Устройство персонального компьютера

Вычислительная техника. Вычислительная система. Компьютер

Совокупность устройств, предназначенных для автоматизированной обработки информации (данных), называют вычислительной техникой. Конкретный набор взаимодействующих между собой устройств и программ, предназначенных для обслуживания конкретных задач (проблем – технических, научных, экономических и т.д.), называют вычислительной системой . Центральным устройством большинства вычислительных систем является компьютер. Компьютер – это электронный прибор, предназначенный для автоматизации создания, хранения, обработки и транспортировки информации (данных).

Состав вычислительной системы

Состав вычислительной системы называется конфигурацией . Аппаратные и программные средства вычислительной техники принято рассматривать отдельно. Поэтому рассматривают аппаратную конфигурацию вычислительных систем и их программную конфигурацию.

Аппаратное обеспечение. К аппаратному обеспечению вычислительных систем относятся устройства и приборы, образующие аппаратную конфигурацию. Современные компьютеры и вычислительные комплексы имеют блочно-модульную конструкцию – аппаратную конфигурацию, необходимую для исполнения конкретных видов работ, можно собирать из готовых узлов и модулей.

По способу расположения устройств относительно центрального процессорного устройства (ЦПУ – Central Processing Unit, CPU) различают внутренние и внешние устройства. Внешними, как правило, являются большинство устройств ввода-вывода данных (их также называют периферийными устройствами) и некоторые устройства для длительного хранения данных.

Согласование между отдельными узлами и блоками выполняют с помощью переходных аппаратно-логических устройств, называемых аппаратными интерфейсами . Стандарты на аппаратные интерфейсы в вычислительной технике называют протоколами . Таким образом, протокол – это совокупность технических условий, которые должны быть обеспечены разработчиками устройств для успешного согласования их работы с другими устройствами.

Многочисленные интерфейсы, присутствующие в архитектуре любой вычислительной системы, можно условно разделить на две большие группы: последовательные и параллельные . Через последовательный интерфейс данные передаются последовательно, бит за битом, а через параллельный – одновременно группами битов. Количество битов, участвующих в одной посылке, определяется разрядностью интерфейса , например, восьмиразрядные параллельные интерфейсы передают один байт (8 бит) за один цикл.

Параллельные интерфейсы обычно имеют более сложное устройство, чем последовательные, но обеспечивают более высокую производительность. Их применяют там, где важна скорость передачи данных: для подключения печатающих устройств, устройств ввода графической информации, устройств записи данных на внешний носитель и т. п. Производительность параллельных интерфейсов измеряют байтами в секунду (байт/с; Кбайт/с; Мбайт/с).

Первоначально пропускная способность последовательных интерфейсов была меньше, а коэффициент полезного действия – ниже. Однако, с развитием техники появились новые, высокоскоростные последовательные интерфейсы, не уступающие параллельным, а нередко и превосходящие их по пропускной способности. Сегодня последовательные интерфейсы применяют для подключения к компьютеру любых типов устройств.

Базовая аппаратная конфигурация персонального компьютера.

Персональный компьютер – универсальная техническая система. Его конфигурацию (состав оборудования) можно гибко изменять по мере необходимости. Тем не менее, существует понятие базовой конфигурации , которую считают типовой. В таком комплекте компьютер обычно поставляется. Понятие базовой конфигурации может меняться. В настоящее время в базовой конфигурации рассматривают четыре устройства: системный блок , монитор , клавиатура и мышь .

Системный блок. Системный блок представляет собой основной узел, внутри которого установлены наиболее важные компоненты.

По внешнему виду системные блоки различаются формой корпуса. Корпуса персональных компьютеров выпускают в горизонтальном (desktop) и вертикальном (tower) исполнении. Корпуса, имеющие вертикальное исполнение, различают по габаритам: полноразмерный (big tower), среднеразмерный (midi tower) и малоразмерный (mini tower). Среди корпусов, имеющих горизонтальное исполнение, выделяют плоские и особо плоские (slim).

Кроме формы, для корпуса важен параметр, называемый форм-фактором . От него зависят требования к размещаемым устройствам. Прежним стандартом корпуса персональных компьютеров был форм-фактор AT , в настоящее время в основном используются корпуса форм-факторов ATX . Форм-фактор корпуса должен быть обязательно согласован с форм-фактором главной (системной) платы компьютера, так называемой материнской платы.

Корпуса персональных компьютеров поставляются вместе с блоком питания и, таким образом, мощность блока питания также является одним из параметров корпуса. Для массовых моделей достаточной является мощность блока питания 250-300 Вт.

Монитор. Монитор – устройство визуального представления данных. Это не единственно возможное, но главное устройство вывода информации. Его основными потребительскими параметрами являются: тип, размер и шаг маски, частота регенерации изображения, класс защиты.

Сейчас наиболее распространены мониторы жидкокристаллические (ЖК). В актив жидкокристаллических мониторов можно занести их компактность, небольшой вес, идеально плоскую поверхность экрана.

Размер монитора измеряется между противоположными углами видимой части экрана по диагонали. Единицы измерения – дюймы. Стандартные размеры: 17"", 19"", 20"", 21"", 22"", 24"" и т.д. В настоящее время наиболее универсальными являются мониторы от 17 дюймов, а для операций с графикой желательны мониторы размером 21 - 24 дюйма.

На экране жидкокристаллического монитора изображение образуется в результате прохождения белого света лампы подсветки через ячейки, прозрачность которых зависит от приложенного напряжения. Элементарная триада состоит из трех ячеек зеленого, красного и синего цвета и соответствует одному пикселю экрана. Размер монитора по диагонали и разрешение экрана однозначно определяет размер такой триады и, тем самым, зернистость изображения.

Частота регенерации (обновления) изображения показывает, сколько раз в течение секунды монитор может полностью сменить изображение (поэтому ее также называют частотой кадров ). Этот параметр зависит не только от монитора, но и от свойств и настроек видеоадаптера, хотя предельные возможности определяет монитор.

Частоту регенерации изображения измеряют в герцах (Гц). Чем она выше, тем четче и устойчивее изображение, тем меньше утомление глаз, тем больше времени можно работать с компьютером непрерывно. При частоте регенерации порядка 60 Гц мелкое мерцание изображения может быть заметно невооруженным глазом. Сегодня такое значение считается недопустимым. У жидкокристаллических мониторов изображение более инерционно, так что мерцание подавляется автоматически. Для них частота обновление в 75 Гц уже считается комфортной.

Клавиатура. Клавиатура – клавишное устройство управления персональным компьютером. Служит для ввода алфавитно-цифровых (знаковых) данных, а также команд управления. Комбинация монитора и клавиатуры обеспечивает простейший интерфейс пользователя . С помощью клавиатуры управляют компьютерной системой, а с помощью монитора получают от нее отклик.

Клавиатура относится к стандартным средствам персонального компьютера. Ее основные функции не нуждаются в поддержке специальными системными программами (драйверами ). Необходимое программное обеспечение для начала работы с компьютером уже имеется в микросхеме ПЗУ в составе базовой системы ввода-вывода (BIOS), и потому компьютер реагирует на нажатия клавиш сразу после включения.

Мышь. Мышь – устройство управления манипуляторного типа. Представляет собой плоскую коробочку с двумя-тремя кнопками. Перемещение мыши по плоской поверхности синхронизировано с перемещением графического объекта (указателя мыши ) на экране монитора.

В отличие от клавиатуры мышь не является стандартным органом управления, и персональный компьютер не имеет для нее выделенного порта. Для мыши нет и постоянного выделенного прерывания, а базовые средства ввода и вывода (BIOS) компьютера, размещенные в постоянном запоминающем устройстве (ПЗУ), не содержат программных средств для обработки прерываний мыши.

В связи с этим в первый момент после включения компьютера мышь не работает. Она нуждается в поддержке специальной системной программы – драйвера мыши . Драйвер устанавливается либо при первом подключении мыши, либо при установке операционной системы компьютера. Хотя мышь и не имеет выделенного порта на материнской плате, для работы с ней используют один из стандартных портов, средства для работы с которыми имеются в составе BIOS. Драйвер мыши предназначен для интерпретации сигналов, поступающих через порт. Кроме того, он обеспечивает механизм передачи информации о положении и состоянии мыши операционной системе и работающим программам.

Компьютером управляют перемещением мыши по плоскости и кратковременными нажатиями правой и левой кнопок. (Эти нажатия называются щелчками .) В отличие от клавиатуры мышь не может напрямую использоваться для ввода знаковой информации – ее принцип управления является событийным . Перемещения мыши и щелчки ее кнопок являются событиями с точки зрения ее программы-драйвера. Анализируя эти события, драйвер устанавливает, когда произошло событие, и в каком месте экрана в этот момент находился указатель. Эти данные передаются в программу, с которой работает пользователь в данный момент. По ним программа может определить команду, которую имел в виду пользователь, и приступить к ее исполнению.

Комбинация монитора и мыши обеспечивает наиболее современный тип интерфейса пользователя, который называется графическим . Пользователь наблюдает на экране графические объекты и элементы управления . С помощью мыши он изменяет свойства объектов и приводит в действие элементы управления компьютерной системы, а с помощью монитора получает от нее отклик в графическом виде.

Стандартная мышь имеет только две кнопки, хотя существуют нестандартные мыши с тремя кнопками. Сегодня наиболее распространены мыши, в которых роль третьей кнопки играет вращающееся колесико-регулятор. Функции дополнительных органов управления определяются тем программным обеспечением, которое поставляется вместе с устройством.

Внутренние устройства персонального компьютера

Блок питания. Вырабатывает стабилизированные напряжения для питания всех устройств, находящихся в системном блоке. От блока питания выходят многочисленные кабели, которые подключаются к системной плате, дисковым накопителям и другим устройствам.

Материнская плата. Материнская плата , или системная плата (MotherBoard) – базовое устройство компьютера для установки процессора, оперативной памяти и плат расширения. К ней подключаются устройства ввода/вывода, дисковые накопители и др. Системная плата обеспечивает их взаимодействие, используя специальный набор микросхем системной логики или чипсет (современный чипсет выполняет множество различных функций). На системной плате также располагаются другие устройства, например микросхема BIOS, батарейка для питания часов и CMOS (память с автономным питанием), тактовый генератор.

Жесткий диск. Жесткий диск , или винчестер , – основное средство хранения информации в компьютере. Современные жесткие диски отличаются высокими показателями емкости (сотни гигабайт), скорости и надежности, а также не очень высокой стоимостью. На них обычно хранится операционная система, программы, обрабатываемые данные и другая объемная информация.

Дисковод компакт-дисков. Компакт-диски (CD) – наиболее популярное средство распространения прикладных программ, игр, фильмов, музыки и другой цифровой информации, поэтому практически каждый компьютер оснащается приводом для компакт-дисков.

CD имеет емкость около 700 Мбайт; если же нужно записать больше информации, используются DVD, емкость которых 4,7 Гбайт и более.

CD и DVD бывают трех разновидностей:

CD-ROM, DVD-ROM – диски только для чтения, записанные на заводе; так же обозначаются приводы, предназначенные только для чтения дисков;

CD-R, DVD-R – чистые диски, позволяющие однократную запись;

CD-RW, DVD-RW – диски, позволяющие многократную запись и стирание информации; так же обозначаются приводы для чтения и записи дисков.

Все приводы DVD позволяют работать с CD.

Кроме обычных DVD, которые являются односторонними и однослойными, встречаются двухсторонние или двухслойные диски с удвоенным объемом, а если DVD одновременно односторонний и двухслойный, то его объем увеличивается в четыре раза и составляет более 18 Гбайт. Двухсторонние или двухслойные диски должны поддерживаться накопителем.

Видеокарта (видеоадаптер). Совместно с монитором видеокарта образует видеоподсистему персонального компьютера. Видеокарта не всегда была компонентом ПК. На заре развития персональной вычислительной техники в общей области оперативной памяти существовала небольшая выделенная экранная область памяти , в которую процессор заносил данные об изображении. Специальный контроллер экрана считывал данные о яркости отдельных точек экрана из ячеек памяти этой области и в соответствии с ними управлял разверткой горизонтального луча электронной пушки монитора.

За время существования персональных компьютеров сменилось несколько стандартов видеоадаптеров: MDA (монохромный ); CGA (4 цвета ); EGA (16 цветов ); VGA (256 цветов ). В настоящее время применяются видеоадаптеры SVGA, обеспечивающие по выбору воспроизведение до 16,7 миллионов цветов с возможностью произвольного выбора разрешения экрана из стандартного ряда значений (640х480, 800х600, 1024х768, 1152х864, 1280х1024 точек и далее).

Разрешение экрана является одним из важнейших параметров видеоподсистемы. Чем оно выше, тем больше информации можно отобразить на экране, но тем меньше размер каждой отдельной точки и, соответственно, тем меньше видимый размер элементов изображения. Использование завышенного разрешения на мониторе малого размера приводит к тому, что элементы изображения становятся неразборчивыми и работа с документами и программами вызывает утомление органов зрения. Использование заниженного разрешения приводит к тому, что элементы изображения становятся крупными, но на экране их располагается очень мало.

Видеоускорение – одно из свойств видеоадаптера, которое заключается в том, что часть операций по построению изображений может происходить без выполнения математических вычислений в основном процессоре компьютера, а чисто аппаратным путем - преобразованием данных в микросхемах видеоускорителя . Видеоускорители обычно входят в состав видеоадаптера (в таких случаях говорят о том, что видеокарта обладает функциями аппаратного ускорения). Несколько лет назад существовали и видеоускорители, которые поставлялись в виде отдельной платы, устанавливаемой на материнской плате и подключаемой к видеоадаптеру.

Различают два типа видеоускорителей - ускорители плоской (2D) и трехмерной (3D) графики. Первые наиболее эффективны для работы с прикладными программами, использующими стандартный интерфейс (обычно офисного применения), и оптимизированы для операционной системы Windows, а вторые ориентированы на работу мультимедийных развлекательных программ, в первую очередь компьютерных игр, и профессиональных программ обработки трехмерной графики. Обычно в этих случаях используют разные математические принципы автоматизации графических операций. Все современные видеокарты обладают функциями и двухмерного, и трехмерного ускорения.

Звуковая карта. Звуковая карта явилась одним из наиболее поздних усовершенствований персонального компьютера. Она устанавливается в один из разъемов материнской платы в виде дочерней карты и выполняет вычислительные операции, связанные с обработкой звука, речи, музыки. Звук воспроизводится через внешние звуковые колонки, подключаемые к выходу звуковой карты. Специальный разъем позволяет отправить звуковой сигнал на внешний усилитель. Имеется также разъем для подключения микрофона, что позволяет записывать речь или музыку и сохранять их на жестком диске для последующей обработки и использования.

Основным параметром звуковой карты является разрядность , определяющая количество битов, используемых при преобразовании сигналов из аналоговой в цифровую форму и наоборот. Чем выше разрядность, тем меньше погрешность, связанная с оцифровкой, тем выше качество звучания. Минимальным требованием сегодняшнего дня являются 16 разрядов, а наибольшее распространение имеют 32-разрядные и 64-разрядные устройства.

В последнее время обработка звука рассматривается как относительно простая операция, которую, в связи с возросшей мощностью процессора, можно возложить и на него. В отсутствие повышенных требований к качеству звука можно использовать интегрированные звуковые системы , в которых функции обработки звука выполняются центральным процессором и микросхемами материнской платы. В этом случае колонки или иное устройство воспроизведения звука подключается к гнездам, установленным непосредственно на материнской плате.

Платы (карты) расширения. Платы или карты расширения – это дополнительные устройства, которые устанавливаются в системный блок и подключаются к компьютеру с помощью разъемов (слотов), установленных на материнской плате. В слоты расширения могут быть установлены различные устройства:

Видеоадаптер. Служит для формирования изображения на мониторе и является обязательным устройством для работы компьютера.

Звуковые платы. Почти все современные системные платы содержат встроенный аудиоконтроллер, но при особых требованиях к обработке звука может устанавливаться дополнительная звуковая плата.

Сетевые платы. Большинство современных системных (материнских) плат имеют встроенные сетевые адаптеры, но если это не так, то можно добавить поддержку сети с помощью отдельной платы расширения.

Контроллеры SCSI, IDE, SATA, RAID. К ним подключаются жесткие диски, когда системная плата не поддерживает нужный интерфейс.

Платы видеозахвата. Используются для видеозаписи и видеомонтажа.

ТВ-тюнеры и FM-приемники. Позволяют смотреть телепередачи и слушать радио на компьютере.

Контроллер FireWire. К нему подключаются цифровые видеокамеры и другие устройства.

Контроллер USB. Дополнительный контроллер USB может понадобиться, когда все доступные USB-разъемы уже заняты.

Системы, расположенные на материнской плате

Оперативная память. Оперативная память (ОП) – один из важнейших компонентов системы, она необходима для работы операционной системы и программ, для обработки и временного хранения данных. ОП не позволяет хранить информацию после выключения питания, но она работает намного быстрее жестких дисков и других устройств.

Любая программа сначала загружается с жесткого диска в ОП и лишь затем начинает работу. Объем ОП существенно влияет на общую производительность системы, и его увеличение – наиболее простой и популярный метод модернизации компьютера.

Для ОП может использоваться обозначение ОЗУ (оперативное запоминающее устройство ), или RAM (Random Access Memory – память с произвольным доступом ).

Процессор. Процессор – это основная микросхема компьютера с несколькими сотнями выводов, выполняющая большинство математических и логических операций. Процессор устанавливается в специальный разъем на системной плате; сверху на нем закрепляется радиатор с вентилятором для охлаждения (его также называют кулером ). Установка процессора в разъем требует особой осторожности и аккуратности и обычно подробно описана в инструкции к системной плате.

В подавляющем большинстве персональных компьютеров используются процессоры, совместимые с процессорами x86 компании Intel.

Параметрами процессора являются.

Тип разъема, или форм-фактор. Каждая модель процессора устанавливается в разъем соответствующего типа и с соответствующим количеством контактов. Цифра в названии разъема обозначает количество контактов, и установить процессор в не предназначенный для него разъем нельзя, даже если различие всего в один контакт.

Частота FSB. Для обмена данными с другими устройствами процессор использует шину FSB (Front Side Bus). В современных системах за один такт шины FSB передается сразу несколько пакетов данных, и в параметрах процессора эта частота указывается уже с учетом такого умножения скорости. Например, процессор Pentium 4 с частотой FSB 800 МГц на самом деле работает на частоте FSB 200 МГц, но за один рабочий такт передается четыре пакета данных.

Множитель, или коэффициент умножения. Ядро центрального процессора работает на тактовой частоте, являющейся произведением частоты FSB на коэффициент умножения.

Тактовая частота. Параметр, показывающий реальную работу ядра процессора, который может достигать 3-4 ГГц. Тактовые частоты из года в год увеличивались, но в последнее время этот процесс замедлился, поскольку рабочие частоты приближаются к своему физическому пределу, поэтому производители больше внимания уделяют повышению эффективности работы процессоров и их дополнительным функциям.

Разрядность процессора показывает, сколько бит данных он может принять и обработать в своих регистрах за один раз (за один такт ).

Объем кэш-памяти. Современные процессоры работают значительно быстрее, чем ОП, и при обращении к ней процессору приходится некоторое время простаивать в ожидании результата. Чтобы снизить простои, непосредственно на кристалле процессора устанавливается небольшой объем очень быстрой памяти, называемый кэш-памятью. Она содержит данные, наиболее часто используемые процессором, и обычно работает на его тактовой частоте. Специальные алгоритмы для кэш-памяти позволяют своевременно подгружать нужные процессору данные из ОП, что увеличивает производительность системы.

Современные процессоры имеют двухуровневую организацию интегрированной кэш-памяти. У кэш-памяти первого уровня (L1) наивысшая скорость, и она обычно разделена на две равные части: первая используется для данных, вторая – для команд. Объем кэш-памяти первого уровня зависит от модели процессора и обычно составляет от 16 до 128 Кбайт.

У кэш-памяти второго уровня (L2) несколько меньше быстродействие, чем у L1, и объем от 128 Кбайт до 1 Мбайт в зависимости от модели процессора.

В некоторых новых процессорах может быть кэш-память третьего уровня (L3) объемом от 1 Мбайт.

Напряжение питания ядра. Ядро современного процессора питается довольно низким напряжением, порядка 1,3–1,7 В. Для каждой модели есть свое паспортное значение этого напряжения, которое обычно настраивается автоматически.

Тепловыделение. Современные процессоры обладают большим тепловыделением, достигающим до 100 Вт и более. Поэтому эксплуатация процессора невозможна без системы охлаждения, в качестве которой используются массивные радиаторы с установленными на них вентиляторами.

Для современных процессоров характерен набор дополнительных функций и технологий, расширяющий их возможности.

Наборы дополнительных инструкций для процессора, ускоряющих работу с мультимедиа и большими объемами данных.

Технология энергосбережения, которая «заставляет» процессор снизить тактовую частоту, если его нагрузка невелика.

Технология защиты компьютера от вирусов, запрещающая запуск кода из области данных.

Технология, позволяющая выполнять 64-битные инструкции.

Технология, позволяющая выполнять несколько потоков команд одновременно, что увеличивает производительность системы.

Технология защиты процессора от перегрева и др.

С остальными устройствами компьютера, и в первую очередь с оперативной памятью, процессор связан несколькими группами проводников, называемых шинами . Основных шин три: адресная шина, шина данных и командная шина.

Адресная шина. У процессоров семейства Pentium (а именно они наиболее распространены в персональных компьютерах) адресная шина 32-разрядная, то есть состоит из 32 параллельных проводников. В зависимости от того, есть напряжение на какой-то из линий или нет, говорят, что на этой линии выставлена единица или ноль. Комбинация из 32 нулей и единиц образует 32-разрядный адрес, указывающий на одну из ячеек оперативной памяти. К ней и подключается процессор для копирования данных из ячейки в один из своих регистров.

Шина данных. По этой шине происходит копирование данных из оперативной памяти в регистры процессора и обратно. В современных персональных компьютерах шина данных, как правило, 64-разрядная, то есть состоит из 64 линий, по которым за один раз на обработку поступают сразу 8 байтов.

Шина команд. Для того чтобы процессор мог обрабатывать данные, ему нужны команды. Он должен знать, что следует сделать с теми байтами, которые хранятся в его регистрах. Эти команды поступают в процессор тоже из оперативной памяти, но не из тех областей, где хранятся массивы данных, а оттуда, где хранятся программы. Команды тоже представлены в виде байтов. Самые простые команды укладываются в один байт, однако есть и такие, для которых нужно два, три и более байтов. В большинстве современных процессоров шина команд 32-разрядная, хотя существуют 64-разрядные процессоры и даже 128-разрядные.

Шинные интерфейсы материнской платы. Несомненное преимущество ПК – открытая архитектура, позволяющая в широких пределах изменять конфигурацию компьютера, адаптируя его для решения определенных задач. Для этого на системной плате есть периферийная шина с несколькими разъемами, куда можно вставлять необходимые платы расширения.

Сейчас, популярными шинами являются шина PCI, шина PCI Express, шина AGP, шина USB.

Шина PCI является наиболее популярным способом, чтобы подключить различные платы расширения. Одним из преимуществ данной шины является поддержка технологии Plug and Play, позволяющей автоматически настраивать все подключаемые устройства. Шина PCI обладала неплохими для своего времени характеристиками и довольно долго была основной для подключения различных плат расширения. Однако после появления быстродействующих устройств на смену шине PCI пришла шина PCI Express. Но в ближайшие годы шины PCI и PCI Express будут существовать совместно, поскольку для шины PCI разработано очень много устройств, а PCI Express только начинает развиваться.

Шина AGP предназначена специально для подключения видеоадаптера.

Шина (интерфейс) USB сегодня стала общепринятым стандартом для подключения к системному блоку различных внешних устройств. В старых компьютерах было всего два разъема USB, расположенных на задней панели системного блока. У современных компью-теров их может быть шесть, восемь и более, причем располагаются они как на задней, так и на передней панели системного блока.

Преимущества интерфейса USB в том, что подключать или отключать устройства можно в процессе работы компьютера, причем настраиваются они операционной системой автоматически.

К портам подключаются периферийные устройства ввода/вывода. Разъемы портов обычно устанавливаются прямо на системную плату и выносятся на заднюю стенку компьютера. Для их обслуживания на системной плате есть специализированный чип SuperIO, который взаимодействует с южным мостом чипсета. Порты также называют интерфейсами.

В современных компьютерах используются несколько портов.

Последовательный порт (COM). Присутствует в компьютерах вот уже более двух десятков лет, однако в последнее время применяется не очень часто, в основном для подключения модемов. Обычно в системе два последовательных порта COM1 и COM2, однако во многих современных платах есть разъемы только для COM1.

Параллельный порт (LPT). К нему подключаются некоторые модели принтеров, сканеров и другие устройства. Стандартный параллельный порт имеет не очень высокое быстродействие, поэтому используются его ускоренные режимы работы ECP или EPP.

Порт PS/2. В большинстве компьютеров есть два таких специализированных порта: первый для подключения клавиатуры, второй – для мыши.

USB. Наиболее популярный интерфейс для самых разнообразных периферийных устройств. Это одновременно и порт, и шина.

IEEE 1394 (Fire Wire). Высокоскоростной последовательный порт для цифровых видеоустройств. Не каждая системная плата поддерживает IEEE 1394, поэтому для работы с цифровым видео обычно приходится приобретать дополнительный контроллер.

Инфракрасный порт (IrDA). Позволяет подключать периферийные устройства (мобильные телефоны и др.) без использования проводов, при этом информация передается с помощью инфракрасного излучения.

Bluetooth. Относительно новый и быстро развивающийся беспроводной интерфейс. По сравнению с инфракрасным портом имеет более высокую скорость, он получил большее распространение для подключения к компьютеру мобильных телефонов, однако может использоваться и для других устройств, имеющих Bluetooth-интерфейс. Далеко не у каждой системной платы есть встроенная поддержка Bluetooth, но эта проблема легко решается установкой относительно недорогого адаптера USB – Bluetooth.

Периферийные устройства персонального компьютера

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

По назначению периферийные устройства можно подразделить на: устройства ввода знаковых данных , устройства командного управления , устройства ввода графических данных , устройства вывода данных , устройства вывода графических данных , устройства хранения данных и устройства обмена данными .

Компьютер состоит из системного блока и периферийных устройств (монитор, мышь, клавиатура). В этой записи я хотел бы подробно разобрать компьютер до каждого болтика, рассмотреть устройство компьютера в целом, что в нем есть и для чего нужна каждая деталь.

Системный блок

Системный блок – это и есть сам компьютер. В системном блоке расположены: БП (блок питания), HDD (жесткий диск), материнская плата, ОЗУ, процессор, звуковая карта, видео карта, сетевая карта, дисковод и другие комплектующие, которые необходимы для расширения возможностей. Давайте теперь каждое устройство рассмотрим подробнее и узнаем, какую функцию оно выполняет.

Корпус системного блока

Корпусы бывают разные: компактные, прозрачные, с подсветкой, но, главная его задача – уместить все устройства компьютера. Конечно можно было бы обойтись и без него, повесить материнскую плату на стену, а всё остальное сложить рядом на стол, но это глупо, неудобно и опасно.

Во время включённого системного блока ни в коем случае нельзя трогать его составляющие. Внутри проходит высокое напряжение, которое может даже убить. По этом всегда используется корпус, это удобно и безопасно.

БП – Блок питания

Практически все провода что есть в компьютере идут из блока питания. Он обеспечивает каждое устройство в системном блоке электроэнергией, без которой ничего не будет работать. БП весит около килограмма, и имеет размер приблизительно как .

Блок питания выдает: 3.3v, 5v и 12v. Для каждого устройства отдельный вольтаж. Так же, чтоб блок питания не перегревался, он оснащён радиатором и вентилятором охлаждения. Отсюда и издаться звук рабочего компьютера.

Материнская плата

Основная задача материнской платы объединить ВСЕ устройства компьютера. Она в прямом смысле объединят всё: мышь, клавиатуру, монитор, USB накопители, HDD, процессор, видеокарту и все остальное. Более подробнее ознакомиться с отверстиями/разъемами и портами материнской платы можете ознакомиться на картинке выше.

ЦП — центральный процессор компьютера

Процессор обеспечивает и вычисляет все операции на компьютере. Если сравнивать с органами человека, процессор компьютера можно сравнить с мозгом. Чем мощнее микросхема (ЦП), тем больше вычислений он может делать, другими словами: компьютер будет работать быстрее. Но это лишь одно из главных устройств, отвечающих за быстродействия вашего компьютера.

ОЗУ – оперативная память

ОЗУ – это оперативное запоминающие устройство. Так же называют RAM, оперативная память и оперативка. Это маленькая плата необходима для хранения временных данных. Когда вы что-то копируете, эта информация временно храниться на ОЗУ, так же она хранит информацию системных файлов, программ и игр. Чем больше Вы поставили задач компьютеру, тем больше ему понадобиться оперативной памяти. К примеру, одновременно ПК будет что-то скачивать, проигрывать аудиофайл и будет запущена игра, тогда будет большая нагрузка на ОЗУ.

Чем больше оперативной памяти, тем лучше и быстрее работает компьютер (как и в случае с процессором).

Видеокарта (видеоадаптер)

Видеокарта, а также её называют видеоадаптер необходима для передачи изображения с компьютера на экран/монитор. Как говорилось выше, она вставляется в мат. плату в свой разъем.

Вообще, компьютер так устроен, что для каждого устройства свое отверстие и даже грубой силой не получиться что-то вставить не на место.

Чем сложнее изображение (HD видео, игра, графическая оболочка и редактор), тем больше памяти должна иметь графическая карта. Например, 4к. видео не будет нормально воспроизводиться на слабой видеокарте. Видео будет тормозить, а Вы можете подумать, что слабый интернет.

Современная видеокарта кат же содержит небольшой кулер (вентилятор охлаждения), как БП и охлаждение ЦП. Под кулером находится небольшой графический процессор, работающий по принципу центрального процессора.

HDD (жесткий диск) Hard Disk Drive

HDD – он же: жесткий диск, жесткий, винчестер, винт, накопитель. Как бы его в народе не называли, задача у него одна. Он хранит в себе всю информацию и файлы. В том числе ОС (операционную систему), программы, браузеры, фото, музыку и т.д. Другими словами это память компьютера (как флешка в телефоне).

Так же есть еще SSD . Суть и принцип тот же, но SSD работает в разы быстрее и на порядок стоит дороже. Если использовать SSD как системный диск для ОС, тогда ваш компьютер будет намного быстрее работать.

Дисковод

Если вам необходимо посмотреть/скопировать информацию с диска, тогда вам понадобиться дисковод. В теперешнем времени в новых компьютерах уже редко встретишь это устройство, на смену дисковода пришли USB накопители (флешки). Они занимают гораздо меньше места чем диски, их проще использовать, а также они многоразовые. Тем не менее дисководы еще используют, и я не мог об этом не написать.

Звуковая карта

Звуковая карта нужна компьютеру для воспроизведения аудиофайлов. Без нее звука в компьютере не будет. Если Вы на секунду вернетесь к разделу «материнская плата» Вы увидите, что она уже встроена в каждую материнку.

Как видите на фото выше, бывают дополнительные звуковые карты. Они необходимы для подключения более мощных акустических систем и обеспечивают лучшее озвучение в отличие от интегрированных (встроенных).

Если Вы используете обычные небольшие колонки, тогда разница будет даже не заметна. Если же у вас сабвуфер или домашний кинотеатр, тогда конечно же нужно поставить достойную звуковую карту.

Дополнительные устройства компьютера

Всё, о чём я выше рассказал необходимо для работы системного блока, а теперь давайте рассмотрим дополнительные устройства компьютера, которые расширяют его возможности и добавляют функционал.

Внешний жесткий диск

В отличие от HDD, внешний жесткий диск переносной. Если HDD и SSD нужно установить в корпус и закрепить его там, то внешний подключается всего одним USB проводом. Это очень удобно на все случаи жизни, которые не имеет смысла описывать. Внешний HDD это как флешка, только с большим количеством памяти.

Источник бесперебойного питания

Абсолютно каждый компьютер боится перепадов напряжения, я бы даже сказал больше чем какая-либо другая техника. Источник бесперебойного питания обеспечит стабильное напряжение и убережёт ваш БП от скачков.

Напряжение может прыгать по разным причинам, и не всегда это заметно. Например, если у вас слабая проводка, то во время включения другой техники в доме напряжение может прыгнуть. Или же у соседей что-то мощное… В общем, я настоятельно рекомендую всем использовать безперебойник.

ТВ тюнер

ТВ тюнер – это специальная микросхема, которая позволяет смотреть ТВ на компьютере. Тут скорее, как и в случае с дисководом – ещё работает, но уже не актуально. Чтоб смотреть ТВ на компьютере, не обязательно вставлять специальные платы, у нас теперь есть и в моем блоге есть целый раздел, посвященный этой теме.

Периферийные устройства компьютера

Как говорит википедия:

Периферийные устройства — это аппаратура, которая позволяет вводить информацию в компьютер или выводить её из него. Периферийные устройства являются не обязательными для работы системы и могут быть отключены от компьютера.

Но, я с ней не согласен. К примеру, без монитора нам и компьютер не нужен, а без клавиатуры не каждый сможет включить компьютер, без мышки смогут обойтись только самые опытные пользователи, а без динамиков ничего не посмотришь и не послушаешь. Это еще далеко не все устройства, поэтому давайте рассмотрим каждое из них отдельно.

Монитор персонального компьютера

Немного повторюсь – без монитора компьютер нам не нужен, иначе мы не увидим, что там происходит. Возможно в дальнейшем придумают какую-то голограмму или специальные очки, но пока что это лишь моя больная фантазия).

Монитор подключается в видеокарту специальным кабелем, которых бывает 2 типа VGA (устарелый разъем) и HDMI. HDMI обеспечивает лучшее изображение, а так же параллельно изображению передает звук. Так что, если в вашем мониторе есть встроенные колонки и он имеет высокое разрешение, вам обязательно нужно использовать HDMI кабель.

Клавиатура

Клавиатура нужна для ввода информации, вызова команд и выполнения действий. Клавиатуры бывают разные: обычные, бесшумные, мультимедийные и геймерские.

1. Обычные – самая простая клавиатура, на которой только стандартные кнопки.
2. Бесшумные – резиновые/силиконовые клавиатуры, при работе с которыми не слышно ни одного звука.
3. Мультимедийные. Кроме стандартных кнопок клавиатура имеет дополнительные клавиши для управления аудио/видео файлами, громкостью, тачпад (возможно), и остальное.
4. Геймерские – Дополнительные кнопки для разных игр, основные кнопки для игры имеют другой цвет и другие плюшки.

Мышь

Основная задача компьютерной мыши - это управление/передвижение курсора на экране. Так же выбирать и открывать файлы/папки и вызывать меню правой кнопкой.

Сейчас существует много самых разных мышек для компьютера. Бывают беспроводные, маленькие, большие, с дополнительными кнопками для удобства, но основная её функция осталось прежней спустя десятилетия.

Акустическая система

Как было сказано выше, акустическая система подключается к звуковой карте. Через звуковую передаться сигнал на колонки, и Вы слышите, о чем говорят в видео и поют в песне. Акустика бывает разной, но без какой либо, компьютер со всеми своими возможностями становиться обычным рабочим инструментом, перед которым скучно проводить время.

МФУ – Многофункциональные устройства

МФУ больше необходим для офиса и учебы. Обычно содержит: сканер, принтер, ксерокс. Хоть это все в одном устройстве, выполняют они абсолютно разные задачи:

1. Сканер – делает точную копию фотографии/документа в электронном варианте.
2. Принтер – распечатывает электронную версию документа, фотографии, картинки на бумагу.
3. Ксерокс – Делает точную копию с одной бумаги на другую.

Геймпад или джойстик

Геймпад он же джойстик в прошлом. Нужен лишь для комфорта в некоторых играх. Бывают беспроводные и наоборот. Обычно содержат не более 15 кнопок, и использовать в не игр не имеет никакого смысла.

Персональный компьютер представляет собой сложное электронное устройство, предназначенное для выполнения широкого круга задач. Это могут быть различные вычисления, расчеты, прослушивание музыки, просмотр видео, различные офисные задачи, игры и многое другое.

Персональный компьютер может быть стационарным или мобильным. К мобильным компьютерам относят ноутбуки, нетбуки и планшеты.

Стационарный компьютер также в последнее время претерпел изменения, но в большинстве случаев представляет собой системный блок, монитор, устройства ввода (клавиатура и мышь), аудиоустройства (колонки, наушники и микрофон), а также другие периферийные устройства (принтер, сканер и т.п.).

Для нормального функционирования персонального компьютера необходим лишь системный блок, монитор, клавиатура и мышь.

Так же необходима операционная система, в большинстве случаев используют Windows, но так же можно скачать Linux .
Далее мы рассмотрим подробнее каждое из этих устройств.

Системный блок

Основным узлом персонального компьютера является системный блок. Он представляет собой корпус , чаще всего металлический вертикальный коробок, на передней панели которого расположены кнопки включения и дисководы. На заднюю стенку выведены все необходимые разъемы и кабели. Системный блок состоит из блока питания, материнской платы (она же системная плата или «материнка»), жесткого диска (HDD), видеокарты, процессора (CPU), оперативной памяти (ОЗУ), дисководов (CD/DVD), звуковой платы и сетевой платы. Зачастую сетевая и звуковая платы выполняются интегрированными в материнскую плату, то есть радиоэлементы платы распаяны прямо на материнской плате.

Блок питания

Блок питания выполнен в виде отдельного коробка, который расположен вверху сзади системного блока и имеет несколько кабелей питания всех элементов системного блока.

Блок питания

Материнская плата

Материнская плата является самой большой в системном блоке печатной платой, на которую устанавливаются все основные узлы компьютера (CPU, ОЗУ, видеокарта), также она имеет разъемы для подключения жесткого диска и дисководов, а также шлейфов портов USB и разъемы, выходящие на заднюю панель корпуса. Материнская плата выполняет согласование работы всех устройств компьютера.

Материнская плата

Процессор

Процессор представляет собой микросхему, предназначенную для выполнения основных вычислительных операций. Процессоры выпускаются двумя фирмами AMD и Intel. В зависимости от производителя процессора отличается и разъем (место его установки), поэтому при выборе материнской платы следует это не забывать. Вы просто не вставите процессор AMD в материнскую плату для процессоров Intel.

Процессор

Видеокарта

Видеокарта представляет собой отдельную печатную плату, установленную в разъем PCI Express материнской платы и предназначена для вывода изображения на экран монитора. Она обрабатывает полученную информацию и преобразует в аналоговый и цифровой видеосигнал, который через разъем по кабелю поступает на монитор. На видеокарте, как правило, установлен процессор (GPU) и оперативная видеопамять.

Видеокарта

Оперативная память

Оперативная память представляет собой одну или несколько небольших плат, установленных в специальные разъемы на материнской плате (DDR). Оперативная память обеспечивает временное хранение промежуточных данных при работе компьютера. Оперативная память характеризуется скоростью доступа и объемом памяти. На сегодняшний день наиболее быстрая память имеет стандарт DDR3.

Оперативная память

Жесткий диск

Жесткий диск является постоянным хранилищем данных, это могут быть как пользовательские данные, так и системные или временные. На жестком диске хранится операционная система, без которой нормальная работа компьютера будет невозможна. Также операционная система может использовать жесткий диск для сохранения содержимого оперативной памяти (например, в режиме гибернации). Представляет собой жесткий диск закрытый металлический параллелепипед, который через разъем (SATA) подключается к материнской плате.

Жесткий диск

Дисковод

Дисковод оптических дисков внешне напоминает жесткий диск, но имеет на передней панели выдвигающийся лоток для установки оптических дисков. Служит дисковод для чтения и записи оптических дисков.

На системной плате могут устанавливаться и другие дополнительные устройства, например модуль Wi-Fi или ТВ-тюнер.

Монитор

Монитор компьютера служит для графического представления информации, которая безусловно понятно пользователю ПК. В последнее время выпускаются исключительно жидкокристаллические дисплеи (ЖК). Мониторы могут быть оснащены цифровым и/или аналоговым видео разъемами (DVI, HDMI).

Клавиатура

Клавиатура является неотъемлемым устройством ввода любого компьютера. Клавиатура представляет собой группы клавиш для ввода символьной информации. Также многие современные клавиатуры оснащаются дополнительными клавишами, например, для управления медиаплеерами и различными программами.

Последовательность операций устройства управления следующая. Следующая инструкция для выполнения считывается из первичного ЗУ в запоминающий регистр. Инструкции передаются из запоминающего регистра в регистр инструкций. Затем поле кода операции инструкции декодируется, так что правильные арифметические или логические операции могут быть выполнены. Адрес операнда отправляется из регистра инструкций в адресный регистр. Наконец, счетчик команд проводит адресный регистр с адресом следующей выполняемой инструкции.

Арифметико-логическое устройство (АЛУ) выполняет операции обработки, вызываемые инструкциями, полученными из ОЗУ устройством управления. Двоичная арифметика, логические операции и несколько специальных функций, выполняемых АЛУ.

Данные вводятся в АЛУ и возвращаются в ОЗУ, проходя через регистр хранения. Накапливающий регистр работает как регистр хранения результатов операций обработки. Результаты арифметических операций возвращаются в сумматор для передачи в ОЗУ через регистр хранения. Блок сравнения выполняет логическое сравнение из содержания регистра хранения и накапливающего регистра. Обычно, блок сравнения тестируют на условия такие как «меньше чем», «равен» или «больше чем».

Итак, как вы видите первичные компоненты АЛУ это группы устройств с двумя устойчивыми состояниями, которые обращаются к регистрам. Их назначение в хранении чисел, используемых в вычислении и временном хранении результатов, пока они не смогут быть переданы в память. Ядро АЛУ высокоскоростной двоичный сумматор, используемый для выполнения, по крайней мере, четырех основных арифметических функций (сложение, вычитание, умножение и деления). Логическое устройство электронных схем, которое сравнивает информацию и принимает решения основанные на результатах сравнения.

Тема 22. Рабочие режимы ввода-вывода.

Данные и инструкции должны вводиться в систему обработки и информация должны покидать его. Эти операции выполняются устройствами ввода-вывода, которые связывают компьютер с внешней средой.

Устройство ввода-вывода может быть взаимосвязанным с человеком или независимым от него. Удаленный банковский терминал пример взаимосвязанного с человеком режима работы, принтер является примером устройства, производящего вывод в форме удобной для восприятия человеком. Примером независимого от человека режима ввода можно назвать устройство, оценивающее поток трафика. Бобина с магнитной лентой, на которой накопленные данные хранятся в двоичном формате, пример независимого от человека вывода.

Интерфейс ввода-вывода. Данные вводятся устройством ввода в форме, зависящей от отдельных используемых устройств. К примеру, данные, введенные с клавиатуры способом, похожим на печатание на машинке и отличается от того, когда данные вводятся при помощи устройства считывания штрих-кода. Однако, несмотря на форму вводимых данных, все устройства ввода должны обеспечивать компьютер данными, преобразуемыми в двоичную форму, которую ОЗУ компьютера способно принять. Преобразование завершаются устройством вызываемым интерфейсом ввода-вывода. Интерфейс ввода создан для сопоставления уникальных физических или электрических характеристик устройства ввода необходимых компьютерной системе. Так же, когда данные вывода доступны, интерфейс вывода должен изменять обработку и приспосабливать выходные данные к внешней среде. Эти интерфейсы так же вызываются каналами или процессорами ввода-вывода.

Скорость устройств ввода-вывода. Устройства ввода-вывода могут быть характеризованы как высокоскоростные, имеющие среднюю скорость и медленные. Устройства классифицируются в соответствии с их скоростью. Следует заметить, что высокоскоростные устройства полностью электронные в своей работе или магнитная среда может изменить скорость этого устройства и сделать его высокоскоростным. Такими устройствами могут быть как устройства ввода, так и вывода и использоваться как вторичное ЗУ. Медленные устройства характеризуются сложностью механических движений со скоростью человеческих действий. Скорости средних устройств находятся между ними. Они содержат механическую двигательную часть, что сложнее, чем у высокоскоростных устройств, но не на столько сложную, как у медленных.

Высокоскоростные устройства: магнитные диски, магнитные ленты

Устройства со средней скоростью: устройства чтения перфокарт, построчный принтер, постраничный принтер, устройство вывода на микрофильм, магнитные дискеты, оптическое устройство считывания знаков, оптические устройство считывания меток, визуальный индикатор,

Низкоскоростные: устройство считывания штрих-кода, посимвольный принтер, сканер, клавишное устройство ввода, графопостроитель, устройство распознания голоса.

Хорошо известно, что компьютер не может выполнять или заканчивать некоторую полезную работу, способную связываться с внешней средой. Все данные и инструкции вводятся и покидают ЦП через оперативную память. Устройству ввода-вывода необходимо связывать оперативную память со средой, которая является внешней для компьютерной системы. Следовательно, устройства ввода используются для ввода данных в оперативную память. А устройство вывода принимает данные из оперативной памяти для обеспечения пользовательской информацией или записи данных на вторичное (внешнее) запоминающее устройство. Некоторые устройства используются для функций, как ввода, так и для вывода.

Данные, с которыми эти устройства работают, могут быть как в понятной для человека форме, так и в непонятной для него форме. Например, те данные, что вводятся с использованием операционных ключей во время печатания на клавиатуре, понятны человеку. Однако, данные, которые оповещаю компьютер об эффективности автоматического механизма, находятся не в той форме, которая привычна для человека. Это электрические сигналы аналогового датчика. Подобным образом, вывод может происходить посредством печатных страниц, которые человек люди с легкостью могут читать или на некоторых других носителях, где данные не зримые, например, магнитная лента или диск.

Как известно, все потоки данных от ввода до окончательного вывода управляются устройством управления ЦП. Независимо от качеств устройства ввода-вывода, особенный процессор, вызываемый интерфейсами В/В, требует перевода входных данных во внутренние коды, используемые компьютером и для перевода внутренних кодов в формат приемлемый для устройств вывода.

Тема 23. Устройства ввода.

Существует множество устройств, используемых для ввода информации в компьютер: клавиатура, некоторые координатные устройства, такие как манипуляторы (мышь, трекбол), тачпады и графические планшеты, сканеры, цифровые камеры, ТВ-тюнеры, звуковые карты и т.д.

Как только первые персональные компьютеры стали популярны, самым используемым устройством для передачи информации от пользователя компьютеру была клавиатура. Она могла вводить цифры и текстовую информацию. Стандартная клавиатура имеет 104 клавиши и еще 3 клавиши, информирующих о режиме работы световыми индикаторами в верхнем правом углу.

Позднее, когда стала развиваться более продвинутая графика, пользователь обнаружил, что клавиатура не могла обеспечить изображение графики и текста на дисплее. Тогда появились манипуляторы, мышь и трекбол, которые использовались при работе с графическим интерфейсом. Каждая программа использует эти кнопки по-разному.

Мышь это оптико-механическое устройство ввода. Мышь имеет три или две кнопки и контролирует движение курсора по экрану. Мышь обеспечивает управление курсором, таким образом, упрощая ориентацию пользователя на экране. Основные функции мыши помощь в рисовании, указание и выбор изображения на экране пользовательского компьютера, посредством перемещения мыши по экрану.

В основном программы требуют нажатия одной или более кнопок, иногда кнопки надо удерживать или нажимать дважды для выполнения команд или для удаления изображений. Когда вы двигаете мышь по плоской поверхности, шарик, расположенный на нижней стороне мыши вращает два ролика. Один ориентирует вертикальные движения мыши, другой - горизонтальные движения. Шарик крутится легко, давая пользователю хорошее управление над текстовой и графической информацией.

В портативных компьютерах сенсорные панели или тачпады используются вместо манипуляторов. Двигая палец по поверхности тачпада, мы перемещаем курсор по экрану.

Графические планшеты нашли применение в рисовании и во вводе рукописных текстов. Вы можете рисовать, делать заметки и подписи к электронным документам посредством специальной ручки. Качество графических планшетов характеризуется разрешающей способностью, т.е. числом пикселей на дюйм и способностью реагировать на силу нажатия ручкой.

Сканнер используется для оптического ввода изображений (фотографий, картинок, слайдов) и текстов и преобразование их в компьютерный формат.

Цифровые камеры распространились недавно. Они позволяют получать видео изображения и фотографии в цифровом компьютерном формате. Цифровые видеокамеры дают возможность получать фотографии высокого качества.

Звуковые карты преобразуют звук из аналоговой в цифровую форму. Они могут синтезировать звук. Специальные игровые порты и джойстики широко используются в компьютерных играх.

Тема 24. Устройства вывода. Принтеры.

Принтеры выводят информацию в постоянной, понятной человеку форме. Это наиболее часто используемые устройства вывода и являются компонентами почти каждой компьютерной системы. Принтеры различны по своему исполнению и дизайну. Мы будем классифицировать принтеры как символьные принтеры, построчные принтеры и постраничные принтеры в порядке, чтобы распознать три разных способа печатания, с разной скоростью. Более того, принтеры бывают контактные и бесконтактные. Принтеры, использующие электромеханические механизмы которые заставляют молоточки бить сквозь красящую ленту и бумагу, называют контактными. Бесконтактные принтеры не бьют или не толкают ленту для печати.

Символьные принтеры печатают только один символ за раз. Печатная машинка это пример символьного принтера. Символьные принтеры используются буквально со всеми микрокомпьютерами также хорошо, как и с компьютерами любых размеров, если не требуется печатать много текста. Символьные принтеры бывают разных видов. Принтер с машинописным качеством печати это символьный принтер, который печатает с качеством печатной машинки. Такие принтеры обычно имеют скорость печати 10-50 символов в секунду. Точечно-матричный принтер формирует каждый символ как набор точек. Эти принтеры имеют низкое качество печати, но имеют более высокую скорость, чем принтеры с машинописным качеством печати - от 50 до 200 символов в секунду. Один из новейших типов принтеров это струйный принтер. Он выстреливает маленькими каплями чернил на бумагу и формирует печатные символы. Чернила имеют высокое содержание железа, что обуславливается магнитными полями принтера. Эти магнитные поля заставляют чернила принимать очертания символов, когда чернила попадают на бумагу.

Принтеры с построчной печатью это электромеханические машины, используемые для массового производства на большинстве компьютерных систем. Их скорость печати такова, что для наблюдателя символы появляются целыми линиями. Это контактные принтеры. Скорость печать строк варьируется от 100 до 2500 строк в минуту. Принтеры с построчной печатью были спроектированы для использования различных видов печатающих механизмов. Два наиболее известных печатающих механизма это барабан и цепь. Барабанные принтеры используют цельный, цилиндрической формы барабан, вращающийся с высокой скоростью. Скорость барабанных принтеров варьируется от 200 до 2000 строк в минуту. Цепные принтеры имеют вращающуюся цепь с нанесенными на нее символами. Она называется печатающей цепью. Скорость цепных принтеров варьируется от 400 до 2400 строк в минуту.

Принтеры с постраничной печатью это высокоскоростные бесконтактные принтеры. Их скорость такова, что на выходе мы получаем страницу целиком. В дизайне постраничных принтеров используются различные технологии. Эти технологии, называемые электрофотографическими, развились благодаря копировальной технике. Лазерные принтеры используют комбинацию лазерной и электрофотографической техник для печати на скорости около 18000 строк в минуту.

Магнитные устройства хранения данных

Некоторые устройства, упомянутые выше, могут выполнять функции, как ввода, так и вывода. Магнитные диски, магнитные дискеты и магнитные ленты - примеры подобных устройств. Магнитные диски, дискеты и ленты могут запоминать данные, как выходные из оперативной памяти, а также об использовании в качестве устройства ввода, возвращающие данные в оперативную память.

Данные, записываемые на магнитные диски и магнитные ленты как посредством вывода данных из оперативной памяти, так и с использованием устройств записи данных. Они не являются устройствами ввода, и они не связываются с компьютерной системой. К тому же это оффлайновые записи. Магнитные записывающие носители хранения механизмы ввода данных с клавиатуры на диск, на дискеты и на магнитные ленты.

Устройства ввода данных с клавиатуры на диск используются, в качестве данных пункта наблюдения в многостанционной системы совместной обработки. Они способны корректировать данные перед их записью на магнитный диск и до ввода в основную компьютерную систему.

Система ввода данных с клавиатуры на дискету сохраняет данные на гибкие диски, называемые дискетами. Дискеты недорогой носитель информации, а так же пригоден для многократного использования.

Устройства ввода данных с клавиатуры на магнитную ленту могут запоминать данные на катушки, кассеты и кассетные картриджи. Катушки магнитных лент производятся системами ввода данных с клавиатуры на магнитную ленту и находятся в компьютерно - комбинированном формате для подпоследовательностей данных прямого ввода в компьютер. Однако данные на картриджах и кассетах часто перемещают на носители большей скорости, такие как, например, катушки стандартного размера магнитных лент или дисков для перемещения на компьютер.

Клавишные устройства.

1. Существует широкое разнообразие клавишных устройств, или терминалов доступных для использования во вводе данных напрямую в компьютер.

Терминал дисплея это один из самых популярных типов устройств В/В в нынешнем использовании. Он состоит из печатной машинки, наподобие клавиатуры для ввода и электронно-лучевой трубки для показывания на экране выходных данных. Каждый введенный с клавиатуры символ показывается также на CRT. Когда снабженные клавишами данные удерживают в небольшой памяти, называемой буфером непосредственно в пределах терминала. Данные не отправляются в компьютер, пока оператор не нажмет нужную клавишу на клавиатуре. Это позволяет оператору получить возможность прочитать корректуру или проконтролировать вводимые данные, читая показываемые на дисплее данные. Существует три основных применения VDT: алфавитно-цифровой, графический дисплеи и ввод через световое перо.

Алфавитно-цифровой дисплей. Самое общее использование VDT - показ арифметических данных (символьных данных). Ввиду их относительного показателя быстроты вывода и особенности обеспечивать наблюдателя мгновенным выводом, видеотерминал с замещенным выводом для многих приложений.

Графический дисплей. VDT с графическим дисплеем, способным обеспечить очень мощную и универсальное средство для большинства пользователей. Устройство графического дисплея обеспечивает не только средства показа рисунков высокого разрешения, но так, же способно управлять и изменять графический дисплей. Предприниматель может использовать графический дисплей для представления данных в форме линейчатых графиков, гистограмм или круговых диаграмм. Графический дисплей может быть очень эффективен в информационных системах для менеджеров бизнеса.

1. Различные виды клавишных устройств, как VDT, телетайпные терминалы и мультикэши в числе клавишных устройств.

Световое перо светочувствительная ручка, наподобие инструмента, который может чувствовать положение на электронно-лучевой трубке, когда кончик ручки фиксируется на экране. Световая трубка устройство ввода. Посредством ощущения позиции на, когда вы ей касаетесь экрана, вы вводите данные в оперативную память. Световое перо обычно используется инженерами для модификации дизайнов.

Телетайпные терминалы. Существуют ситуации, где это желательно иметь напечатанную копию выходных данных с терминала. Если пользователь находит необходимую ему напечатанную копию, решением может быть в этой ситуации телетайпный терминал. У него есть клавиатура для ввода и печатная машинка наподобие принтера для вывода. Эти принтеры являются посимвольными и поэтому медленнее устройств вывода, чем CRT показ.

Мультикэши электронный эквивалент кассового аппарата, однако, они способны захватывать больше данных, чем кассовый аппарат. Большинство мультикэшей - это онлайновые терминалы, подключенные к компьютеру для обработки транзакций, в то время как покупатели делают свои покупки. Значительные свойства большинства нынешних электронных мультикэшей включают: способности ввода обширной информации о ценах, руководствах оператора через возможные транзакции посредством серии мигающих индикаторов или сообщений, обеспечение трансмиссий данными в центральный компьютер и обеспечение обеспечения местного вычисления способностью наподобие ценового увеличения и сбор расчета.

Сканеры

Сканеры обеспечивают способностью прямого ввода данных в компьютерную систему. Главное преимущество этого прямого ввода данных это то, что человеку не приходиться вводить данные. Что обеспечивает наиболее быстрый и наиболее точный ввод данных. Два основных типа сканеров - это оптические сканеры и устройства распознавания магнитных знаков или знаков, написанных магнитными чернилами.

Оптические сканеры это устройства ввода, которые могут «считывать» данные, написанные на бумаге. Сканирующие технологии использованы с использованием светового источника и светочувствительного датчика; поэтому они и называются оптическими устройствами. Сканированные данные могут быть напечатаны или рукописными символами, штрих-код как пометка карандашом или штрих-код как полосы. Распространенные устройства оптического сканера называется оптическим считывателем символов, оптические устройства считывания меток и устройства считывания меток.

Оптический считыватель символов устройство ввода данных, с использованием оптических сканирующих механизмов, которые могут направлять или сканировать буквенные и числовые символы, напечатанные на бумаге. Если данные напечатаны, тогда они должны быть напечатаны с использованием особого печатного шрифта, называемого шрифтом оптического распознания символов. Примеры использования устройств ОКР включает сканеры, использованные Почтовой службой, помогающей в сортировке объемистой почты и как черновой ввод для систем обработки слов.

Оптические устройства считывания меток (OMR) способны выявлять пометки карандашом, сделанные в специальных бумажных формах. Фактически ввод данных через устройства OMR включает свечение на страницу в процессе сканирования и определение отражения сигнала от карандашных пометок. Пометки в карандаше

Итак, из чего же состоит наш обычный персональный компьютер (ПК), который мы используем дома или на работе.

Рассмотрим его аппаратную часть («железо»):

• системный блок (та большая коробка, которая стоит у вас на столе или под столом, сбоку от него и т.д.). В нем располагаются все основные узлы компьютера.
• периферийные устройства (такие как монитор, клавиатура, мышь, модем, сканер и пр.).

Системный блок в компьютере является «главным». Если аккуратно открутить шурупы с его задней стенки, снять боковую панель и заглянуть внутрь, то лишь с виду его устройство покажется сложным. Сейчас я коротко опишу его устройство, а потом охарактеризую главные элементы максимально понятным языком.

В системном блоке размещаются следующие элементы (не обязательно все сразу):

— Блок питания

— Накопитель на жестком магнитном диске (HDD)

— Накопитель на гибком магнитном диске (FDD)

— Накопитель на компакт-диске или dvd-диске (CD/DVD ROM)

— Разъемы для дополнительных устройств (порты) на задней (иногда и на передней) панели, и др.

— Системная плата (ее чаще называют материнской ), которая, в свою очередь, содержит:

• микропроцессор ;
• математический сопроцессор;
• генератор тактовых импульсов;
• микросхемы памяти (ОЗУ, ПЗУ, кэш-память, CMOS-память)
• контроллеры (адаптеры) устройств: клавиатуры, дисков и др.
• звуковая, видео- и сетевая карты ;
• таймер и др.

Все они подсоединяются к материнской плате с помощью разъемов (слотов). Ее элементы, выделенные жирным шрифтом, мы рассмотрим ниже.

А теперь по порядку о системном блоке:

1 . С блоком питания все понятно: он питает энергией компьютер. Скажу лишь, что, чем выше его показатель мощности, тем круче.

2 . Накопитель на жестком магнитном диске (HDD — hard disk drive) в простонародье называют винчестером .

Это прозвище возникло из жаргонного названия первой модели жесткого диска емкостью 16 Кбайт (IBM, 1973 год), имевшего 30 дорожек по 30 секторов, что случайно совпало с калибром «30/30» известного охотничьего ружья «Винчестер». Емкость этого накопителя измеряется обычно в гигабайтах: от 20 Гб (на старых компьютерах) до нескольких Террабайт (1Тб = 1024 Гб). Самая распространенная емкость винчестера - 250-500 Гб. Скорость операций зависит от частоты вращения (5400-10000 об/мин). В зависимости от типа соединения винчестера с материнской платой различают ATA и IDE.

3 . Накопитель на гибком магнитном диске (FDD — floppy disk drive) — не что иное, как флоппи-дисковод для дискет . Их стандартная емкость - 1,44 Мб при диаметре 3,5" (89 мм). В качестве запоминающей среды у магнитных дисков используются магнитные материалы со специальными свойствами, позволяющими фиксировать два магнитных состояния, каждому из которых ставятся в соответствие двоичные цифры: 0 и 1.

4 . Накопители на оптических дисках (CD-ROM) бывают разных диаметров (3,5" и 5,25") и емкостей. Самые распространенные из них - емкостью 700 Мб. Бывает, что CD диски можно использовать для записи только 1 раз (тогда их называют R), а выгоднее использовать многократно перезаписываемые диски RW.

DVD первоначально расшифровывалось как Digital Video Disk. Несмотря на название, на DVD-диски можно записывать всё, что угодно, - от музыки до данных. Поэтому в последнее время всё чаще встречается и другая расшифровка этого названия — Digital Versatile Disk, в вольном переводе означающая «цифровой универсальный диск». Главное отличие DVD-дисков от CD-дисков - это объём информации, который может быть записан на таком носителе. На DVD-диск может быть записано от 4.7 до 13, и даже до 17 Gb. Достигается это несколькими способами. Во-первых, для чтения DVD-дисков используется лазер с меньшей длиной волны, чем для чтения CD-дисков, что позволило существенно увеличить плотность записи. Во-вторых, стандартом предусмотрены так называемые двухслойные диски, у которых на одной стороне данные записаны в два слоя, при этом один слой полупрозрачный, и второй слой читается «сквозь» первый. Это позволило записывать данные на обе стороны DVD-дисков, и таким образом удваивать их ёмкость, что иногда и делается.

5 . К персональному компьютеру могут подключаться и другие дополнительные устройства (мышь, принтер, сканер и прочее). Подключение производится через порты — специальные разъемы на задней панели.

Порты бывают параллельные (LPT), последовательные (COM) и универсальные последовательные (USB). По последовательному порту информация передается поразрядно (более медленно) по малому числу проводов. К последовательному порту подключаются мышь и модем. По параллельному порту информация передается одновременно по большому числу проводов, соответствующему числу разрядов. К параллельному порту подключается принтер и выносной винчестер. USB-порт используется для подключения широкого спектра периферийных устройств - от мыши до принтера. Также возможен обмен данными между компьютерами.

6 . Основные устройства компьютера (процессор, ОЗУ и др.) размещены на материнской плате .

Микропроцессор (проще - процессор ) — центральный блок ПК, предназначенный для управления работой всех блоков машины и для выполнения арифметических и логических операций над информацией.

Его главные характеристики — это разрядность (чем она выше, тем выше производительность компьютера) и тактовая частота (во многом определяет скорость работы компьютера). Тактовая частота указывает, сколько элементарных операций (тактов) процессор выполняет за одну секунду.
Уважают на рынке процессоры Intel Pentium и его эконом-версию Celeron, а также ценят их конкурентов - AMD Athlon с эконом-вариантом Duron. Процессоры Intel характеризуются высокой надежностью в работе, низким тепловыделением и совместимостью со всем программным и аппаратным обеспечением. А AMD показывают большую скорость работы с графикой и играми, но менее надежны.

Память компьютера бывает внутренней и внешней. К устройствам внешней памяти относятся уже рассмотренные HDD, FDD, CD-ROM, DVD-ROM. К внутренней памяти относится постоянное ЗУ (ПЗУ, ROM англ.), оперативное ЗУ (ОЗУ, RAM англ.), КЭШ.

ПЗУ предназначено для хранения постоянной программной и справочной информации (BIOS — Basic Input-Output System — базовая система ввода-вывода).

ОЗУ обладает высоким быстродействием и используется процессором для кратковременного хранения информации во время работы компьютера.

При выключении источника питания информация в ОЗУ не сохраняется. Для нормального функционирования компьютера в наши дни желательно иметь от 1 Гб до 3 Гб оперативки.

КЭШ-память — это оперативная сверхскоростная промежуточная память.

CMOS-память — CMOS RAM (Complementary Metall-Oxide Semiconductor RAM). В ней хранятся параметры конфигурации компьютера, которые проверяются при каждом включении системы. Для изменения параметров конфигурации компьютера в BIOS содержится программа настройки конфигурации компьютера — SETUP.

Звуковая, видео и сетевая карты могут быть как встроенными в материнскую плату, так и внешними. Внешние платы всегда можно заменить, тогда как, если из строя выйдет встроенная видеокарта, придется менять всю материнскую плату. Из видеокарт я доверяю ATI Radeon и Nvidia. Чем выше объем памяти видеокарты, тем лучше.

Периферийные устройства

Компьютера состоит из 6 групп клавиш:

• Буквенно-цифровые;
• Управляющие (Enter, Backspace, Ctrl, Alt, Shift, Tab, Esc, Caps Lock, Num Lock, Scroll Lock, Pause, Print Screen);
• Функциональные (F1-F12);
• Цифровая клавиатура;
• Управления курсором (->,<-, Page Up, Page Down, Home, End, Delete, Insert);
• Световые индикаторы функций (Caps Lock, Num Lock, Scroll Lock).

Мышь (механическая, оптическая). Большинство программ используют две из трех клавиш мыши. Левая клавиша — основная, ей управляют компьютером. Она играет роль клавиши Enter. Функции правой клавиши зависят от программы. Посередине находится колесо прокрутки, к которому быстро привыкаешь.

Модем — сетевой адаптер. Может быть как внешним, так и внутренним.

Сканер автоматически считывает с бумажных носителей и вводит в ПК любые печатные тексты и изображения.

Микрофон служит для ввода звука в компьютер.

(дисплей) предназначен для отображения информации на экране. Наиболее часто в современных ПК используются мониторы SVGA с разрешающей способностью (количеством точек, размещающихся по горизонтали и по вертикали на экране монитора) 800*600, 1024*768, 1280*1024, 1600*1200 при передаче до 16,8 млн. цветов.

Размер экрана монитора - от 15 до 22 дюймов по диагонали, но чаще всего - 17 дюймов (35,5 см). Размер точки (зерна) - от 0,32 мм до 0,21 мм. Чем он меньше, тем лучше.

ПК, которые снабжены телевизионными мониторами (ЭЛТ), уже не так популярны. Из них предпочтение следует отдавать мониторам с низким уровнем излучения (Low Radiation). Жидкокристаллические дисплеи (LCD) более безопасны, и большинство компьютеров имеют именно такой монитор.

Предназначен для распечатки текста и графических изображений. Принтеры бывают матричные, струйные и лазерные. В матричных принтерах изображение формируется из точек ударным способом. Струйные принтеры в печатающей головке вместо иголок имеют тонкие трубочки — сопла, через которые на бумагу выбрасываются мельчайшие капельки чернил. Струйные принтеры выполняют и цветную печать смешением базовых цветов. Достоинство — высокое качество печати, недостаток — опасность засыхания чернил, высокая стоимость расходных материалов.

В лазерных принтерах применяется электрографический способ формирования изображений. Лазер служит для создания сверхтонкого светового луча, вычерчивающего на поверхности предварительно заряженного светочувствительного барабана контуры невидимого точечного электронного изображения. После проявления электронного изображения порошком красителя (тонера), налипающего на разряженные участки, выполняется печать — перенос тонера с барабана на бумагу и закрепление изображения на бумаге разогревом тонера до его расплавления. Лазерные принтеры обеспечивают наиболее высококачественную печать с высоким быстродействием. Широко используются цветные лазерные принтеры.

Звуковые колонки выводят звук. Качество звучания зависит - опять-таки - от мощности динамиков и материала, из которого изготовлены корпуса (предпочтительно дерево) и его объема. Важную роль играет наличие фазоинвертора (отверстие на передней панели) и количество полос воспроизводимых частот (высокие, средние и низкие динамики на каждой колонке).

USB-накопители на флэш-памяти, на мой взгляд, стали самым универсальным средством переноса информации. Это миниатюрное устройство размером и весом меньше зажигалки. Оно имеет высокую механическую прочность, не боится электромагнитных излучений, жары и холода, пыли и грязи.

Самая чувствительная часть накопителя — разъем, прикрытый колпачком. Объем этих устройств колеблется от 256 Мбайт до 32 Гбайт, что позволяет подобрать накопитель нужной емкости, сообразуясь с потребностями. Благодаря интерфейсу, USB накопитель можно подключить к любому современному компьютеру. Он работает с операционными системами Windows 98SE/Me/2000/XP/Vista/7, Mac OS 8.6 ~ 10.1, Linux 2.4. В Windows даже не нужно устанавливать никаких драйверов: подключил в USB-порт - и работай.

Нужна для ввода динамического изображения в компьютер и звука (для общения и возможности создания телеконференций).

Источник бесперебойного питания нужен на случай аварийного отключения электроэнергии.

Фуфф, ну вот, по-моему, и все основное, что я хотела вам рассказать об аппаратной части компьютера, так называемом hardware.

Статья «Устройство компьютера» была написана довольно давно. Поэтому, если Вы нашли ошибку или обнаружили некоторую неточность, напишите, пожалуйста, об этом, используя форму комментариев. Мы будем Вам очень признательны!