние кнопки в зависимости от ее емкости. Помимо простоты устройства емкостные кнопки имеют достаточно высокую надежность. Они выдерживают до 100 и более миллионов циклов нажатий и отпусканий.
Контактные кнопки могут изготавливаться в различных вариантах, но всегда в основе лежит принцип непосредственного механического контакта между двумя гибкими металлическими пластинками. В месте соприкосновения пластинки обычно имеют специальное покрытие, обеспечивающее малое сопротивление контакта. В клавиатуре компьютеров используются контактные кнопки, сконструированные так, что нажатии кнопки приводит к высвобождению одной из предварительно нагруженных пластинок, которая вследствие этого резко соприкасается с другой пластинкой, создавая контакт. В этом случае сила соприкосновения двух пластинок не зависит от силы нажатия клавиши, что в значительной степени уменьшает механические колебания, возникающие в момент осуществления контакта. Срок службы контактных кнопок характеризуется числом срабатываний, составляющим порядка нескольких десятков миллионов циклов. Они более помехоустойчивы, чем емкостные.
Принтер
Принтер (или печатающее устройство) предназначен для вывода информации на бумагу. Все принтеры могут выводить текстовую информацию, многие из них могут выводить также рисунки и графики, а некоторые принтеры могут выводить и цветные изображения.
Существует несколько тысяч моделей принтеров, которые могут использоваться с ПК. Как правило, применяются принтеры следующих типов: матричные, струйные и лазерные, однако встречаются и другие (светодиодные, термопринтеры и так далее).
Матричные (или точечно-матричные) принтеры – наиболее распространенный до недавнего времени тип принтеров для IBM PC. Принцип печати этих принтеров таков: печатающая головка принтера содержит вертикальный ряд тонких металлических стержней (иголок). Головка движется вдоль печатаемой строки, а стержни в нужный момент ударяют по бумаге через красящую ленту. Это и обеспечивает формирование на бумаге символов и изображений.
В дешевых моделях принтеров используется печатающая головка с девятью стержнями. Качество печати у таких принтеров посредственное, но его можно несколько улучшить с помощью печати в несколько проходов (от двух до четырех).
Более качественная и быстрая печать обеспечивается принтерами с 24 печатающими иголками (24-точечными принтерами). Бывают принтеры и 48 иголками, они обеспечивают еще более качественную печать.
Скорость печати точечно-матричных принтеров от 60 до 10 секунд на страницу, печать рисунков может выполнятся медленнее – до 5 минут на страницу. Производятся и специальные высокопроизводительные матричные принтеры - они используются банках, телефонных компаниях и так далее.
Струйные принтеры. В этих принтерах изображение формируется микрокаплями специальных чернил, выдуваемых на бумагу с помощью сопел. Это способ печати обеспечивает более высокое качество и скорость печати и по сравнению с матричными принтерами, он очень удобен для цветной печати. Современные струйные принтеры могут обеспечивать высокую разрешающую способность – до 600 точек на дюйм, приблизились по качеству к лазерным принтерам, а стоят не намного дороже, чет матричные принтеры (в 2-3 раза дешевле лазерных принтеров).
Следует заметить, что струйные принтеры требуют тщательного ухода и обслуживания. Скорость печати струйных принтеров – от 15 до 100 секунд на страницу, а время печати цветных страниц может достигать десяти минут (обычно 3-5 минут).
Лазерные принтеры обеспечивают в настоящее время наилучшее (близкое к типографскому) качество печати. В этих принтерах для печати используется принцип ксерографии: изображение переносится на бумагу со специального барабана, к которому электрически притягиваются частички краски. Отличие от обычно ксерокопировального аппарата состоит в том, что печатающий барабан электризуется с помощью лазера по командам компьютера.
Лазерные принтеры хотя и достаточно дороги (обычно от 800 до 4000$) являются наиболее удобными устройствами для получения качественных черно-белых качественных печатных документов. Существуют и цветные лазерные принтеры, но они стоят значительно дороже - от 5000$) при разрешающей способности 300 точек на дюйм, от 10000$ при разрешающей способности 600 точек на дюйм.
Разрешающая способность лазерных принтеров как правило не менее 300 точек на дюйм, а современные лазерные принтеры (HP Laser Jet серии 4) обычно имеют разрешающую способность 600 точек на дюйм и более. Некоторые принтеры, например HP Laser Jet III и 4 используют специальную технологию повышения качества изображения. Применение этих технологий эквивалентно повышению разрешающей способности принтера в 1,5 раза. Скорость печати лазерных принтеров - от 15 до 5 секунд на страницу при выводе текстов. Страницы с рисунками могут выводится значительно дольше, на вывод больших рисунков может потребоваться несколько минут.
Выпускаются специальные высокопроизводительные (так называемые "сетевые") принтеры, например HP Laser Jet 4Si, 4V и другие, их скорость работы от 15 до 40 страниц в минуту. Обычно такие принтеры подключаются к локальной сети и совместно используются пользователями этой сети.
Накопители
В качестве внешней памяти персональных компьютеров могут использоваться накопители на магнитном диске и на магнитной ленте. Накопители на магнитном диске бывают с двумя типами носителей информации – с гибким магнитным диском (дискетой) и с жестким (несъемным) магнитным диском (НЖМД). Наличие накопителя на гибком магнитном диске (НГМД) является обязательным. Накопители на магнитной ленте бывают обычно кассетного типа и используются редко. Они служат для перезаписи большого объема информации из НЖМД на магнитную ленту, после чего эта информация может быть записана в НЖМД другого персонального компьютера или сохранена в архиве.
Накопители связываются с центральным процессором компьютера при помощи соответствующих управляющих устройств (контроллеров). Управляющие устройства (УУ) предназначены для осуществления, с одной стороны, обмена информацией между центральным процессором и накопителями, а с другой – для управления работой этих накопителей. Связь накопителей с УУ осуществляется обычно через стандартный интерфейс, представляющий собой группу линий для передачи электрических сигналов, каждая из которых имеет строго определенное назначение.
Накопители на магнитных дисках представляют собой устройства с так называемым циклическим доступом к информации. Магнитные ленты являются носителями с последовательным доступом. У них считывание или запись производится в ячейки поочередно от начала к концу ленты. Принципиально иначе функционирующие накопители на магнитных дисках осуществляют операции считывания или записи за время, значительно меньшее, чем требуется для устройств с магнитной лентой.
Время доступа к информации на носителе накопителя во много раз превосходит время обращения к оперативной памяти компьютера. При создании современных накопителей стремятся свести эту разницу к минимуму. Время доступа к информации в НЖМД на один порядок меньше времени доступа в НГМД.
а) Накопители на гибких магнитных дисках
широкое распространение НГМД в персональных компьютерах обусловлено их сравнительно низкой стоимостью, малыми размерами, а также сравнительно быстрым –доступом к хранящейся на дискете информации. Другая причина большого распространения НГМД – это удобство работы с ними и простота хранения дискет.
Существуют разные виды НГМД. Наиболее широко распространены устройства с диаметром носителя 133мм (5,25 дюйма) и 89мм (3,5 дюйма). В профессиональных компьютерах чаще всего используются НГМД с диаметром дискеты 3,5 дюйма.
При работе с дисковыми накопителями для хранения информации используется одна или две круговые поверхности диска. Согласно числу используемых информационных поверхностей магнитные диски могут быть односторонними и двусторонними, а накопители соответственно – с одной и двумя магнитными головками считывания-записи. В профессиональных компьютерах используются как односторонние, так и двусторонние дискеты. Возможность хранения информации на одной или двух поверхностях дискеты гарантируется заводом-изготовителем и указывается на ее этикетке. Односторонние НГМД имеют только одну головку считывания-записи, то есть рассчитаны на использование только одной поверхности дискеты. Двусторонние НГМД располагают двумя головками считывания-записи и работают одновременно с двумя поверхностями дискеты. В случаях, когда это предусматривается конструкцией НГМД и дискеты, односторонние НГМД могут работать поочередно с двумя поверхностями дискеты. Для этого первоначально дискету устанавливают в основное положение, при котором происходит запись или считывание с первой поверхности. После установки дискеты в обратное положение, при котором две поверхности меняются местами, возможна запись или считывание и на второй ее поверхности.
Объем хранимой на дискете информации зависит как от типа дискеты, так и от самого НГМД.
НГМД как самостоятельное устройство объединяет три основных блока: систему привода, систему позиционирования и систему считывания-записи. Система привода предназначена для обеспечения вращения гибкого диска в дискете со строго заданной скоростью. Двигатель системы привода включается и выключается сигналами, поступающими от УУ через интерфейс. Система позиционирования служит для установки считывающе-записывающей головки на точно определенный дорожке поверхности носителя. Дорожки представляют собой концентрические окружности на поверхности диска, на которые записывается информация. Шаговый электродвигатель переводит считывающе-записывающую головку с одной дорожки на другую в двух направлениях по радиусу диска. Головка находится в постоянном соприкосновении с поверхностью дискеты. Система считывания-записи преобразует поступающую от УУ информацию в электрические импульсы, которые проходят через магнитную головку и осуществляют запись на дискете. При считывании с дискеты эта система выполняет обратное преобразование – электрические импульсы с магнитной головки преобразуются в двоичную информацию, представляемую в виде, подходящем для передачи по интерфейсу в УУ.
Характерной особенностью дисковых накопителей является метод записи информации на носителе. Этот метод определяет плотность расположения данных на магнитном диске и в связи с этим оказывает существенное влияние на максимально возможный объем хранимой информации. Кроме того, метод записи связан и с достоверностью хранимых данных, со скоростью обмена между УУ и накопителем, со сложностью УУ и так далее. В НГМД используются преимущественно два метода записи – с частотной модуляцией ЧМ (от англ. FM – frequency modulation), и с модифицир
ов1 1 0 1 0 0 0
Двоично-кодированные данные
Импульсы данных
Синхроинизирующие импульсы
Синхроинизирующие импульсы
МЧМ-кодированные данные
Анной частотной модуляцией МЧМ (MFM). В УУ данные обрабатываются в двоичном виде и передаются в НГМД последовательным кодом (как последовательность нулей и единиц). Кодирование по методу ЧМ выполняется путем подачи дополнительного импульса для каждой единицы и отс
Рисунок 1. ЧМ-кодирование сигнала
Утствие т
акого
импульса для
каждого нуля
исходного
д
Рисунок 2. МЧМ-кодирование сигнала
вои
чного
ряда. Таким
образом формируются
так называемые
импульсы данных.
Кроме них в
последовательность
ЧМ-кодирования
включаются
и синхронизирующие
импульсы,
соответствующие
тактовой частоте
двоичного ряда.
Эти импульсы
предназначены
для синхронизации
логических
схем НГМД тактовой
частой УУ. Для
уменьшения
числа синхронизирующих
импульсов при
методе МЧМ для
синхронизации
используются
сами импульсы
данных. Генерирование
дополнительных
синхроимпульсов
производится
только в случаях
нескольких
последовательных
нулей, когда
импульсы данных
отсутствуют.
Итак, кодирование
методом МЧМ
состоит из
следующих
операций: передачи
импульса данных
для каждой
единицы двоичной
записываемой
последовательности;
передача
синхроимпульса
для каждого
второго и следующего
нуля в группе
последовательно
записанных
в двоичном ряду
нулей. Полученная
в результате
последовательность
объединяет
импульсы данных
и синхроимпульсы,
но общее число
импульсов
двукратно
уменьшается
по сравнению
с методом ЧМ.
Следовательно,
при одинаковой
плотности
записи метод
МЧМ позволяет
получить в два
раза больший,
чем при методе
ЧМ, объем хранимой
на диске информации.
В связи с этим
в большинстве
НГМД, используемых
в профессиональных
компьютерах,
применяется
кодирование
по методу МЧМ.
Другой характерной особенностью НГМД является плотность записи на дискете. В зависимости от направления, по которому рассматривается плотность, различают поперечную и продольную плотность записи. Поперечная плотность измеряется числом дорожек на единицу длины в направлении радиуса дискеты, а продольная плотность – числом битов информации на единицу длины вдоль окружности дорожки. Плотность записи определяется преимущественно качеством магнитного покрытия и параметрами считывающе-записывающей головки.
б) Накопители на жестких магнитных дисках
Устройство с несменным носителем – это накопители на жестких магнитных дисках (НЖМД). В отличие от накопителей на гибких магнитных дисках для них обычно не предусматривается изъятия носителя из устройства и замены его аналогичным – винчестер герметически закрыт в корпусе устройства, и весь НЖМД обычно монтируется однократно при сборке компьютера. Винчестер вращается непрерывно после включения питания устройства. Поскольку объем информации, хранимой одним устройством этого вида, весьма значителен (более 300 Мбайт), то оно используется совместно всеми пользователями компьютера.
Винчестер вместе с магнитными головками герметически закрыт в металлическом корпусе, изолирующем их от нежелательных воздействий окружающей среды. Благодаря этому существенно снижается вероятность погрешности записи вследствие загрязнения головок или порчи поверхности жесткого диска. В НЖМД магнитные головки осуществляют считывание и запись информации, не соприкасаясь с поверхностями носителя. Это так называемые плавающие головки, которые во время вращения диска удерживаются на небольшом расстоянии от поверхности подъемной силой, образуемой воздушным потоком между головкой и поверхностью диска. Бесконтактная запись позволяет достигать высокой скорости вращения носителя и предотвращает износ головок. В свою очередь, большая частота оборотов диска позволяет значительно увеличить скорость записи и считывания НЖМД, что уменьшает общее время доступа к этому виду памяти.
2.2Дополнительные периферийные устройства
Графопостроитель
Графопостроитель (плоттер) – устройство для вывода графической информации на бумагу. Для обслуживания плоттеров используется специальное программное обеспечение, с помощью которого можно с высокой скоростью чертить графические изображения различного формата.
Графопостроители – это механические устройства, в которых закреплено специальное перо. Чтобы нарисовать график или символ, перо передвигается по бумаге. Перо (практически оно представляет собой скорее ручку) может быть заполнено цветной пастой или чернилами. Многоперьевые графопостроители могут по команде менять рисующее перо, что позволяет выполнять многоцветные изображения.
Плоттеры бывают нескольких типов. В устройствах первого типа бумага или пленка неподвижно закреплена на плоской поверхности, а перо может перемещаться в двух измерениях. Графопостроители второго типа устроены так, что перо движется в одном измерении, но перемещается и бумага. Плоттеры бывают барабанного типа, то есть они работают с рулоном бумаги.
Графопостроители получают от компьютера последовательность команд, управляющую процессом рисования. Конечно, для этого необходимо соответствующее программное и аппаратное обеспечение. Аппаратные средства включают интерфейс и кабель связи. Программное же обеспечение должно быть способно генерировать последовательность управляющих кодов, которая передается графопостроителю. Большинство графопостроителей имеют встроенную таблицу кодировки, в соответствии с которой эти коды преобразуются в элементарные движения пера. Иначе говоря, команды графопостроителю компьютер отдает на специальном языке. Никакого специального стандарта на командный язык графопостроителей нет.
Мышь
Мышь – это манипулятор для ввода информации в компьютер. Мышь представляет собой небольшую коробочку с двумя или тремя клавишами, легко уменьшающуюся в ладони. Вместе с проводом для подключения к компьютеру это устройство действительно напоминает мышь с хвостом.
Мышь позволяет передвигать курсор в нужное место экрана путем перемещения мыши по столу мыши по столу или ругой поверхности и фиксировать выбор нажатием одной из кнопок на своей поверхности. Как и в других случаях, программное обеспечение должно оказаться способным распознать наличие аппаратного средства, то есть мыши, и воспринять управляющие сигналы. К счастью, большинство программ, которые "понимают" управление курсором с клавиатуры, могут использовать мышь после подключения небольшой дополнительной программы, представляющей компьютеру информацию о перемещении мыши в виде эквивалентной последовательности кодов, генерируемых при нажатии клавиши управления курсором.
Существуют два основных варианта конструкции мыши: механический и оптический. Механическое устройство использует свободно вращающийся шарик, который располагается на "дне" мыши. Шарик в результате трения поворачивается, когда мышь двигают по плоской поверхности. Схемы мыши воспринимают это, подсчитывают число оборотов и передают информацию компьютеру. Оптическую мышь двигают по специальной отражающей панели. Луч света, испускаемой мышью, отражается от равномерно нанесенных на панель штрихов. При этом сенсор, расположенный внутри мыши определяет пройденное расстояние и направление перемещения и посылает эту информацию компьютеру.
На поверхности мыши может находится две или три кнопки. Как они используются – зависит от программного обеспечения.
Некоторые прикладные программы рассчитаны только на работу с мышью, но большинство программ использующих мышь, допускают замену мыши командами, вводимыми с клавиатуры. Однако часто при такой замене работа с программой весьма затруднительна.
Модем
Модем – устройство для обмена информацией с другими компьютерами через телефонную сеть. По конструктивному исполнению модемы бывают встроенными (вставляемыми в системный блок ПК) или внешними (подключаемыми через коммуникационный порт). Модемы отличаются друг от друга максимальной скоростью передачи данных (1200, 2400, 9600 бод и так далее, 1 бод = бит в секунду), а также тем, поддерживают ли они средства исправления ошибок (стандарты V42bis или MNP-5). Для устойчивой работы на отечественных телефонных линиях импортные модемы должны быть соответствующим образом адаптированы.
Факс-модем
Факс-модем – устройство сочетающее возможности модема, и средства для обмена факсимильными изображениями с другими факс-модемами и обычными телефаксными аппаратами.
Сканер
Сканер – устройство для считывания графической и текстовой информации в компьютер. Сканеры могут вводит в компьютер рисунки. С помощью специального программного обеспечения компьютер может распознать символы во введенной через сканер картинке, это позволяет быстро вводить напечатанный (а иногда и рукописный) текст в компьютер. Сканеры бывают настольные (они обрабатывают весь лист бумаги целиком) и ручные (ими надо проводить над нужными картинками или текстом), черно-белые и цветные (воспринимающие цвета). Сканеры различаются друг от друга разрешающей способностью, количеством воспринимаемых цветов или оттенков серого цвета. При систематическом использовании (например в издательских системах) необходим настольный сканер, хотя он дороже. Для подготовки цветных изданий требуется, естественно, цветной сканер.
Аудиоплата
Аудиоплата дает возможность исполнять музыку и воспроизводить звуки с помощью компьютера. Вместе с аудиоплатой обычно поставляются звуковые колонки, а часто и микрофон. Аудиоплата представляет средства записи, воспроизведения и редактирования музыки и речевых сообщений.
Многие программы, в особенности игровые, используют аудиоплаты для вывода музыкального сопровождения, звуковых, в том числе речевых, эффектов.
Устройство для чтения компакт-дисков
Устройство для чтения компакт-дисков позволяет читать данные со специальных компакт-дисков (CD-ROM). Эти компакт-диски более надежны и могут хранить значительно больше информации, чем дискеты, поэтому в настоящее время на западе многие крупные программные комплексы, базы данных, мультимедиа-программы распространяются на компакт-дисках.
Трекбол
Трекбол – манипулятор в форме шара на подставке. используется для замены мыши, особенно часто в портативных компьютерах.
Графический планшет
Графический планшет – устройство для ввода контурных изображений (диджитайзер). Используется, как правило, в системах автоматического проектирования (САПР) для ввода чертежей в компьютер.
Адаптеры каналов связи
Адаптеры каналов связи предназначены для осуществления обмена информацией между профессиональными компьютерами, как расположенными в непосредственной близости друг от друга, та и удаленными на большое расстояние. Кроме того, с их помощью осуществляется связь отдельных профессиональных компьютеров с другими малыми и большими ЭВМ. Типичным примером в этом случае является использование профессионального компьютера в качестве "интеллектуального" терминала, через который осуществляется доступ к различным видам сетей ЭВМ.
Используются два вида адаптеров каналов связи – асинхронные и синхронные.
Асинхронный адаптер оказывается подключенным к системной шине компьютера, когда на нем установлен разъем подсоединения к передающей среде.
Асинхронный адаптер выполняет все функции по осуществлению связи, передачи нужного символа с соответствующей скоростью, формирование стартового и стопового битов, контроля, а также обнаружения стартового бита при приеме, распознавания принятого символа и представления его соответствующей обслуживающей программе и так далее.
Асинхронный адаптер может использоваться как для локальной, так и для дистанционной связи. При локальной связи через такой адаптер к профессиональному компьютеру могут подключаться различные периферийные устройства, имеющие средства поддержки асинхронного режима (например принтер или терминал).
Непосредственная связь через интерфейс в асинхронном режиме представляет собой простейший способ связи двух ПК между собой. При использовании модемов в таком режиме могут связываться и компьютеры, находящиеся на расстоянии сотен километров друг от друга. При этом связь может быть организована по выделенной линии (некоммутируемая связь), так и с использованием средств существующей телефонной сети (коммутируемая связь). Использование телефонной сети позволяет связывать между собой большое число компьютеров, из которых в каждый момент связаны между собой только два.
Следует отметить, что при асинхронном режиме передачи данных скорости обмена сравнительно невелики – до нескольких тысяч бит в секунду, чего в большинстве практических применений оказывается недостаточно.
Синхронный адаптер также подключается к системной шине. Для него характерен синхронный режим работы, при котором информация передается в виде последовательности символов, представляющих часть сообщения или целое сообщение. При этом начало и конец каждой отдельной последовательности отмечаются служебными символами. При синхронной передачи передаче используются различные правила диалога между компьютерами, которые составляют так называемый протокол обмена. В зависимости от используемого протокола служебные символы называют "флагами" или "синхросимволами". Существуют два типа протоколов синхронной связи – побитово- и побайтово-ориентированные. В профессиональных компьютерах предусмотрены отдельные адаптеры каналов связи для обслуживания наиболее распространенных представителей двух типов протоколов.
Синхронные адаптеры используются прежде всего для подключения профессиональных компьютеров к большим ЭВМ или к сетям ЭВМ.
Литература
Ясенов В.М. Экономическая информатика. /Учебное пособие. Н.Новгород: изд. ННГУ, 1999.
С.В. Симонович, Г.А.Евсеев. Общая информатика. /Учебное пособие. М.: АСТ-Пресс, 1999.
"Информатика" /Под ред. проф. Н.В. Макарова, М.: Финансовая статистика, 1997
Фигурнов. IBM для пользователя, 1996.
Министерство высшего и среднего образования РФ
Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского
Кафедра компьютерно-информационных систем
Финансового факультета
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА №1
по информатике
Тема: "Структура персонального компьютера. Основные и периферийные устройства, их характеристики и назначение"
Выполнила: студентка
Финансового факультета
1 курса, специальность "Финансы и кредит"
гр. 13Ф11
Лисиной Ю.Н.
Проверил:
Нижний Новгород
Персональные компьютеры производятся в нижеследующих конструктивных разработках: настольные (стационарные) и переносные. Самые распространенные – это настольные ПК, они позволяют быстро изменять конфигурацию.
Персональный компьютер (далее — ПК) специализирован для хранения и обработки информации. В качестве информации может быть текст, рисунки, звукозаписи, видео и т.д. Хранение и обработка информации осуществляется в цифровом виде. За единицу измерения принят байт. 1б (один байт) равен приблизительно одному текстовому символу. Также введены более крупные единицы информации: Кб (килобайт), Мб (мегабайт), Гб (гигабайт), Тб (терабайт).
ПК имеет конструктивные элементы:
1) Системный блок;
2) Клавиатура;
3) Монитор;
4) Манипулятор мышь;
5) Сканер;
6) Принтер.
Кроме вышеозначенных, в состав устройств ПК могут входить элементы для записи звука, плоттер, модем или факс-модем, другие устройства.
Системный блок
Самые основные устройства ПК располагаются в системном блоке, который осуществляет хранение и переработку информации. За переработку информации отвечает напрямую процессор , расположенный на материнской плате в системном блоке. Важнейший параметр процессора – это его быстродействие, его также называют тактовой частотой. МГц (мегагерц) служит единицей измерения тактовой частоты. Новые ПК в настоящее время оборудованы процессорами с тактовой частотой от 1 до 1,3 ГГц.
Там же, на материнской плате в системном блоке, располагается ОЗУ , или оперативное запоминающее устройство. Часто его называют просто оперативной памятью. Она хранит информацию, что в конкретный момент обрабатывается процессором. Нужно сказать, что информация в ОЗУ сохраняется лишь при включенном ПК. А после его выключения она из ОЗУ стирается. Важный параметр оперативной памяти — объем сохраняемой информации. Сегодня ПК оснащаются ОЗУ объемом 8-16 Гб, и это, разумеется, далеко не предел.
Хранение информации на постоянной основе выполняет жесткий диск , его еще называют «винчестером». Главный его параметр — объем сохраняемой информации. В настоящее время ПК оснащаются жестким диском объемом от 1 до 10 и более Тб.
Дисковод для дискет сегодня практически ушел в прошлое, а вот устройство, позволяющее работать с компакт-дисками по-прежнему популярно. Хотя его все больше «вытесняет» USB-порт .
Системный блок имеет и другие устройства, что обеспечивают работу ПК: видеокарта, блок питания, контроллеры, иные платы управления.
Клавиатура
Клавиатура – это устройство для ввода информации и управления компьютером. На стандартной клавиатуре располагаются алфавитно-цифровые клавиши, нужные для ввода знаков, цифр и букв. Их расположение полностью соответствует типовой пишущей машинке. Ввод заглавных букв ведется при нажатой клавише Shift. Чтобы переключить клавиатуру в верхний регистр, нажимают клавишу CapsLock. Чтобы выполнить переход в тексте к новому абзацу, нажимают клавишу Enter. Для отмены выполнения предыдущей команды - клавишу Esc. Чтобы переместить курсор по тексту, применяют такие клавиши, как PageUp, PageDown, End, Home. При удалении символа, который находится в тексте слева от курсора, нажимают клавишу Backspace. Чтобы удалить выделенный символ (символы) или удалить знаки справа от курсора, нажимают Delete. Такие клавиши, как Ctrl и Alt, применяют обычно в сочетании с другими.
Монитор
Назначение монитора — отображение информации. Современные мониторы цветные, оборудованы типами матриц — IPS и TN. Все большую популярность завоевывают 3D мониторы.
На мониторе расположена собственная кнопка включения и выключения, а кроме того регуляторы для настроек размера изображения, контрастности, яркости и т.д. Размеры мониторов ПК сегодня очень разнообразны.
Манипулятор мышь
Это устройство необходимо для перемещения курсора по дисплею и управлению разного рода объектами. Сегодня наиболее часто встречаются мыши трехкнопочные. Третья кнопка используется для прокрутки экрана (скролла).
Сканер
Сканер нужен для ввода и обработки ПК иллюстраций, фотографий, иных изображений. Он не является неотъемлемой частью современного ПК, но находит широкое применение, и популярен у владельцев ПК. Одно из важнейших назначений сканера – возможность переносить в компьютер текстовые материалы.
Принтер
Очень часто это устройство применяется в офисах и учреждениях. Без принтера невозможно вывести на бумагу ни один документ. В современных офисах наиболее часто используют лазерные принтеры. Они очень производительны и обеспечивают хорошее качество печати.
Устройства ПК и их характеристики
Персональные компьютеры выпускаются в следующих конструктивных исполнениях: стационарные (настольные) и переносные. Наиболее распространенными являются настольные ПК, которые позволяют легко изменять конфигурацию. Рассмотрим IBM – совместимый настольный персональный компьютер. Состав ПК принято называть конфигурацией. Поскольку современные компьютеры имеют блочно - модульную конструкцию, то необходимую аппаратную конфигурацию, можно реализовать из готовых узлов и блоков (модулей), изготовляемых различными производителями. Совместимость устройств является основополагающим принципом открытой архитектуры, которую предложила компания IBM. Это послужило толчком к массовому производству, как отдельных узлов, так и компьютеров. К базовой конфигурации относятся устройства, без которых не может работать современный ПК:
системный блок;
клавиатура, которая обеспечивает ввод информации в компьютер;
манипулятор мышь, облегчающий ввод информации в компьютер;
монитор, предназначенный для изображения текстовой и графической информации.
Системный блок
В персональных компьютерах, выпускаемых в портативном варианте, системный блок, монитор и клавиатура объединяются в один корпус. Системный блок представляет собой металлическую коробку со съемной крышкой, в которой размещены различные устройства компьютера. По форме корпуса бывают:
Desktop – плоские корпуса (горизонтальное расположение), их обычно располагают на столе и используют в качестве подставки для монитора
Tower - вытянутые в виде башен (вертикальное расположение), обычно располагаются на полу.
Корпуса различаются по размерам, указанные приставки Super, Big, Midi, Micro, Tiny, Flex, Mini, Slim обозначают размеры корпусов. На передней стенке корпуса размещены кнопки “Power” - Пуск, “Reset” - Перезапуск, индикаторы питания и хода работы ПК.
Порты (каналы ввода - вывода)
На задней стенке корпуса современных ПК размещены (точнее могут размещаться) следующие порты:
Game - для игровых устройств (для подключения джойстика)
VGA - интегрированный в материнскую плату VGA – контроллер для подключения монитора для офисного или делового ПК
COM - асинхронные последовательные (обозначаемые СОМ1-СОМЗ). Через них обычно подсоединяются мышь, модем и т.д.
PS/2 – асинхронные последовательные порты для подключения клавиатура и манипулятора мышь
LPT - параллельные (обозначаемые LPT1-LPT4), к ним обычно подключаются принтеры
USB - универсальный интерфейс для подключения 127 устройств (этот интерфейс может располагаться на передней или боковой стенке корпуса)
IEЕЕ-1394 (FireWire) - интерфейс для передачи больших объемов видео информации в реальном времени (для подключения цифровых видеокамер, внешних жестких дисков, сканеров и другого высокоскоростного оборудования). Интерфейсом FireWire оснащены все видеокамеры, работающие в цифровом формате. Может использоваться и для создания локальных сетей.
iRDA - инфракрасные порты предназначены для беспроводного подключения карманных или блокнотных ПК или сотового телефона к настольному компьютеру. Связь обеспечивается при условии прямой видимости, дальность передачи данных не более 1 м. Если в ПК нет встроенного iRDA адаптера, то он может быть выполнен в виде дополнительного внешнего устройства (USB iRDA адаптера), подключаемого через USB-порт.
Bluetooth ("блутус")- высокоскоростной микроволновый стандарт, позволяющий передавать данные на расстояниях до 10 метров. Если нет встроенного Bluetoothадаптера, то он может быть выполнен в виде дополнительного внешнего устройства (USB bluetooth адаптера), подключаемого через USB-порт. USB bluetooth адаптеры предназначены для беспроводного подключения карманных или блокнотных ПК, или сотового телефона к настольному компьютеру
Разъемы звуковой карты: для подключения колонок, микрофона и линейный выход Необходимо отметить, что наличие или отсутствие в ПК перечисленных портов зависит от его стоимости и уровня современности. В системном блоке расположены основные узлы компьютера:
Системная или материнская плата (motherboard), на которой установлены дочерние платы (контроллеры устройств, адаптеры или карты) и другие электронные устройства
блок питания, преобразующий электропитание сети в постоянный ток низкого напряжения, для электронных схем компьютера;
накопитель на жестком магнитном диске, предназначенный для чтения и записи на несъемный жесткий магнитный диск (винчестер).
накопители на оптических дисках (типа DVD - RW или CD – RW), предназначенные для чтения и записи на компакт - диски
накопители (или дисководы) для гибких магнитных дисков, используемые для чтения и записи на дискеты;
устройства охлаждения
Клавиатура
Клавиатура - устройство, предназначенное для ввода пользователем информации в компьютер. Стандартная клавиатура имеет более 100 клавиш. Клавиши клавиатуры разделяются на 6 групп:
Клавиши пишущей машинки
Цифровые клавиши (переключение режима работы осуществляется клавишей NumLock)
Клавиши редактирования (Home, End, Page Up, Page Down, Insert, Delete, Back Space)
Специальные клавиши (Ctrl, Alt, Esc, Num Lock, Scroll Lock, Print Screen, Pause)
Функциональные клавиши F1 – F12 (расположены в верхней части клавиатуры и предназначены для вызова наиболее часто использующихся команд)
Размещение клавиш первой группы соответствует пишущей машинке. Расположение латинских букв на клавиатуре IBM PC, как правило, такое же, как на английской пишущей машинке, а букв кириллицы – как на русской пишущей машинке. Для ввода прописных букв и других символов, располагающихся на верхнем регистре клавиатуры, имеется клавиша . Например, чтобы ввести прописную букву, надо нажать клавишу и, не отпуская ее, нажать клавишу с требуемым символом. Клавиша служит для фиксации режима прописных букв. Клавиша служит для создания пробела между символами. Клавиша при редактировании текста работает как «возврат каретки» на пишущей машинке. Кроме того, нажатие этой клавиши может означать окончание ввода команды или другой информации и обращение к компьютеру. Переключение языка клавиатуры (русский – украинский - английский) можно осуществить с помощью переключателя клавиатуры, расположенного на панели задач, либо с помощью сочетаний клавиш (Shift+ Ctrl или Shift+ Alt)
Манипулятор мышь
Манипулятор мышь – устройство управления манипуляторного типа. Небольшая коробочка с клавишами (1, 2 или 3 клавиши). Перемещение мыши по плоской поверхности (например, коврика) синхронизировано с перемещением указателя мыши на экране монитора. Ввод информации осуществляется перемещением курсора в определенную область экрана и кратковременным нажатием кнопок манипулятора или щелчками (одинарными или двойными). По принципу работы манипуляторы делятся на механические, оптомеханические и оптические. В портативных ПК в качестве мыши используются трекболы и пойнтеры. Комбинация монитора и мыши обеспечивают диалоговый режим работы пользователя с компьютером, это наиболее удобный и современный тип интерфейса пользователя. Корпорация Microsoft выпустила новый набор из клавиатуры и мыши, предназначенный для настольных ПК. Продукт получил название Natural Ergonomic Desktop 7000, в нем используется беспроводная технология.
Мониторы
Мониторы – устройства, которые служат для обеспечения диалогового режима работы пользователя с компьютером путем вывода на экран графической и символьной информации. В графическом режиме экран состоит из точек (пикселей от англ. pixel - picture element, элемент картинки), полученных разбиением экрана на столбцы и строки. Количество пикселей на экране называется разрешающей способностью монитора в данном режиме. В настоящее время мониторы ПК могут работать в следующих режимах: 480х640, 600х800, 768х1024, 864х1152, 1024х1280 (количество пикселей по вертикали и горизонтали). Разрешающая способность зависит от типа монитора и видеоадаптера. Каждый пиксел может быть окрашен в один из возможных цветов. Стандарты отображения цвета: 16, 256, 64К, 16М цветовых оттенков каждого пиксела. По принципу действия все современные мониторы разделяются на:
Мониторы на базе электронно-лучевой трубки (CRT)
Жидкокристаллические дисплеи (LCD)
Плазменные мониторы
Наиболее распространенными являются мониторы на электронно-лучевых трубках, но более популярными становятся мониторы с жидкокристаллическими дисплеями (экранами). Самое высокое качество изображения имеют современные плазменные дисплеи. Стандартные мониторы имеют длину диагонали 14, 15, 17, 19, 20, 21 и 22 дюйма. В мониторах CRT изображение формируется электронно-лучевой трубкой. При настройке монитора необходимо устанавливать такие параметры разрешающей способности и режима отображения цвета, чтобы частота обновления кадров не превышала 85 Гц. В мониторах LCD изображение формируется с помощью матрицы пикселей. Каждый пиксел формируется свечением одного элемента экрана, поэтому каждый монитор имеет свое максимальное физическое разрешение. Так, например, для мониторов 19 дюймов разрешающая способность 1280х1024. Для того чтобы исключить искажения изображений на экране рекомендуется использовать мониторы LCD в режимах его максимального разрешения. Для мониторов LCD частота смены кадров не является критичной. Изображение выглядит устойчивым (без видимого мерцания) даже при частоте обновления кадров 60 Гц. В плазменные мониторах изображение формируется с помощью матрицы пикселей, как и в мониторах LCD. Принцип работы плазменной панели состоит в управляемом холодном разряде разряженного газа (ксенона или неона), находящегося в ионизированном состоянии (холодная плазма). Пиксел формирует группа из трех подпикселов, ответственных за три основных цвета, которые представляют собой микрокамеры, на стенках которых находится флюоресцирующее вещество одного из основных цветов. Это одна из наиболее перспективных технологий плоских дисплеев. Достоинства плазменных мониторов заключаются в том, что в них отсутствует мерцание изображения, картинка имеет высокую контрастность и четкость по всему дисплею, имеют хорошую обзорность под любым углом и малую толщину панели. К недостаткам следует отнести – большая потребляемая мощность.
Вопрос 2
Практически все современные ЭВМ основаны на аппаратной модели, предложенной в 40-х годах прошлого века выдающимся математиком Джоном фон Нейманом. Эта модель описывает ЭВМ в составе пяти основных элементов (рис. 2.1):
» центральный вычислительный блок (процессор);
■ устройство ввода;
■ устройство вывода;
■ память;
■ хранилище данных.
Каждый элемент представляет собой конкретное физическое устройство (или их совокупность) и связан с другими информационными и управляющими сигналами.
Аппаратная конфигурация (или аппаратное обеспечение) - это устройства и приборы, входящие в состав ЭВМ
Персональный компьютер – универсальная техническая система. Его конфигурацию (состав оборудования) можно гибко изменять по мере необходимости. Тем не менее, существует понятие базовой конфигурации, которая считается типовой. В таком комплекте компьютер обычно поставляется. В состав базовой конфигурации входят следующие четыре устройства: системный блок; монитор; клавиатура; мышь.
Системный блок. Системный блок представляет собой основной узел, внутри которого установлены наиболее важные компоненты.
Устройства, находящиеся внутри системного блока, называют внутренними , а устройства, подключаемые к нему снаружи, называют внешними, или периферийными . По внешнему виду системные блоки различают формой корпуса.
В состав системного блока входят:
Материнская плата;
Жесткий диск;
Дисковод гибких дисков;
Дисковод компакт-дисков;
Видеокарта (видеоадаптер);
Звуковая карта.
Материнская плата . Материнская плата – основная плата персонального компьютера. На ней размещаются: процессор, оперативная память, постоянная память,шины, слоты.
Процессор – это основная микросхема компьютера, в которой и производятся вычисления. Конструктивно процессор состоит из ячеек, данные в которых могут не только храниться, но и изменяться.
Группы процессоров, имеющих ограниченную совместимость, рассматривают как семейство процессоров . Так, например, все процессоры Intel Pentium относятся к так называемому семейству х86.
Родоначальником этого семейства был процессор Intel 8086, на базе которого собиралась первая модель компьютера IBM PC. Позже выпускались процессоры Intel 80286, Intel 80486, Intel Pentium 133, 166,
Intel Pentium ММХ, Intel Celeron, Intel Pentium III, Intel Pentium IV и т.д.
Оперативная память (RAM - Random Access Memory ) – это массив кристаллических ячеек, способных хранить данные. Сегодня минимальным считается размер оперативной памяти 64 Мбайт, а обычным – 128 Мбайт. Очень скоро и эта величина будет превышена в несколько раз.. Конструктивно модули памяти имеют два исполнения – однорядные (SIMM-модули ) и двухрядные (DIMM-модули ).
Постоянная память (ПЗУ) и система BIOS . В момент включения компьютера в его оперативной памяти нет ничего – ни данных, ни программ, поскольку оперативная память не может ничего хранить без
подзарядки. Но процессору нужны команды, в том числе и в первый момент после включения. Поэтому сразу после включения происходит считывание команд с ПЗУ (постоянное запоминающее устройство).
Шины. С остальными устройствами компьютера, в первую очередь с оперативной памятью, процессор связан группами проводников, которые называются шинами .
Жесткий диск. Жесткий диск (винчестер) – это устройство для долговременного хранения больших объемов данных и программ. На самом деле, это не один диск, а группа дисков, имеющих магнитное покрытие и вращающихся на валу с высокой скоростью. К основным параметрам жестких дисков относятся емкость и производительность .
Дисковод гибких дисков. Данные на жестком диске могут храниться годами, однако иногда требуется их перенос с одного компьютера на другой. Для небольших объемов данных используют так называемые гибкие диски (дискеты ), которые вставляют в специальный накопитель – дисковод . Имя этого дисковода А:. . В настоящее время стандартными считают диски размером 3,5 дюйма высокой плотности . Они имеют емкость 1,4 Мбайт и маркируются буквами HD (high density – высокая плотность).
Дисковод компакт-дисков CD-ROM. Аббревиатура CD-ROM (Compact Disc Read-Only Memory) переводится на русский язык как постоянное запоминающее устройство на основе компакт-диска . Принцип действия этого устройства состоит в считывании числовых данных с помощью лазерного луча, отражающегося от поверхности диска. Цифровая запись на компакт-диске отличается очень высокой плотностью, и диск может хранить примерно 650 Мбайт данных. Существуют устройства многократной записи CD-RW (Compact Disc Recorder-Writer).
Видеокарта (видеоадаптер). Все операции, связанные с построением изображения, выделены в отдельный блок, который называется видеоадаптер . Он выполнен в виде отдельной дочерней платы, которая вставляется в один из слотов материнской платы и называется видеокартой. В настоящее время применяются видеоадаптеры SVGA,
Звуковая карта. Она подключается к одному из слотов материнской платы в виде дочерней платы и выполняет вычислительные операции, связанные с обработкой звука, речи, музыки.
Устройства ввода информации предназначены для ввода информации (данных и команд) с внешнего носителя в память компьютера. К таким устройствам относятся:
Клавиатура;
Манипулятор ввода «мышь»;
Цифровая видеокамера;
Микрофон и т.д.
Устройства вывода информации предназначены для вывода информации на внешние устройства. К ним относятся:
Дисплей;
Принтер;
Графопостроитель;
Акустические колонки и др.
Монитор. Монитор (дисплей) – это устройство визуального представления данных. Его основными параметрами являются:
Размер экрана;
Разрешение экрана;
Частота регенерации (обновления) изображения;
Класс защиты.
Размер экрана . Единица измерения – дюймы. Измеряется по диагонали. Стандартные размеры: 14”; 15”; 17”; 19”; 20”; 21”.
Разрешение экрана . Чем разрешение экрана выше, тем больше информации можно отобразить на экране, но тем меньше размер каждой отдельной точки и, тем самым, тем меньше видимый размер элементов
изображения. Для каждого размера монитора существует свое оптимальное разрешение экрана, которое должен обеспечивать видеоадаптер.
Частота регенерации (обновления ) изображения показывает, сколько раз в течение секунды монитор может полностью сменить изображение (поэтому ее часто называют частотой кадра ). Измеряется
частота кадра в герцах (Гц). Чем она выше, тем четче и устойчивее изображение, тем меньше утомление глаз.
Клавиатура . Клавиатура – это клавишное устройство управления персональным компьютером. Клавиатура предназначена для ввода алфавитно-цифровых символов, а также команд управления компьютером.
Мышь . Мышь – устройство управления манипуляторного типа.
Что вы, уважаемый читатель, знаете о компьютере? Безусловно, полнота и глубина вашего ответа будут зависеть от многих факторов. Некоторые из вас невольно обратятся к поверхностным знаниям из школьной программы, полученным на уроках информатики. Да и вряд ли рядовой пользователь задумывался о том, что скрывается под защитным кожухом системного блока. Как правило, познания домохозяйки основываются на визуальном понимании предмета нашего обсуждения: железный или пластиковый ящик, монитор, клавиатура и мышь. И с этим стоит согласиться, так как объективность такого мнения действительно характеризует ПК стандартной конфигурации в общих чертах. Однако составные части компьютера — это нечто большее, чем простота и ограниченность видимых корпусных деталей системного блока и некоторых подключенных к нему Чтение обещает быть увлекательным, а материал статьи гарантировано станет отправной точкой для вашей любознательности.
Основные составные части компьютера: о том, что видит домохозяйка
Как бы этого не хотелось, но без компьютерной терминологии нам просто не обойтись. Поэтому будьте готовы познакомиться с некоторыми специализированными словами. Между прочим, это существенно сэкономит вам время в будущем. Теперь перейдем непосредственно к увлекательной теории и рассмотрим в качестве вводного списка базовую конфигурацию стационарного ПК.
- Системный блок — корпус, в котором находится аппаратная начинка компьютера.
- Монитор — устройство отображения графической и символьной информации.
- Клавиатура — клавишное средство управления компьютером, посредством которого осуществляется ввод данных и команд.
- Мышка — ручной манипулятор, преобразующий механические движения в управляющий сигнал.
Конструкционные особенности вычислительных устройств
Упомянутые составные части компьютера являются неотъемлемыми элементами десктопных модификаций. Ноутбуки, планшеты и карманные электронные девайсы относятся к портативному типу вычислительной техники. Такие устройства имеют компактный корпус. Все базовые аппаратные компоненты объединены в единое устройство, в результате чего и достигается максимальная практичность девайса. Неоспоримым преимуществом портативных компьютеров является эксплуатационная автономность и мобильность при использовании. Существует еще один тип компьютерной техники — моноблоки. Данный вид вычислительных устройств - нечто среднее между настольными и мобильными системами. Позаимствованная у ноутбуков миниатюрность аппаратной части и стационарная «привязанность» к рабочему месту традиционных ПК обособляют данный вид техники в отдельно представленный тип вычислительных девайсов.
Внутри защитного корпуса расположены , что в конечном итоге является аппаратной конфигурацией ПК. Основной деталью компьютера принято считать материнскую плату устройства, так как данный элемент является своеобразным позвоночником электронной системы, на который, помимо обязательных комплектующих - центрального процессора и планок оперативной памяти - могут быть установлены дополнительные модули расширения. Особое место в системном блоке отводится под устройство хранения информации — жесткий диск. Такие составляющие части компьютера, как система охлаждения и блок питания, также располагаются внутри корпуса ПК. Однако портативные девайсы получают электропитание от внешних устройств энергообеспечения. Как правило, персональный компьютер оснащается оптическим приводом для считывания и записи данных. Основная интерфейс-панель выводится наружу.
Важные части компьютера: процессор — «сердце» ПК
Данная микросхема выполняет функцию вычислительного центра. Без CPU компьютер просто не будет работать. Мощность CPU характеризуется тактовой частотой, которая измеряется в МГц. Вместе с тем именно от уровня примененной технологии зависит конечный показатель производительности процессора. При выполнении многопоточных операций (работа двух и более одновременно используемых приложений) безусловным преимуществом обладают CPU, имеющие многоядерную архитектуру строения. Данная техническая часть компьютера — процессор — состоит из ядра и сопряженных с ним составных элементов: шины ввода/вывода и адресной шины. Скорость обработки данных между указанными компонентами CPU выражается в разрядности. Чем выше упомянутый показатель, тем больше шины центрального процессора.
Оперативная память: быстродействующий помощник CPU
Это энергозависимый компонент системы, который является своеобразным посредником между центральным процессором и жестким диском. Однако обмен данными может происходить и напрямую между CPU и ОЗУ компьютера. Модуль оперативной памяти устанавливается в специальный bank-слот материнской платы. От объема оперативки, который измеряется в единицах информации (МБ), а также пропускной способности системной шины устройства, зависит быстродействие ОС. На сегодняшний день существует несколько типов такой памяти:
- Устаревший вид ОЗУ — SIMM и DIMM.
- Самые распространённые — DDR, DDR2, DDR3.
- Новый тип ОЗУ — DDR4.
Как вы понимаете, составные части компьютера должны соответствовать некому единому стандарту. Приобретая дополнительный необходимо точно знать, какой именно тип ОЗУ поддерживает ваша системная плата.
Жесткий диск: «железная» память
В отличие от оперативки записываемые на HDD данные могут храниться достаточно долго. Работа винчестера основывается на принципе изменения магнитного поля вблизи записывающей головки. Накопитель данного типа является механическим устройством, эффективность работы которого зависит от присущих ему характеристик:
- Номинальная емкость — количество данных, которые могут храниться на HDD.
- Время произвольного доступа — выполнение операции позиционирования на произвольном участке дискового пространства.
- Скорость вращения центрального шпинделя — параметр измеряется количеством оборотов в минуту.
- Объем буфера — промежуточная память, которая исчисляется в МБ.
- Скорость передачи данных — способность устройства считать определенное количество информации за секунду. Учитывается последовательный доступ к определенной (имеется в виду внешняя и внутренняя зоны) дисковой части персонального компьютера.
Апгрейд ПК, компактного вычислительного девайса и сервисного оборудования часто связан с наращиванием быстродействия операционной системы. И появившиеся совсем недавно твердотельные накопители как нельзя лучше могут разрешить скоростные проблемы любой вычислительной техники. Однако относительно малый объем дискового пространства при высокой цене SSD-устройства для многих пользователей является, мягко говоря, неприемлемым решением.
Видеокарта: визуальное представление
Какие составные части компьютера отвечают за графику? Ответ на этот вопрос довольно прост. Прежде всего — это видеокарта, затем — центральный процессор, а уж после — оперативная память ПК. Стоит отметить, что графические адаптеры бывают дискретными и интегрированными. Поэтому следует более детально рассмотреть вопрос различности такого рода оборудования.
Встроенный в материнскую плату графический чип
Как правило, компьютеры низшей ценовой категории оснащаются интегрированными видеоконтроллерами. Как вы понимаете, особой производительностью такие чипы не обладают. Однако для решения офисных задач, просмотра мультимедийного материала и даже запуска не ресурсоемкого игрового приложения такой вариант вполне приемлем. Обратите внимание: встроенный в чипсет видеоадаптер физически не может считаться обособленным элементом комплектации.
Дискретный тип видеокарт
На сегодняшний день это наиболее эффективный метод повысить графические возможности ПК. Данный графический модуль вставляется в специальный PCI-слот расширения материнской платы. Посредством интерфейс-разъема, который расположен на самой видеокарте и выведен наружу системного блока, подключается монитор. Объем видеопамяти и пропускная способность ее шин, а также частота ядра, текстурная и пиксельная скорость заполнения являются основными показателями графической производительности оговариваемой комплектующей ПК. Теперь, если вас кто-либо попросит: «Перечисли составные части компьютера», вы должны учитывать, что в отличие от интегрированного графического чипа — это отдельно представленный модуль.
Конфигурация ПК: расширение функционала и модернизация
После того как вы узнали или освежили прежде полученную информацию о том, что находится внутри системного блока ПК, давайте коснемся вопроса о том, и как он связан с темой представленной статьи.
Итак, дополнительные части компьютера - это не только периферийные устройства: принтеры, сканеры, веб камеры и т. д., подключаемые к какому-либо интерфейс-разъему или же соединенные посредством беспроводной технологии с ПК, но и некоторые компоненты системы, которые принято называть базовыми. Например, пользователь всегда может добавить оперативных ресурсов своему компьютеру, установив в свободные bank-слоты системной платы добавочные модули оперативки. Заядлые геймеры часто ставят на свои компьютеры две мощнейшие видеокарты. Аудио-возможности можно значительно расширить, если подключить навороченный звуковой адаптер. Сетевые и DVB-карты, различные ридеры и TV-тюнеры, а также масса другого оборудования — все это может стать элементами модернизации, то есть апгрейдом ПК. Единственным ограничением для полета пользовательской фантазии может являться недостаточный уровень технологичности материнской платы.
Прежде чем закончить
Теперь вы не будете застигнуты врасплох, если вас попросят: «Перечисли составные части компьютера». Тем не менее для полноты знаний об устройстве ПК следует еще кое в чем разобраться. Ведь в предыдущих абзацах лишь вскользь было упомянуто о коммуникационных возможностях компьютера. Между тем системная плата ПК оснащена различными интерфейс-разъемами, среди которых можно выделить основные:
- PS/2 — для подключения мышки и клавиатуры.
- USB — универсальный порт для соединения с периферийными устройствами.
- VGA — разъем для монитора.
- RJ45 — для подключения сетевого коннектора.
На сегодняшний день современная комплектуется различными беспроводными модулями. Разработчики наделяют ПК новыми коммуникационными свойствами. Производители внедряют еще вчера казавшиеся фантастичными революционные технологии. Электроника стремительно расширяет границы своего влияния. Однако процесс мышления человека всегда будет являться основой для компьютерной техники. Поскольку так, как думает человек, никто и ничто в мире не умеет мыслить.
Технический эпилог
С уверенностью можете считать, что теперь вы знаете, как называются части компьютера. Однако представленная информация - лишь капля из океана информации по затронутой теме, поскольку рассказать об устройстве компьютера в общих чертах — значит не сказать ничего! Поэтому, как и говорилось ранее, необходимо проявить любознательность и подойти к вопросу изучения устройства компьютера серьезнее. Будьте уверены, такие знания сделают вас намного богаче. Ведь за компьютером будущее!
